Ecrã do tablier de automóvel: guia de engenharia e aprovisionamento OEM

Um ecrã instalado no veículo para apresentar informações ao condutor, controlar funções, proporcionar entretenimento e/ou disponibilizar funções aos passageiros designa-se ecrã do tablier de automóvel. Embora determinar o tamanho do ecrã e a luminância de pico seja certamente importante na seleção de um ecrã para aplicações de interface homem-máquina, num programa OEM é necessário definir, estruturar e integrar muitos outros requisitos antes de selecionar o ecrã. Estes incluem definir a função do ecrã do automóvel, selecionar a sua arquitetura, conceber o conjunto de camadas ópticas e verificar o conjunto do ecrã sob diferentes tensões e condições ambientais.

Classifique o ecrã do tablier pela tarefa do condutor, não pela designação comercial

Ao contrário dos dispositivos de espelhamento de ecrã instalados posteriormente em suportes no tablier, os ecrãs do tablier devem ser classificados segundo o tipo de tarefa que apoiam e as consequências de não se visualizar a informação. Por exemplo, os painéis de instrumentos, os ecrãs centrais de informação, os ecrãs de informação para passageiros e os sistemas de projeção no campo de visão (HUDs) podem partilhar estruturas de ecrã. Contudo, o comportamento do olhar do condutor, a interação tátil, a zona de visualização, a configuração geométrica e os modos de falha podem variar significativamente entre os diferentes ecrãs, enquanto a designação de ecrã tátil HD fornece pormenores de engenharia insuficientes.

A ficha pública da ISO 15008 ilustra a importância do âmbito: a norma de apresentação visual define as informações abrangidas e as exclusões explícitas, em vez de tratar todas as imagens do habitáculo como um único conjunto de requisitos.

Considere um painel decorativo largo do habitáculo que abrange o painel de instrumentos e o ecrã central de informação. Do ponto de vista das compras, pode ser considerado uma única peça de vidro de grandes dimensões. No entanto, o condutor pode vê-lo como dois ecrãs de informação, o engenheiro responsável pelos ecrãs pode vê-lo como duas zonas de visualização e a equipa de garantia da qualidade pode identificar várias interfaces coladas. A expressão “ecrãs de qualidade automóvel” obscurece estas preocupações distintas. O mapeamento das funções antes da fixação do desenho estético exige que cada zona de visualização disponha de evidências que a sustentem.

Compare LCD, OLED e Mini LED em função do ciclo de utilização

Comparar LCD, OLED e Mini LED em função da utilização prevista do veículo é uma forma mais adequada de avaliar estas tecnologias do que classificá-las como ‘melhores ou piores’. A avaliação deve incluir fatores como a exposição a conteúdos estáticos, o nível de preto, o contraste local, a luminância de pico e sustentada, a temperatura, a potência, a profundidade do módulo, a curvatura, o aprovisionamento, a vida útil, o custo e muitos outros.

A revisão independente da investigação não encontrou fundamentos de fontes de referência para eleger uma tecnologia universalmente superior; a perspetiva da SID sobre a tecnologia de ecrãs automóveis fornece um contexto útil, embora cada programa de produção continue a exigir os seus próprios ensaios do ciclo de utilização.

Os indicadores luminosos estáticos e os ícones de aviso tornam a utilização do tablier diferente de uma sequência de demonstração televisiva em repetição. Por isso, a retenção de imagem deve ser avaliada com os conteúdos previstos para a produção. No caso da Mini LED, é necessário ensaiar o desempenho dos algoritmos e dos padrões das zonas, em vez de depender de uma ficha técnica. A avaliação do desempenho do LCD e da retroiluminação deve ter em conta a temperatura e o conjunto de camadas de proteção e deteção tátil. O resultado adequado deve ser um compromisso controlado.

Valide a legibilidade pelo contraste sob luz ambiente, não apenas pelos nits

Muitos fatores contribuem para a legibilidade, incluindo a luminância emitida, a luz ambiente refletida e a geometria de visualização. O valor de pico em nits pode ajudar na conceção, mas um valor elevado não explica o que o condutor vê ao olhar para uma superfície refletora que apresenta informações de controlo.

“Não faz parte do âmbito deste documento estabelecer valores-limite de conformidade para aplicações automóveis.”

A SAE J1757/1 descreve métodos de medição para ecrãs de veículos sob iluminação ambiente automóvel, incluindo o contraste sob iluminação ambiente elevada, enquanto o seu âmbito público exclui explicitamente limites universais de conformidade. As publicações do NIST tratam igualmente o contraste sob luz ambiente e a refletância como questões de medição. A lição prática é declarar o método e as condições antes de comparar os resultados.

Imagine duas amostras de painéis de instrumentos com a mesma luminância de pico declarada pelo fornecedor. A amostra A tem um espaço de ar e uma proteção brilhante. A amostra B tem um conjunto de camadas coladas sob controlo. Numa sala escura, podem parecer semelhantes, mas, sob uma fonte luminosa intensa e oblíqua, as interfaces adicionais e as reflexões superficiais podem alterar a luminância no estado preto e o contraste percebido. O comprador deve comparar ambas as amostras com o mesmo método, a mesma peça de fixação, o mesmo conjunto de conteúdos e a mesma zona do observador, em vez de escolher a vencedora pela coluna dos nits.

Conceba o vidro de proteção como parte de um conjunto de camadas

O vidro de proteção faz parte de um sistema óptico e mecânico, bem como de um sistema de deteção tátil. O substrato, o reforço químico, o estado das arestas, a impressão, a textura antiencandeamento, o revestimento antirreflexo, o tratamento antidedadas, o sistema de deteção tátil, o adesivo, os polarizadores do ecrã, o apoio da caixa e a limpeza da montagem podem exigir compromissos entre requisitos.

A página pública da Saiwei para aplicações automóveis apresenta exemplos de tratamento AR declarados pelo fornecedor, com transmissão luminosa superior a 95% e refletância inferior a 1%. Estes não são valores universais de aceitação: um pedido de orçamento deve solicitar a banda de comprimentos de onda, o ângulo de incidência, o instrumento, o substrato, a face revestida, a condição de durabilidade, a tolerância do lote e o formato do relatório.

Ao considerar os revestimentos, a questão importante não é “AG ou AR?” É saber que mecanismo de reflexão e que condição de utilização é necessário controlar. Ao falar de colagens, a questão importante é saber que melhoria mensurável se exige e que risco de processo é introduzido pela montagem. Uma declaração de capacidades do fornecedor é um bom ponto de partida; um desenho do conjunto de camadas com controlo de revisões e validação representativa da produção é um bom ponto de chegada.

Conceba em conjunto a interação tátil, os comandos e a HMI

O desempenho tátil é uma característica da interface homem-máquina, não de um sensor. Muitos fatores afetam o desempenho tátil, incluindo a espessura da camada de proteção, o padrão da camada sensora, o ajuste do controlador, o tipo de luvas, a quantidade de humidade na pele, a ligação à massa, o ruído no ecrã, a geometria da moldura, o tamanho do alvo, a resposta háptica ou física, o tempo de resposta e o estado do software.

A página da Saiwei sobre a sua capacidade em ecrãs automóveis apresenta várias estruturas de camadas táteis e opções de integração. O ajuste final do controlador e a aceitação da HMI ao nível do veículo continuam a ser específicos de cada programa.

Uma matriz funcional de interação tátil deve considerar dedos sem luvas e com luvas, alvos junto às arestas, gestos multitoque, condições secas e húmidas, temperaturas extremas, estados de ruído elétrico, arranque, suspensão/reativação, limites definidos para falsos toques e mudanças de estado. Cada condição deve estar associada a equipamento e firmware do controlador representativos da produção. Se a equipa de conceção determinar que uma função não pode tolerar um toque não detetado, cabe ao conceito de comando ao nível do veículo resolver essa questão; a utilização de um vidro mais espesso ou de um conjunto diferente de camadas sensoras, por si só, não resolverá este problema de HMI.

Converta as condições do veículo num plano de validação

Um plano de validação de um ecrã do tablier de automóvel deve abranger exposições controladas, verificações funcionais e parâmetros mensuráveis antes/depois, de acordo com a instalação e o perfil de utilização. A designação “qualidade automóvel” não constitui um plano de ensaios completo, e as normas públicas não substituem as especificações aplicáveis do OEM, as considerações regionais e/ou a avaliação de risco específica do programa.

A ficha de catálogo da ISO 16750-1 fornece o enquadramento normativo das condições ambientais para os ensaios de equipamentos elétricos e eletrónicos de veículos. É necessário identificar as partes e os níveis de severidade relevantes para o local de montagem e para o programa.

A ISO 16750 é relevante para as condições ambientais e os ensaios de equipamentos elétricos e eletrónicos de veículos. No entanto, é necessário verificar a parte aplicável, a edição, o local de montagem, a severidade e a especificação do cliente. As versões públicas dos catálogos ISO mostram que as edições mudam. Indique a edição no plano, em vez de escrever apenas “ensaiado segundo a ISO”.

Diagnostique por camadas um ecrã preto, com pouca luminosidade, delaminado ou com toques fantasma

O diagnóstico de um ecrã do tablier deve isolar as camadas de alimentação, comunicação, processamento, ecrã, retroiluminação, deteção tátil, colagem, proteção e software antes de atribuir uma causa de origem. Sintomas semelhantes podem ter origem em camadas diferentes, pelo que substituir primeiro o painel visível pode ocultar um problema intermitente do veículo, do conector, do controlador ou de natureza térmica.

Os mecanismos de falha apresentados na página de ecrãs automóveis da Saiwei são exemplos, não uma árvore de diagnóstico completa. Continua a ser necessário um isolamento controlado para localizar o problema na camada correta.

1. Ecrã preto OU ausência de retroiluminação OU conteúdo bloqueado OU reinicialização intermitente OU zona com pouca luminosidade OU desvio da posição do toque OU falso toque OU turvação OU bolha OU danos no revestimento.
2. Registe o estado: temperatura, estado da ignição (desligada/ligada), alimentação, estado da rede, revisão do software, tempo decorrido e limpeza ou manutenção recentes.
3. Separe a imagem da iluminação: determine se existe conteúdo sem retroiluminação visível e se a falha ocorre no ecrã ou no sinal a montante.
4. Separe a deteção tátil do ecrã: registe os dados táteis em bruto e as ações do controlador separadamente da verificação da imagem e das comunicações do veículo.
5. Inspecione o conjunto de camadas ópticas: relacione as bolhas, a delaminação, a turvação, os anéis de Newton, a contaminação, o descolamento da impressão, os danos no revestimento e as tensões nas arestas com os desenhos e o histórico do processo.
6. Utilize a substituição controlada: substitua uma camada ou um percurso de sinal de cada vez por um equivalente comprovadamente funcional. Reserve a peça avariada para análise.

Um ecrã que fica preto apenas após uma permanência prolongada a alta temperatura pode ter um problema na retroiluminação, no conector, na linha de alimentação, na temporização do ecrã, na proteção do controlador ou no software, em vez de no vidro de proteção. Um desvio da posição do toque após exposição à humidade é diferente de uma bolha na camada de colagem. O relatório de falha deve preservar as condições, os registos, as fotografias, os números de série, as revisões e a sequência de substituição para ajudar a isolar a causa de origem.

Redija um pedido de orçamento para um ecrã do tablier com requisitos mensuráveis

Um pedido de orçamento sólido para um ecrã do tablier associa cada requisito crítico a um método, uma condição, um limite, uma amostra, uma revisão, uma regra de rastreabilidade, um critério que desencadeia o controlo de alterações e uma evidência a entregar. Esta estrutura permite que a equipa de engenharia, a equipa de garantia da qualidade, o departamento de compras e o fornecedor comuniquem com o mesmo entendimento. Evita que amostras apelativas se transformem em promessas de produção indefinidas.

Utilize os elementos da página de projetos de ecrãs automóveis da Saiwei para criar o seu conjunto de evidências mensuráveis.

O pedido de orçamento deve exigir evidências aceites para o programa. Associe os certificados a uma condição aceite do programa e indique que medições são realizadas no vidro sem componentes adicionais e quais no conjunto final. Especifique quem é responsável por cada lacuna. Uma declaração como “revestimento antirreflexo (AR) disponível” não permite comparar orçamentos enquanto não forem definidos o objetivo óptico e a condição de ensaio.

Qualifique o fornecedor com evidências, não com listas de capacidades

Com base em evidências aceitáveis para a qualificação, acompanhe o controlo do vidro ao longo do revestimento, da impressão, da integração tátil e da colagem, e verifique os registos de integração do módulo, ensaios, inspeção, software e peças de fixação. O controlo das operações subcontratadas também deve ser avaliado.

A página Sobre nós da Saiwei apresenta informações sobre a empresa e uma descrição geral do fabrico. A qualificação deve avaliar a unidade, a linha, o processo, o certificado e a capacidade específicos para a peça em questão.

1. As evidências de conceção incluem desenhos assinados, definições do conjunto de camadas, especificações de materiais e revestimentos, decisões de conceção para fabrico (DFM) e atribuição de responsabilidades pelos requisitos.
2. Evidências do processo: um fluxograma, parâmetros críticos do processo, calibração, análise do sistema de medição e capacidade do processo.
3. Evidências de validação: amostras para ensaio, inspeção e representativas da produção; e dados em bruto, configuração dos ensaios, falhas, ações corretivas e desvios.
4. Evidências de produção: plano de controlo e inspeção de saída, capacidade e um procedimento de escalonamento.
5. Evidências de alterações: período previsto para alterações, critérios de requalificação, controlo de revisões de materiais e firmware e planeamento da última compra antes da descontinuação.

A Saiwei Glass afirma fornecer vidro de proteção para automóveis, painéis táteis, colagem ótica, módulos TFT e transformação personalizada. Parta desta informação para iniciar as conversações com o fornecedor e associe o programa selecionado a desenhos, fluxo do processo, limites, relatórios e amostras controladas. Assim, o guia mantém a sua função informativa e a página automóvel associada concentra as informações sobre capacidades comerciais e pedidos de orçamento.

Perguntas frequentes

Como se chama o ecrã no meio do tablier de um automóvel?

O ecrã situado ao centro também se designa ecrã central de informação, ecrã da consola central ou ecrã de infoentretenimento, entre outras designações. Ao redigir uma especificação, identifique a localização no veículo e especifique a função, o ângulo de visualização, a existência de interação tátil (se aplicável), as interfaces e o comportamento em caso de falha, em vez de depender de uma designação comercial.

OLED é melhor do que LCD para um ecrã do tablier de automóvel?

OLED não é universalmente melhor do que LCD. As soluções LCD para automóveis podem oferecer opções de fornecimento consolidadas e diferentes perfis de vida útil, comportamento térmico e custo. Para OLED, compare o regime de apresentação de conteúdos estáticos, a temperatura, a luminância, o contraste, o envelhecimento e a potência. Para LCD, compare o conjunto completo de camadas táteis e de proteção, o módulo, a validação e os requisitos do ciclo de vida.

Que luminosidade deve ter um ecrã do tablier de automóvel?

Nem todos os veículos podem utilizar a mesma luminância. A luminância necessária depende da função do ecrã, do conteúdo, das reflexões, dos limites de regulação da luminância, da luz ambiente e do ângulo de visualização. Especifique o contraste alcançado pelo conjunto de camadas táteis e de proteção em condições definidas e utilize a luminância como um parâmetro controlado, em vez de a considerar o único critério de aceitação.

Porque fica preto o ecrã do tablier de um automóvel?

Um ecrã preto pode resultar de falhas na alimentação, na ligação à massa, na comunicação, no processador, no software, no conector, no ecrã, na retroiluminação ou de falhas térmicas. Registe o estado e as condições do veículo, separe a geração de imagem da iluminação, avalie os registos de diagnóstico e substitua um elemento de cada vez. Não se deve suspeitar do vidro visível sem evidências obtidas por inspeção e isolamento da falha.

O que deve incluir um pedido de orçamento para ecrãs automóveis?

Um pedido de orçamento (RFQ) para ecrãs automóveis deve incluir a função do sistema, os conteúdos e as zonas de visualização, os métodos e objetivos ópticos, o conjunto completo de camadas mecânicas e táteis, as interfaces, o ambiente, o perfil de qualificação, os parâmetros antes/depois, os critérios de aspeto, o plano de amostragem, os desenhos, a rastreabilidade, o controlo de alterações, os elementos de qualidade a entregar, a previsão, a capacidade, o ciclo de vida, a embalagem e as evidências de aceitação. Cada campo crítico deve ter um responsável e uma revisão.

Referências e fontes

• Âmbito de aplicação da SAE J1757/1 divulgado publicamente: metrologia normalizada para ecrãs de veículos
• NIST: métodos de medição do contraste de ecrãs em condições de luz ambiente diurna e legibilidade à luz do dia
• ISO 15008:2009: registo no catálogo e aviso de substituição por uma nova edição
• SID: perspetivas para a tecnologia de ecrãs automóveis
• ISO 16750-1:2018: registo no catálogo
• Saiwei Glass: soluções de vidro para ecrãs automóveis