Considerazioni sull'utilizzo dei tubi luminosi per migliorare la progettazione dell'HMI

In generale, gli HMI avranno tre caratteristiche: facile da visualizzare, facile da capire e intuitivo.

Per questi motivi, gli indicatori luminosi (Figura 1) sono comunemente utilizzati per fornire agli operatori le informazioni necessarie per utilizzare l'attrezzatura in modo sicuro ed efficace. Un modo affidabile ed efficiente per trasmettere la luce a questi indicatori è utilizzare tubi luminosi.

Sebbene esistano vari modi per configurare gli indicatori luminosi per gli HMI, i tubi luminosi (sia flessibili che rigidi) sono una scelta molto popolare tra gli ingegneri. Ci sono diversi vantaggi nel loro utilizzo, ma questi vantaggi si basano su un'attenta considerazione di fattori critici come la geometria del tubo luminoso, il materiale utilizzato, l'angolo di visione, l'ambiente operativo e altri. Se presi in considerazione nelle prime fasi della progettazione, tali fattori faranno la differenza nell’efficacia di un indicatore luminoso per un HMI.

I tubi luminosi sono aste di plastica trasparente (flessibili o rigide) utilizzate per trasmettere in modo efficiente la luce da un LED (solitamente su un PCB) a un'interfaccia utente con una perdita minima di intensità luminosa. Tuttavia, i tubi luminosi rappresentano solo una delle opzioni per fornire un indicatore agli HMI.

Altre opzioni includono:

Gli indicatori LED per montaggio a pannello sono un'unità costituita da un LED contenuto all'interno di un alloggiamento montato direttamente sul pannello HMI.

In genere, i display LED sono destinati a dispositivi piccoli e leggeri, generalmente portatili e includono sia display illuminati a sette segmenti che display LED touch capacitivi.

Come suggerisce il nome, gli indicatori del circuito sono LED montati direttamente sul circuito e offrono un facile assemblaggio e una buona flessibilità di progettazione.

Prima di entrare nei dettagli sui tubi luminosi, è importante distinguere i tubi luminosi, le guide luminose e i diffusori luminosi.

Chiarito ciò, esaminiamo le due tipologie fondamentali di tubi luminosi: flessibili e rigidi.

I tubi luminosi flessibili, come quelli mostrati nella Figura 2, sono realizzati in fibra di policarbonato e possono trasmettere la luce attorno a spazi e angoli ristretti, e lo fanno con una perdita minima di intensità luminosa.

Inoltre si fissano saldamente alla sorgente luminosa a LED e trasportano la luce a una distanza considerevole (anche se distanze maggiori porteranno a una maggiore perdita di energia). Inoltre, i tubi luminosi flessibili offrono ai progettisti molta più libertà e un buon controllo sull'ottica.

I tubi luminosi rigidi, come quelli mostrati nella Figura 3, sono barre polimeriche utilizzate per trasmettere la luce quando la distanza tra la sorgente luminosa LED del PCB e il pannello di controllo è relativamente breve.

Oltre a trasmettere la luce lungo una linea retta, esistono anche geometrie personalizzate che consentiranno di trasmettere la luce ad altri angoli. Tuttavia, la luce seguirà questi tubi rigidi non lineari solo fino a un certo punto.

I vantaggi dei tubi luminosi rigidi includono un costo inferiore rispetto ai loro omologhi flessibili; gli svantaggi sono i vincoli sulla lunghezza e la minore flessibilità di progettazione.

A seconda del design del dispositivo, del LED scelto, del materiale utilizzato per il tubo luminoso e del suo design (di cui parleremo nella sezione successiva), i tubi luminosi possono offrire diversi vantaggi se utilizzati per gli indicatori HMI, tra cui:

I tubi luminosi possono essere utilizzati per una gamma estremamente ampia di applicazioni HMI. Sono comunemente utilizzati come spie luminose sui macchinari in cui l'angolo di visione e il colore sono vitali per il corretto funzionamento e la sicurezza degli operatori. Le opzioni di progettazione fondamentali per gli indicatori luminosi HMI includono fattori quali il colore del LED, le combinazioni di colori e le caratteristiche di visualizzazione, solo per citarne alcuni.

I tubi luminosi sono economici e, se progettati correttamente, forniscono un mezzo affidabile per trasmettere la luce all'utente in modo molto efficace.

La perdita di luce (o perdita di luce) si verifica quando la luce fuoriesce da qualche parte rispetto al punto di uscita desiderato. La luce sbiadita può portare a diversi problemi, come un bagliore sull'interfaccia dove non dovrebbe esserci, colori dei LED che brillano uno sopra l'altro o si mescolano e (probabilmente il più pericoloso per gli HMI) letture errate.