Sous quels aspects peut-on réaliser le renforcement de la conception et l’amélioration de la fiabilité des écrans tactiles industriels ?

2025-07-17 10:40:57

En tant qu'équipements essentiels à l'interaction homme-machine, les écrans tactiles industriels doivent fonctionner de manière stable et durable dans des environnements industriels difficiles. Leur conception de renforcement et l'amélioration de leur fiabilité doivent être optimisées selon quatre axes : conception structurelle, choix des matériaux, adaptabilité environnementale et sécurité électrique. Voici les plans et points de mise en œuvre spécifiques :

I. Renforcement de la conception structurelle : Amélioration de la résistance aux chocs et aux vibrations

Conception du cadre modulaire

Renforcement de l'ossature métallique : Utilisation d'un cadre monobloc en alliage d'aluminium ou en acier inoxydable, optimisation de la résistance structurelle par analyse par éléments finis (AEF) et garantie d'une résistance aux chocs de plus de 10 G (conformément à la norme CEI 60068-2-27).

Méthode d'installation avec amortissement des chocs : Intégrer des tampons amortisseurs en silicone ou des vis à ressort entre l'écran tactile et le boîtier de l'appareil afin de réduire l'efficacité de la transmission des vibrations (par exemple, en atténuant l'accélération des vibrations à moins de 30 % de la valeur d'origine).

Amélioration du niveau de protection : Le boîtier doit être conforme à la norme IP65 et supérieure (étanchéité à la poussière et à l'eau), et l'interface utilise une structure d'étanchéité à verrouillage fileté ou à encliquetage pour éviter les infiltrations de liquide et les courts-circuits.

Optimisation de la méthode de fixation de l'écran tactile

Support à quatre points + butée de bord : Utilisez des vis haute résistance pour fixer l'écran tactile aux quatre coins du cadre, et collez du ruban mousse 3M VHB™ (ruban adhésif super collant) sur les bords pour répartir les contraintes et éviter la casse du verre.

Installation suspendue : Pour les écrans tactiles de grande taille (par exemple, 15 pouces ou plus), des colonnes de support élastiques sont utilisées pour obtenir un effet « suspendu » et éviter les déformations dues à la dilatation et à la contraction thermiques ou aux contraintes mécaniques.

II. Sélection des matériaux : Résistance accrue aux intempéries et à la corrosion

Mise à niveau des matériaux de surface

Verre trempé : Verre renforcé chimiquement (tel que le verre Corning Gorilla Glass), d'une dureté de surface de 9H (test de dureté au crayon), et offrant une résistance aux rayures cinq fois supérieure à celle du verre ordinaire.

Revêtement antireflet : Un film antireflet (AR) est appliqué sur la surface du verre pour réduire la réflectivité de 8 % à moins de 1 %, réduisant ainsi les interférences d'éblouissement en cas de forte luminosité.

Revêtement anti-traces de doigts : Revêtement hydrophobe et oléophobe de niveau nanométrique (tel que le revêtement AF) pour réduire les traces de doigts de 70 % et réduire la fréquence de nettoyage.

Traitement anticorrosion des matériaux de structure

Anodisation de l'alliage d'aluminium : Le cadre métallique est anodisé dur (épaisseur ≥ 25 μm) et sa résistance au brouillard salin dépasse 1 000 heures (conformément à la norme ASTM B117). Passivation de l'acier inoxydable : les pièces en acier inoxydable 316L sont décapées et passivées pour former un film d'oxyde dense et prévenir la corrosion par les ions chlorure (convient aux environnements marins ou chimiques).

III. Adaptabilité environnementale améliorée : résiste aux températures extrêmes, à l'humidité et aux interférences électromagnétiques.

Conception pour une plage de températures étendue.

Circuit de compensation de température : le capteur de température est intégré au contrôleur de l'écran tactile pour ajuster dynamiquement la sensibilité tactile en fonction de la température ambiante (par exemple, une erreur ≤ 5 % dans la plage de -20 °C à 70 °C).

Module de chauffage/refroidissement : pour les environnements à très basse température (inférieure à -40 °C), un film chauffant électrique flexible (densité de puissance ≤ 0,1 W/cm²) est fixé à l'arrière de l'écran tactile pour empêcher la solidification des cristaux liquides.

Étanchéité à la poussière et à l'eau

Structure d'étanchéité double couche : un joint en silicone et une colle étanche sont utilisés entre l'écran tactile et la coque pour garantir l'étanchéité sous une pression d'eau de 100 kPa (1 mètre de profondeur).

Conception de la valve respirante : une valve respirante GORE™ est installée sur le boîtier pour équilibrer la différence de pression interne et externe (pour éviter la condensation) et bloquer la poussière et la vapeur d'eau (indice de protection IP67).

Optimisation de la compatibilité électromagnétique (CEM)

Conception de la couche de blindage : une feuille de cuivre ou une mousse conductrice est collée au dos de l'écran tactile pour former une cage de Faraday et supprimer les interférences électromagnétiques dans la bande de fréquences 100 MHz-3 GHz (conformément à la norme CEI 61000-4-3).

Circuit de filtrage : ajout d'une combinaison de condensateurs X/Y à l'entrée d'alimentation pour atténuer les interférences conduites à ≤ 40 dB (bande de fréquences 150 kHz-30 MHz).

IV. Sécurité et fiabilité électriques améliorées

Protection contre les surtensions et les surintensités

Diode TVS : Connectez une diode TVS de tension de tenue de 15 kV en parallèle à l’interface USB/RS232 pour éviter que l’électricité statique ou la foudre n’endommage le circuit.

Fusible réarmable : Connectez un dispositif PPTC (polymère à coefficient de température positif) en série sur la ligne électrique. Ce dispositif se déconnecte automatiquement en cas de surintensité et se rétablit automatiquement une fois le défaut éliminé.

Stabilité de la transmission des données

Transmission du signal différentiel : Le bus RS485 ou CAN est utilisé pour les connexions longue distance (> 5 mètres), et le bruit de mode commun est compensé par le signal différentiel (taux d’erreur binaire ≤ 10⁻¹²).

Option d’interface fibre optique : Pour les environnements à fortes interférences électromagnétiques (par exemple, à proximité d’un onduleur), un module de communication fibre optique est fourni pour isoler le bruit électrique.