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 GUI-HMI Entwicklung sind vielseitig und müssen dabei nicht kostenintensiv sein.

Daten und Fakten

Gründung

Projektdauer

20 Wochen

Team

Projektmitarbeiter

1 Mitarbeiter

Technisches Umfeld

 Proof of Concept, HMI, Software-Entwicklung mit embedded C

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 GUI-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.

Ihr Nutzen

  • Mit der Verwendung eines Embedded GUI-HMIs werden intuitive und moderne Bedienkonzepte einfach realisierbar

  • Durch den 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

  • Profitieren Sie von unserer langjährigen HMI-Erfahrung. Über die Durchführung einer Proof of Concept-Phase erhalten Sie einen kostengünstigen Einstieg in die Umsetzung eines smarten und innovativen HMIs

Sie stehen vor der Herausforderung, Ihre Produkte an die digitalen Anforderungen von heute anzupassen?

Wir konzeptionieren und entwickeln ein modern gestaltetes, intuitiv zu bedienendes HMI, passend zu Ihrer Anwendung und Ihren Wünschen. Verschaffen Sie sich einen Wettbewerbsvorsprung durch innovative Bedienkonzepte und reduzierte Software- und Hardwarekosten. Wir haben langjährige und interdisziplinäre Erfahrungen in der Entwicklung von Demonstratoren, in der Serienentwicklung von Human Machine Interfaces und im Bereich User Experience.

Sie stehen vor der Herausforderung, Ihre klassischen Benutzerschnittstellen an die Technologie der Zukunft anzupassen? Dann ist Smart Mechatronics Ihr Partner für die Entwicklung Ihrer nächsten Produktgeneration, von der Elektronik bis zur App.

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