Eingabesysteme

So entwickeln Sie ein HMI-System mit einem Embedded-Board

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Der Prozessor für das Eingabesystem

Nicht unerheblich ist die Frage nach dem zu verwendeten Prozessor. Angeboten werden verschiedene CPUs, vom kleinen Mikrocontroller-Board bis hin zum leistungsfähigen Quad-Core-Prozessor. Einher geht die Wahl des Prozessors mit der Definition des Betriebssystems, der Flash- oder RAM-Kapazitäten, Grafikanforderungen sowie der notwendigen Schnittstellen.

Viele Antworten dafür ergeben sich bereits aus dem bereits erwähnten Lastenheft für das zu entwickelnde Produkt sowie in der Komplexität des zu verarbeitenden Datenvolumens. Außerdem sollte man berücksichtigen, ob man künftig mit der gleichen CPU weitere Projekte abdecken kann oder sie in bestehende Applikationen einsetzen möchte.

Höhere Stückzahlen ergeben automatisch auch eine Reduzierung der Stückkosten für bestehende und neue Projekte. Spätestens jetzt kommen weiche Faktoren für den Entscheider hinzu. Oft fehlen Informationen, wie lange eine CPU oder ein CPU-Board vermutlich noch verfügbar sein werden. Bei kleineren Stückzahlen ist der Support von CPU Board- und Halbleiter-Anbietern oftmals nicht ganz so zeitnah, wie man es sich wünschen würde. Der Partner von Embedded-Systemen kann an dieser Stelle als Infobörse und Katalysator fungieren. Wenn die Entscheidung auf ein bestimmtes System gefallen ist, kann ein Embedded-Anbieter auf bestehende Bibliotheken und Layouts zurückgreifen. Das reduziert viel Zeit und Kosten.

Vorteile von Linux als Betriebssystem

In den letzten Jahren hat sich in der Industrie Linux als Betriebssystem durchgesetzt. Letztendlich, weil es wesentliche Vorteile bei der Datensicherheit bietet und auf das Wissen einer weltweiten Linux-Community zurückgreifen kann. Im Markt findet man einige wenige Anbieter von Systemen, bei denen Linux-Versionen mit Boot-Loader, -Kernel und –Root-File-System in der CPU vorinstalliert sind oder wahlweise von einer SD-Karte geladen werden können.

Prinzipiell kann ein Embedded-System als sogenanntes Headless-System, also ohne Anzeige oder mit Display als HMI, betrieben werden. Das eingesetzte Display kann als reine Anzeigeeinheit oder als interaktive Komponente mit einer Bedieneinheit, dem Touch Panel, ausgelegt sein. Für die Auswahl des passenden Displays sind Faktoren wie der Temperaturbereich, die Sonnenlichttauglichkeit und die Ablesbarkeit ausschlaggebend. Feuchtigkeit, Staubbelastung und Vandalismus-Sicherheit sind für Embedded-Systemanwendungen zusätzliche Kriterien.

Achten Sie auf die Langzeitverfügbarkeit

Bei einem Embedded-System, das mit einem TFT-Display ausgerüstet wird, sollte auf eine Langzeitverfügbarkeit geachtet werden. Da die TFT-Displays immer noch sehr stark vom Endkunden- und Smart-Phone-Markt abhängig sind, kommt es speziell bei kleinen Stückzahlen unter Umständen zu Problemen. Es gibt bestimmte Größen, die sich als Standard durchgesetzt haben. Bei diesen Standardgrößen erstrecken sich Änderungen vorwiegend auf das Treiber-IC des Displays.

Die Außenabmessungen und Auflösungen blieben in der Vergangenheit meist unverändert, so dass sich an produktspezifischen Gehäusen keine Notwendigkeit zur Anpassung ergeben. Hat man bei der Entwicklung bereits definiert, dass das Display mit separater Adapterplatine auf dem System kontaktiert wird, sind Anpassungen schnell, flexibel und meist mit überschaubaren Kosten umzusetzen. Denn es muss nicht die komplette Basisplatine geändert werden.

Zusammenfassend gilt für Klein- und Mittelständische Unternehmen, dass bei all den anstehenden Überlegungen und Entscheidungen im Vorfeld einer Eigenentwicklung stets das Hauptaugenmerk auf die Langzeitverfügbarkeit der Komponenten und der Servicefreundlichkeit wie auch Flexibilität zur Änderung mit minimalem Aufwand im Vordergrund stehen sollte.

* Heiko Müller ist bei ADKOM Elektronik in Rechberghausen für Embedded-Systeme verantwortlich.

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