Grafische Bedieneinheiten richtig planen

Grafische Bedieneinheiten richtig planen
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Ein HMI (Human-Machine-Inter-face) ist das Aushängeschild eines jeden Gerätes, deshalb bedarf es der Erfahrung und des Know-hows von Profis
28.09.2015 | Das wachsende Angebot an Touch-Displays und Einplatinencomputern verleitet gerne dazu, den Aufwand zur Entwicklung einer industrie- und serien-tauglichen Steuerung zu unterschätzen. Nicht selten muss dies schlussendlich in Form von massiven Termin- und/oder Budget-Überschreitungen bezahlt werden.

Angebote von LCD-Modulen mit integriertem, kapazitivem Touchscreen schiessen wie Pilze aus dem Boden. Gleichzeitig erlauben Einplatinencomputer wie Raspberry Pi, Banana Pi, Arduino, BeagleBone usw. sowie umfangreiche Open-Source-Software das einfache Erstellen einer kostengünstigen Steuerung.

 

 

 


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flexx-GUI – Linux-basierende Entwicklungsplattform von H+K

Notfälle kosten viel Zeit und Geld

Waren früher zum Aufbau eines grafischen Benutzerinterfaces tiefere Hard-und Software-Kenntnisse notwendig, kann heute dank Modulbauweise bereits schon der elektronisch versierte Bastler ein Erfolgserlebnis verzeichnen. Aber auch der professionelle Entwickler profitiert. Ermöglichen diese Plattformen doch eine schnelle und kostengünstige Machbarkeitsstudie und Prototypenentwicklung.


Das Problem beginnt spätestens dann, wenn der funktionsfähige Prototyp zur Serienreife gebracht werden soll. Dann wird schnell ersichtlich, dass eine optimale Bedieneinheit viel mehr ist, als ein mit einer Glasscheibe zusammengeklebtes Kompakt-Modul. Dass es nicht so einfach ist, beweisen immer wieder (Not-)Fälle, deren Lösung viel Zeit und Kosten verursachen und die durch entsprechende Planung hätten vermieden werden können.


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HMI in robustem Design – ausgelegt für industrielle Anwendungen

Vom Laboraufbau zum Seriengerät

Der Weg vom funktionierenden Laboraufbau bis zum serienmässig herstellbaren Industrieprodukt beinhaltet manchen Stolperstein. So müssen für das Endprodukt je nach Aufgabenstellung zahlreiche Merkmale unter einen Hut gebracht werden.


Das Gerät muss günstig und in grossen Stückzahlen produzierbar sein, während langer Zeit zuverlässig funktionieren, einen hochwertigen Eindruck hinterlassen, langzeitverfügbar und einfach wartbar sein usw., wahrhaftig keine einfache Aufgabe. Besonders die Langzeitverfügbarkeit ist ein wichtiges Kriterium, das professionelle von privaten Lösungen unterscheidet. Aufgrund des grossen Angebots an Eingabegeräten wie Tablets zu günstigen Preisen liegt der Gedanke nahe, einfach ein beliebiges Interface in seine Maschine zu integrieren. Bedenkt man aber, dass solche Geräte teils nach einem Jahr wieder vom Markt verschwinden, während bei industriellen Lösungen eine Liefergarantie von 10 Jahren keine Seltenheit ist, offenbart sich die Problematik. Dass sich dies auf die Kosten auswirkt ist naheliegend. Dazu kommt, dass viele Geräte der Home-Elektronik gar nicht mehr für eine Reparatur konzipiert sind.


Die Krux liegt im Detail
Wird kurz vor Produktionsstart noch ein anderes Frontglas vor das LCD gelegt, muss man die Kalibrierung neu abstimmen. Wird aus Kostengründen auf das optische Bonden verzichtet, riskiert der Kunde optische Interferenzen (Newtonringe) zwischen dem Front und Touchglas. Wird zu deren Vermeidung ein Luftspalt eingeplant, funktioniert vielleicht plötzlich die bisher einwandfreie Touch-Bedienung nicht mehr zuverlässig oder das Eindringen von Schmutz ist vorprogrammiert.
Weitere beachtenswerte Punkte: Was sind die Anforderungen an das Schutzglas: Ist eine gehärtete Oberfläche, Entspiegelung oder gar ein Kugeltest nach UL 60950 gefordert? Was sind die Anforderungen bezüglich IP-Schutzklasse? Sind erhöhte EMV-Schutzmassnahmen notwendig? Was für ein Temperaturbereich ist gefordert? Ist das Gehäuse aus Metall oder Kunststoff?
Alles Fragen, die am Anfang eines Projekts geklärt sein müssen und einen nicht unwesentlichen Einfluss auf die Konstruktion, das Gehäusedesign und die Firmware-Einstellungen haben. Das HMI ist das Aushängeschild eines jeden Gerätes, deshalb darf hier keinesfalls gepfuscht werden. Erzeugt die Bedieneinheit doch den ersten Eindruck beim Benutzer des Gerätes.


Erfahrung hilft Fehler zu vermeiden
Obwohl die verwendeten Technologien grundsätzlich erprobt sind, gibt es immer wieder Faktoren, die auf Erfahrungswerten beruhen. Im Gegensatz zu rein mechanischen Systemen spielen bei den kapazitiven Lösungen oftmals Faktoren mit, bei denen sich Theorie und Praxis unterscheiden. Hier kommt dann die Erfahrung ins Spiel. Daher ist es sehr wichtig, schon von Anfang an das Gespräch mit einem erfahrenen Hersteller zu suchen, der den Anwender vom Prototypen bis zum serientauglichen Gerät begleiten und vor unliebsamen Überraschungen bewahren kann. Nicht selten ist die auf den ersten Blick günstigere Lösung im Endeffekt die teurere Variante.


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