Das bieten maßgeschneiderte Display-Lösungen für E-Bikes

Meist gehört heute zu jedem Antriebssystem auch eine passende Display-Einheit. Die verschiedenen Hersteller bieten hierfür mitunter eine Auswahl an Lösungen an. Fahrradhersteller, die sich mit ihren Produkten hervorheben und mehr Funktionalität bieten möchten, können auf maßgeschneiderte Produkte zurückgreifen. Unterstützung bieten hierbei spezialisierte Unternehmen, wie etwa DMB Technics.

Bei der Entwicklung eines maßgeschneiderten Displays für E-Bikes wird in der Regel zuerst ein Pflichtenheft erstellt mit den Anforderungen des Auftraggebers. Darin werden Erwartungen festgehalten wie etwa die Möglichkeit der Darstellung von Farben, die Maße, die benötigte Auflösung und die Leistungsdaten des Displays. Anschließend überprüft das Entwickler-Team von DMB Technics die Machbarkeit der Anforderungen.

Bevor E-Bike-Hersteller an Unternehmen wie DMB Technics herantreten, haben sie meist schon relativ genaue Vorstellungen. Die Bandbreite reicht von wenigen LEDs, die den Ladestand und den Unterstützungsmodus anzeigen, bis hin zu multifunktionalen Anzeigen, die von Systemdaten bis hin zur Navigation alle denkbaren Funktionalitäten abbilden.

Die Grundfrage lautet: „Wie soll das Display kommunizieren?“ Muss das Fahrrad auch mit der Umwelt interagieren können? Wenn nur Basic-Funktionalitäten abgedeckt werden sollen, reichen einfache, puristische Lösungen aus. Entscheidet sich der E-Bike-Hersteller jedoch für ein Display, das kommunizieren soll, wird das Projekt komplexer.

Ein Display, das auch zur Navigation dient und das Herunterladen von Routen erlaubt, benötigt eine ganz andere Bedienbarkeit als eine einfache Statusanzeige.

Bluetooth-Konnektivität, die Leistungskontrolle oder die Ansteuerung der Rückfahrkamera

Zur Display-Entwicklung gehört auch der Umgang mit vorhandenen Bussystemen am Rad. So werden bei Bedarf spezielle Treiber ebenfalls mitentwickelt. DMB bietet nur indirekt in Zusammenarbeit mit dem Display-Hardware-Hersteller die eigentliche Anwender-Software an. Darunterliegende Funktionalitäten gehören allerdings sehr wohl zum Leistungsumfang, wie etwa eine Bluetooth-Konnektivität, die Leistungskontrolle oder die Ansteuerung der Rückfahrkamera. Diese Funktionalitäten können optional zugekauft oder zusammengesetzt werden. Dieser Ansatz geht weit über eine einfache Anzeige hinaus und wird von DMB als „Smart Embedded“ bezeichnet.

Ob Purist oder Alleskönner – es gibt eine Tendenz bei den E-Bike-Herstellern, das Display fest im Rahmen zu integrieren. Die integrierte Variante erhöht Stabilität und Zuverlässigkeit. Es gibt keine Kabel, nichts kann abreißen, das Display ist geschützt und kann weniger zerkratzen.

Kernkompetenz Ablesbarkeit mit transreflektiven Displays

Ein Display, das bei jedem Licht lesbar ist, ist von großem Vorteil. Bei transflektiven Displays wird das einfallende Sonnenlicht selbst zur besseren Ablesbarkeit genutzt. Denn das Wichtigste bei einem Display ist der Kontrast. Es wird davon ausgegangen, dass ein gutes Display einen Kontrast von 400:1 haben muss. Ausschlaggebend hierbei ist jedoch, ob der Kontrast in einer geschützten Umgebung ohne Fremdlicht gemessen wird oder in der Sonne. Und das ist eine Herausforderung im E-Mobility-Bereich.

Der Kontrast von 400:1 nützt zu wenig, wenn die Sonne direkt auf das Display einstrahlt. Denn es entsteht so viel Licht, dass auch hohe Kontrastwerte nicht mehr ausreichen. Die Lösung für dieses Problem sind transflektive Displays. Im Unterschied zu transmissiven Displays, die heute im Alltag etwa bei Smartphones üblich sind, wo das Display nur mit Hinterleuchtung funktioniert, nutzen transflektive Displays zusätzlich das Umgebungslicht. Bei ihnen leuchtet das Display auch selbst, hat aber zusätzliche reflektive Eigenschaften. Wer ein solches Display einsetzt, kann es auch im direkten Sonnenlicht ablesen. Dabei muss man allerdings Kompromisse bei der Bildqualität eingehen.

Beispiel eines aktuellen Projekts

Für den E-Bike-Hersteller Thömus aus Oberried, BE wurde ein maßgeschneidertes Smart-Embedded-Display entworfen, welches vollständig im Rahmendesign des Twinner Speed-Pedelecs integriert wurde. Durch die Applikationen und zusätzliche Features, die der E-Bike-Hersteller einbauen wollte, wie beispielsweise Touch-Funktionalitäten, ein ansprechendes GUI, also die Darstellung der unterschiedlichsten Möglichkeiten, wie die Gänge zu wechseln, die Bestimmung von Fahr-Setups, die Ansteuerung der Rückfahrkamera usw., kam nur ein TFT-Display (Smart Embedded) infrage.

Nach der Bestimmung der Display-Art ging es um die Bestimmung der Display-Größe. Dazu musste bestimmt werden, wo das Display verbaut werden sollte. Einige Hersteller entscheiden sich, das Display auf den Lenker zu montieren. In diesem Fall fiel die Entscheidung für eine Integration im Carbon-Monocoque-Lenker selbst. So ergab sich eine 3,5-Zoll-Größe, die perfekt zur Rahmendicke und den Bedienungsfunktionen passte.

Ein Kunststoffgehäuse gewährleistet eine saubere Abdichtung des transmissiven Displays. In diesem Gehäuse sind das Display selbst, die Embedded-Elektronik und die komplette Verkabelung eingebaut. Auch das Gehäuse wurde komplett im Rahmen integriert. Ein Display mit einer Größe am oberen Limit garantiert eine hohe Bedienfreundlichkeit. Dank der großen Anzeige der Rückfahrkamera profitiert man zusätzlich von einer 360°-Übersicht ohne Kopfdrehen.

Bei diesem Pedelec wurden etliche Anwendungen und Features direkt über das Display, als Twinner Smart Hub gesteuert. Um diese Ansteuerung realisieren zu können, braucht es ein Smart-Embedded-Display, das softwaretechnisch alle Anforderungen des E-Bike-Herstellers erfüllt. Thömus hat zwar die Software-Funktionalitäten bestimmt. EDT, langjähriger Lieferant für Smart-Embedded-Displays von DMB, hat die gesamte Software komplett programmiert und ausgeliefert.

Ein Smart-Embedded-Display erlaubt eine komplette anwendungsspezifische Bedienung, welche das ganze E-Bike vom Display aus ansteuert. Wie beispielsweise die Schaltung, das Power-Management, verschiedene Setups und unterschiedliche Unterstützungsstufen – also eine umfangreiche Software-Programmierung mit vielzähligen Menüs und Untermenüs.

Die Entscheidung für die passende Display-Technologie hängt also mit ganz viele Faktoren und schlussendlich mit den Prioritäten des E-Bike-Herstellers zusammen.

In diesem Projekt wurde alles umgesetzt was DMB momentan liefert. Dazu gehören Display, Kunststoffgehäuse und Verkabelung auf der Hardware-Seite. Außerdem wurde eine Smart-Embedded-Logik integriert. Die Entwicklungsphase betrug 1,5 Jahre. Ab Oktober werden die ersten S-Pedelecs mit diesen Displays auf der Straße unterwegs sein.

Eine weitere Herausforderung war die Koordination von unterschiedlich langen Lieferzeiten und zum Teil Engpässe während der Corona-Zeit für Komponenten sowie Gehäuse und Kabel. Alle Komponenten mussten jeweils frühzeitig bei EDT eintreffen, um mit der Smart-Embedded-Logik im E-Bike-Teststand eingebaut und getestet zu werden. (neu)