لماذا تفشل الكثير من شاشات اللمس الخارجية؟

حساب الحمل الشمسي لشاشة مقاس 15.6 بوصة

المساحة السطحية للشاشة الخارجية مقاس 15.6 بوصة: 0.0669 (م2)

الحمل الشمسي لضوء الشمس: 1000 (وات)/ (م2)

الحمل الشمسي للشاشة مقاس 15.6 بوصة: 0.0669 م2 × 1,000 واط/متر2 = 66.9 واط

تشير هذه النتيجة إلى أن شاشة مقاس 15.6 بوصة يمكن أن تمتص ما يصل إلى 66.9 واط من الحرارة الإضافية عند تعرضها لأشعة الشمس المباشرة. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أصلاً عند 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت)، يدفع هذا الحمل الشمسي الإضافي درجة الحرارة الداخلية للشاشة إلى ما هو أبعد من نطاق التشغيل النموذجي لشاشة LCD الذي يتراوح بين 70 و80 درجة مئوية (158-176 درجة فهرنهايت). وبالتالي، فإن التبريد السلبي وحده غير كافٍ، وغالبًا ما تتجاوز الأجهزة حدودها الحرارية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة بشكل متكرر وفشل الجهاز في وقت مبكر.

لماذا لا يعكس اختبار الغرفة المناخية ظروف العالم الحقيقي؟

حدود اختبار الغرفة المناخية

اختبار الغرفة المناخية هو ممارسة قياسية في الصناعة لمحاكاة ظروف درجات الحرارة والرطوبة القصوى. ومع ذلك، تعتمد هذه الاختبارات غالبًا على تدفق الهواء القسري الخاضع للتحكم داخل الغرفة، والذي لا يحاكي بدقة البيئات الخارجية. يساعد تدفق الهواء القسري على استقرار درجة الحرارة من خلال تحسين تبديد الحرارة بشكل مصطنع، مما يؤدي إلى نتائج اختبار تبدو أكثر ملاءمة مما قد يتعرض له الجهاز في الهواء الطلق.

يعد عدم التطابق هذا أمرًا بالغ الأهمية: في بيئة خارجية حقيقية، تعتمد الشاشات التي تعمل باللمس كليًا على الحمل الحراري الطبيعي للتبريد، والذي لا يمكنه تبديد الحرارة بنفس كفاءة تدفق الهواء القسري. ونتيجة لذلك، قد تظل الشاشات التي تجتاز اختبارات الغرفة المناخية تكافح للحفاظ على الأداء في ظل ظروف التشغيل الفعلية، خاصة في البيئات ذات الأحمال الشمسية الشديدة ودرجات الحرارة المحيطة المرتفعة.

اختبار للتطبيق في العالم الحقيقي

يجب أن يتضمن اختبار التطبيقات الخارجية دائماً ظروفاً تتطابق مع سيناريو العالم الحقيقي. بالنسبة للشاشات التي تعمل باللمس في الهواء الطلق، هذا يعني محاكاة البيئات ذات درجات الحرارة العالية مع عدم وجود تدفق هواء قسري. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتم الاختبار مع تشغيل الجهاز، بدلاً من التركيز ببساطة على ظروف التخزين. فقط من خلال محاكاة الأحمال الحرارية التشغيلية يمكن للمصنعين إجراء تقييم دقيق لما إذا كانت الشاشة قادرة على تحمل الاستخدام الخارجي المستمر.

ثغرات في الوعي بالاختبارات البيئية

عدم كفاية طرق الاختبار في الصناعة

يتجاهل العديد من المصنعين أهمية الاختبارات البيئية الصارمة في ظروف العالم الحقيقي، وغالباً ما يجرون الاختبارات مع إيقاف تشغيل الأجهزة أو في إعدادات معملية مثالية. في حين أن هذه الاختبارات قد توفر بيانات حول متانة التخزين، إلا أنها لا تعكس المرونة التشغيلية - المحدد الحقيقي لموثوقية الشاشات التي تعمل باللمس في الهواء الطلق.

الحمل الشمسي ضخم مقارنة بتوليد الحرارة من الإضاءة الخلفية لشاشات LCD

إن الحمل الشمسي الناتج عن الشمس ضخم وعادةً ما لا تأخذه معظم الشركات المصنعة في الحسبان. إن وضع شاشة بقدرة 30 وات في غرفة مناخية ذات تدفق هواء قسري لا يعكس ببساطة العالم الحقيقي.

تشغيل الجهاز إلزامي

بدون اختبار الطاقة في سيناريوهات الحرارة المكثفة، تخاطر الشركات المصنعة بإطلاق شاشات لا يمكنها تحمل الظروف الفعلية التي يتم تسويقها من أجلها. وبمرور الوقت، يمكن أن تؤدي هذه الثغرات في الاختبار إلى شاشات تفشل بشكل غير متوقع عند نشرها في الهواء الطلق، مما يقوض ثقة العملاء ويؤدي إلى زيادة تكاليف الصيانة.

عندما يتم تشغيل الشاشة التي تعمل باللمس بشكل نشط، فإنها تولد الحرارة الخاصة بها بالإضافة إلى الحرارة البيئية الناتجة عن الحمل الشمسي ودرجات الحرارة المحيطة المرتفعة. يساعد الاختبار في ظل ظروف التشغيل على التأكد من قدرة المكونات الداخلية للشاشة على تحمل الحمل الحراري التراكمي، مما يوفر مقياسًا واقعيًا لمتانة الجهاز. يؤدي التغاضي عن هذه الخطوة إلى شاشات يبدو أنها تجتاز الاختبار ولكن أداءها ضعيف في الميدان.

أهمية التبريد النشط للشاشات الخارجية

كيف يعمل التبريد النشط

على عكس التبريد السلبي، الذي يعتمد فقط على الحمل الحراري الطبيعي، يستخدم التبريد النشط طرقًا ميكانيكية، مثل المراوح، لتحريك الهواء فوق المشتتات الحرارية للجهاز. يعمل دوران الهواء القسري هذا على زيادة تبديد الحرارة بشكل كبير، مما يساعد الشاشة على الحفاظ على درجة حرارة داخلية مستقرة حتى عند تعرضها للحرارة العالية وأشعة الشمس.

تبديد الحرارة بالإشعاع ليس كثيرًا

إن مقارنة تبديد الحرارة بالإشعاع مقارنة بتبديد الحرارة بالحمل الحراري القسري أمر مثير للاهتمام إلى حد ما. في مثالنا للشاشة التي تعمل باللمس مقاس 15.6 بوصة، يبلغ تبديد الحرارة بالإشعاع 14 وات فقط مقارنة بـ 86 وات بالحمل الحراري القسري. يرجى مراعاة أن هذا الحساب يتضمن مفهوم المشتت الحراري المحسّن للغاية. ما تراه عادةً في السوق هو صندوق فولاذي مغلق مطلي بالمسحوق الأسود. سيكون أداء ذلك أسوأ بكثير. فعليًا، ما يبنيه معظم الناس هو فرن خبز. لتصور الأمر بشكل أفضل، ضع مصباحًا كهربائيًا بقوة 100 واط في صندوق فولاذي صغير جدًا.

بالنسبة للشاشات التي تعمل باللمس التي تعمل في درجات حرارة عالية أو تحت أشعة الشمس المباشرة، يعتبر التبريد النشط عاملاً رئيسيًا في ضمان ثبات الأداء. فبدونه، من المحتمل أن تعاني حتى الشاشات المصممة بشكل جيد من ارتفاع درجة الحرارة، خاصة عند مواجهة أحمال شمسية عالية والتعرض لفترات طويلة لدرجات حرارة محيطة عالية.

التبريد النشط في سيناريوهات العالم الحقيقي

لقد أثبت التبريد النشط فعاليته في الحفاظ على استقرار الجهاز في بيئات تصل درجة حرارتها إلى 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت) مع أحمال شمسية عالية. في هذه الظروف، قد يفشل التبريد السلبي في تبديد الكمية المطلوبة من الحرارة، بينما تساعد أنظمة التبريد النشطة الشاشة في الحفاظ على وظائفها وإطالة عمرها التشغيلي. أما في المناطق التي تكون فيها درجات الحرارة المرتفعة وأشعة الشمس المباشرة أمراً روتينياً، فإن التبريد النشط ضروري لمنع الأعطال المرتبطة بالحرارة الزائدة وضمان تشغيل الشاشة بشكل موثوق مع مرور الوقت.

الفيزياء البسيطة وراء أعطال الشاشات الخارجية

حدود تبديد الحرارة

ترجع الأعطال الحرارية للشاشات الخارجية التي تعمل باللمس إلى مبادئ الفيزياء الأساسية: عندما يتجاوز توليد الحرارة في الجهاز قدرته على تبديد الحرارة، ستستمر درجة حرارته الداخلية في الارتفاع. في البيئات الخارجية، يمكن أن يحدث هذا الخلل في التوازن بسرعة عندما يدفع الحمل الشمسي ودرجات الحرارة المحيطة بالجهاز إلى ما هو أبعد من قدرته الطبيعية على التبريد.

الشاشات التي تعتمد فقط على التبريد السلبي معرضة للخطر بشكل خاص في البيئات ذات الحرارة العالية. عندما تجتمع درجة الحرارة المحيطة والحمل الشمسي لخلق ظروف يكون فيها الحمل الحراري الطبيعي غير كافٍ، فإن ارتفاع درجة الحرارة أمر لا مفر منه. يؤدي هذا الإجهاد الحراري إلى تسريع تدهور المكوّنات، مما يؤدي في النهاية إلى فشل الشاشة، وانخفاض الأداء، وتقصير عمر الجهاز.

لماذا Interelectronix ؟

من خلال عملنا لما يقرب من 25 عامًا في هذا المجال، نفهم تحديات إنشاء شاشات لمس خارجية موثوقة ومتينة وموثوقة. يتمتع فريقنا بإلمام عميق بالتطبيقات الخارجية ويعرف حدود ومتطلبات حلول التبريد السلبي والنشط على حد سواء. من خلال الجمع بين الاختبار الواقعي وتقنيات التبريد المتقدمة، نساعد العملاء على تطوير أنظمة شاشات تعمل باللمس تعمل باللمس تعمل بشكل موثوق في الظروف القاسية.

سواءً كنت تتطلع إلى تحسين أداء الأنظمة الحالية أو تطوير تطبيقات خارجية جديدة، فإن Interelectronix هنا لإرشادك في كل خطوة على الطريق. من خلال خبرتنا في الإدارة الحرارية والاختبارات البيئية، يمكننا مساعدتك في بناء شاشات تتحمل متطلبات البيئات الخارجية ذات الحرارة العالية والإضاءة العالية تحت أشعة الشمس. تواصل معنا اليوم، ودعنا نعمل معًا لضمان أن توفر أجهزتك أداءً دائمًا ورضا العملاء.