Sven Schwarzer
Geschäftsführer
Human Machine Interface
Entwicklung eines Embedded Graphical User Interfaces
Industrie, Inhouse-Entwicklung
In immer mehr technischen Produkten der Industrie werden heutzutage Human Machine Interfaces als Benutzerschnittstelle integriert. Die wesentlichen Anforderungen und der Erfolg eines Produktes werden nicht mehr allein von dem Preis oder der Zuverlässigkeit bestimmt. Damit ein Produkt auf dem Markt erfolgreich sein kann, gibt es zwei weitere entscheidende Faktoren, die besonders die User Experience stark beeinflussen – Usability und Design. Die Herausforderung besteht also darin, ein Produkt intuitiv und innovativ bedienbar zu machen und dies mit den technischen Möglichkeiten zu vereinen.
Anhand eines Demonstrators mit einer Embedded GUI zeigen wir die Entwicklung eines intuitiven und modernen Bedienkonzepts am Anwendungsbeispiel eines Rapid Control Prototyping-Systems (RCP). Durch den Einsatz einer Rapid Control Prototyping Umgebung ist das funktionsorientierte Entwickeln und Testen an realer Hardware zu einem frühen Zeitpunkt in der Entwicklungsphase möglich. Die technischen Möglichkeiten einer HMI Entwicklung sind vielseitig und müssen dabei nicht kostenintensiv sein.
Daten und Fakten
Projektdauer
Projektmitarbeiter
Technisches Umfeld
Projektaufgabe
Im Rahmen des Projekts soll ein kompaktes HMI aus Embedded-Komponenten entwickelt werden, mit dem ein RCP-System angesprochen wird. Das RCP-System regelt in diesem Projekt ein Magnetlager. Um die Vorgänge in einem RCP-System zu visualisieren und die Parameter des Systems zu beeinflussen, wird üblicherweise ein vollwertiger Computer mit spezieller Software eingesetzt. Aufgrund von räumlichen Bedingungen, der IT-Infrastruktur, hohen Lizenzkosten und der aufwändigen Einarbeitung in die Experten-Tools, ist diese gängige Lösung hier allerdings nicht geeignet.
Ziel ist es also, eine intuitive grafische Benutzeroberfläche für das RCP-System zu entwickeln, welche leicht zu bedienen ist und die genannten Rahmenbedingungen erfüllt.
Konzeption und Entwicklung eines Demonstrators
Im Rahmen eines Proof of Concepts wurden die Anforderungen gemeinsam mit dem Kunden ausgearbeitet:
- Intuitiv bedienbare grafische Benutzeroberfläche
- Hochauflösender kapazitiver Touchscreen im Smartphone-Format
- Schnelle Rekonfiguration durch einen GUI-Editor und Codegenerierung
- Kommunikation per XCP-Protokoll
Bei der Entwicklung des HMI-Demonstrators ergaben sich folgende Eigenschaften:
- Signalverarbeitung und GUI mit nur einem Mikrocontroller
- Standalone-Lösung ohne PC
- Einsatz von FreeRTOS
Um die Echtzeitfähigkeit des Systems zu untersuchen, wurde mit der GUI des HMIs das System des aktiven Magnetlagers funktional abgebildet. Dadurch konnte demonstriert werden, dass auch performante Systeme angesprochen werden können. Zur visuellen Vervollständigung des Demonstrators wurde außerdem ein Gehäuse konstruiert und mit dem 3D Drucker gefertigt.
Schauen Sie sich unser Video zum Demonstrator an
Ihr Nutzen
Mit der Verwendung eines Embedded GUI-HMIs werden intuitive und moderne Bedienkonzepte einfach realisierbar. Mit dem Einsatz einer Rapid Control Prototyping Umgebung ist das funktionsorientierte Entwickeln und Testen an realer Hardware in jeder Entwicklungsphase möglich.
In dem gezeigten Anwendungsfall kann eine Reglerparametrierung direkt mit einer hohen Nutzerfreundlichkeit vorgenommen werden. Außerdem fallen keine zusätzlichen Lizenzkosten (Beispielsweise für Matlab/Simulink) an und eine Integration in die bestehende IT-Infrastruktur ist nicht notwendig.
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