Entwicklung eines eingebetteten HMI
mit einer Echtzeit-Schnittstelle zur Kalibrierung und Visualisierung von Rapid Control Prototyping Systemen
Florian Rohleder hat in seiner Masterarbeit das Potenzial eines mikrocontroller-basierten grafischen Human Machine Interface (HMI) anhand einer Anbindung an das Smart-RCP-System wissenschaftlich untersucht. Dazu wurde ein kapazitiver Touchscreen im Smartphone-Format als Grundlage für das HMI genutzt. Das RCP-System regelt eine schwebende Kugel. Das HMI kann zur Darstellung und Veränderung der Reglerparameter und anderer Systemvariablen verwendet werden.
Das entwickelte HMI bildet eine intuitiv zu bedienende Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem RCP-System. Um eine hohe Benutzerfreundlichkeit zu gewährleisten, geschieht die Bedienung seitens des Nutzers und die Ausgabe der Systemdaten über ein hochauflösendes Touchdisplay. Auf diese Weise erfährt der Benutzer grafisches Feedback über seine Aktionen und kann über eine kompakte Bedienoberfläche mehr Aktionen ausführen im Gegensatz zu einer konventionellen Bedienoberfläche bestehend aus dedizierten Bedienelementen.
Die Anbindung des HMI an das RCP-Systems erfolgte per XCP-Protokoll via UART. Um das HMI möglichst autark zu halten, wurde als Plattform ein Mikrocontroller gewählt, der performant genug für eine flüssige Darstellung der Bildschirmelemente ist. Für die Entwicklung der grafischen Bedienoberfläche wurde ein Framework für ST-Mikrocontroller zusammen mit einem FreeRTOS verwendet. Dieses Framework bringt einen Designer mit, der die GUI-Erstellung vereinfacht und die optimale Nutzung der Hardware durch Unterstützung der Hardwarebeschleunigung ermöglicht.
Es wurde erfolgreich ein grafisches HMI für ein Smart-RCP-System auf Basis eines Mikrocontrollers entwickelt. Mit dem HMI kann das RCP-System ohne spezielle Kenntnisse so intuitiv bedient werden, wie man es von aktuellen Smartphones gewohnt ist. Mit dem System der schwebenden Kugel wurde darüber hinaus gezeigt, dass auch Systeme, die mit einer hohen Abtastrate zur Regelung arbeiten, angesteuert und abgebildet werden können, ohne Daten zu verlieren oder die Kommunikation zeitlich einzuschränken. Das HMI kann schnell auf individuelle Bedürfnisse angepasst werden. Es arbeitet bei einem geringen Formfaktor unabhängig von einem Computer und benötigt keine Lizenzen.
Sie stehen vor der Herausforderung, klassische Produkte an die digitalen Anforderungen von heute anzupassen? Dann ist Smart Mechatronics Ihr Innovationspartner für die Umsetzung von Human Machine Interface.
Tauschen Sie sich mit unseren Experten aus!
