Aufmacher

(Bild: Demmel)

| von Wolfgang Aichberger

Neben einer stabilen und sicheren Vernetzung spielen auch intelligente Benutzerschnittstellen eine wichtige Rolle für IoT- und Industrie-4.0-Anwendungen. Gerade Touch-Displays eignen sich besonders für die Interaktion mit dem Netz, denn die grafische Visualisierung von Zuständen und Prozessen ist für das menschliche Gehirn sehr viel einfacher erfassbar als eine alphanumerische. Ein Touch-Panel mit einer grafischen Benutzerschnittstelle ermöglicht eine effiziente Interaktion mit dem System – beispielsweise im Smart Home, bei Ladesäulen oder bei vernetzten Maschinen in der Smart Factory.

Die Integration eines herkömmlichen Displays ist mit einem erheblichen Hardware- und Software-Entwicklungsaufwand für die Ansteuerungselektronik und einem entsprechenden Know-how-Bedarf verbunden. Da sich derartige Eigenentwicklungen nur für große Stückzahlen rechnen, suchen Hersteller nach einer Lösung, mit der sie auf einfachem Weg und ohne spezielles Display-Wissen eine Benutzerschnittstelle kostengünstig und zügig realisieren können.

Intelligente Displays helfen bei Geräten mit kleinen und mittleren Stückzahlen, Entwicklungsaufwand und -zeit so zu reduzieren, dass eine wirtschaftliche Lösung möglich wird. Basis dafür ist zum einen die einfache Handhabung auch für Nicht-Experten und zum anderen eine integrierte Entwicklungsumgebung, die dafür sorgt, dass die Designer in ihrer Arbeit optimal unterstützt werden.

Entwicklungsaufwand verringern

Die von Demmel Products entwickelten Intelligent LCDs (iLCDs) enthalten alle für die Ansteuerung eines Displays notwendigen Komponenten direkt auf dem Panel. Mit ihren integrierten Funktionen und Schnittstellen helfen sie, den Entwicklungsaufwand zu begrenzen und kalkulierbar zu machen. Entwickler können mit diesen intelligenten Displays den Fokus auf das anwendungsspezifische Design richten, anstatt sich der Integration der Displays auf der Elektronik- und Softwareebene widmen zu müssen. Nicht nur Kosten und Komplexität werden damit gesenkt, sondern auch die Produkteinführungszeiten.

Ein solches iLCD wird nicht mehr auf Pixelebene angesprochen, sondern über parametrierbare High-Level-Kommandos. Die Kommunikation mit dem intelligenten Display ist einfacher und weit weniger bandbreitenintensiv als eine direkte Ansteuerung des Displays. Die Anbindung erfolgt über eine der eingebauten Schnittstellen, beispielsweise RS232, USB, I²C oder SPI. Auch eine Anbindung über TCP/IP ist möglich, womit die Benutzerschnittstelle über eine IP-Adresse angesteuert werden kann. Es sind diverse I/O-Funktionen verfügbar, mithilfe derer sich beispielsweise digitale Ein- und Ausgänge sowie Drehgeber, analoge Sensoren oder Leuchtdioden, Relais und Lautsprecher über das Panel anschließen und ansteuern lassen.

Eine intuitive Entwicklungsumgebung (IDE) bildet zusammen mit den iLCD-Panels einen ganzheitlichen Ansatz zur Entwicklung und Integration moderner Benutzerschnittstellen. Demmel stellt hierfür den iLCD-Manager XE zur Verfügung. Dabei handelt es sich um eine IDE, mit der sich alle Panels aus der iLCD-Produktlinie einrichten, konfigurieren, programmieren und testen lassen. Mit dem Tool können Entwickler in kurzer Zeit Displayprototypen erstellen und diese rasch in die Serie übergeleiten. Die IDE ermöglicht eine einfache Handhabung der iLCD-Technologie, die es dem Entwickler unter anderem erlaubt, alle benötigten Grafiken, Animationen, Fonts, Textbausteine und Makros im Flash-Speicher des iLCD-Panels abzulegen.

Integrierte Java Virtual Machine

Darüber hinaus ist auf den iLCDs von Demmel jetzt eine Java Virtual Machine (Java VM) onboard verfügbar, die es ermöglicht, kompilierten Java-Code direkt auf dem iLCD-Panel auszuführen. In vielen Fällen übernimmt damit das Display Funktionen und Abläufe, für die früher ein externer Controller in der Kundenapplikation nötig war. Das Hardware-Design wird damit deutlich vereinfacht.

Der weiterhin kostenlos verfügbare iLCD-Manager XE wurde entsprechend um eine Java- Entwicklungsumgebung erweitert, die das Editieren des Java-Codes mit entsprechendem Syntax-Highlighting ermöglicht. Java-Applikationen lassen sich mit dem integrierten Compiler erzeugen und anschließend über die USB-Schnittstelle direkt auf das Display laden und ausführen.

Bild 1: Zur Entwicklungsumgebung für die iLCDs gehört auch ein integrierter Debugger.

Bild 1: Zur Entwicklungsumgebung für die iLCDs gehört auch ein integrierter Debugger. Demmel

Zudem steht ein Debugger (Bild 1) zur Verfügung, mit dem ein Remote-Debugging der erzeugten Java-Applikation über die vorhandene USB-Schnittstelle direkt auf dem angeschlossenen Display durchgeführt werden kann. Übliche Features wie Breakpoints und Variablen-Inspektion sind enthalten. Das Aufsetzen der gesamten Entwicklungs- und Debug-Umgebung geschieht innerhalb weniger Minuten per Installation oder Update des iLCD-Manager XE. Zusätzliche Soft- oder Hardware ist nicht nötig.

Die Virtual Machine läuft auf der vorhandenen iLCD-Hardware. Es genügt ein einfaches Firmware-Update über den iLCD-Manager, um sie auch in bestehenden Display-Modulen zu nützen. Beim Speicherbedarf ist die Virtual Machine sehr sparsam. In einer Anwendung können die klassischen iLCD-Kommandos und die Ausführung von Java-Code kombiniert werden. Die Virtual Machine lässt sich innerhalb von 10 ms starten, um mit einer Java-Applikation beispielsweise Berechnungen durchzuführen oder Messwerte von einer Schnittstelle abzufragen und auf der Onboard-Micro-SD-Karte zu speichern.

Frühzeitige Evaluation im Simulator

Jedes iLCD-Projekt lässt sich im iLCD-Simulator testen, unabhängig davon, ob Java-Code enthalten ist oder nicht. Die Simulation verhält sich genauso wie ein physisch vorhandenes Panel mit all seinen Interfaces, Inputs und Outputs. Die Touch-Felder werden mit der Maus betätigt. Für die Simulation sind keine Vorkehrungen zu treffen. Ein Projekt, das im Simulator läuft, lässt sich unverändert in die iLCD-Hardware laden und umgekehrt.

Mit dem Simulator können Funktion und Aussehen des grafischen User-Interface getestet werden, noch bevor der erste Prototyp mit einem echten Display existiert. Diese Möglichkeit der frühzeitigen User-Interface-Evaluation trägt dazu bei, den Entwicklungsprozess weiter zu verkürzen.

 

Eck-DATEN

Die von Demmel entwickelten Intelligent LCDs (iLCDs) verfügen über ein resistives oder kapazitives Multitouch-Panel mit bis zu fünf Touch-Points gleichzeitig. Die Varianten mit kapazitiver Touch-Technologie sind vor allem dort interessant, wo raue Umgebungsbedingungen herrschen oder häufiges Reinigen und Desinfizieren erforderlich ist. Für jedes iLCD-Modell stehen Evaluation-Kits zur Verfügung. Diese beinhalten neben dem Evaluationboard alle nötigen Hard- und Software-Komponenten, um innerhalb weniger Minuten mit dem Programmieren und Testen zu beginnen.

Wolfgang Aichberger

(Bild: Demmel)
Marketing- und Sales-Verantwortlicher bei Demmel Products

(ku)

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