Rutronik GmbH
Avtor: Nikolai Schnarz
2020_284_24
Zahteve za prikazovalnike so se močno spremenile: Tudi pri industrijskih aplikacijah uporabniki pričakujejo odzivne uporabniške vmesnike z zaslonom na dotik in interaktivnim prikazom ter intuitivno uporabo. Tukaj se splača razmisliti o samostojnih enotah s prikazovalnikom.
»Pametni« prikazovalniki
Pametni prikazovalniki že imajo vgrajen krmilnik in grafični procesor. To pomeni, da jih lahko brez dodatnih komponent, kot je PC ali računalnik na tiskanem vezju (angl. »Single-Board-Computer« – SBC), uporabite za prikazovanje in krmiljenje naprav z dvosmerno komunikacijo. Zlasti pri srednjih in majhnih serijah imajo bistvene prednosti pred klasičnimi prikazovalniki: Če je treba vse komponente integrirati ločeno, pomeni to veliko potrebnega časa in visoke stroške razvoja. Razvijalci morajo opraviti vse korake integracije od izbire ustreznega mikrokrmilnika, grafičnega krmilnika in gonilnikov, načrtovanja tiskanega vezja ter programiranja do preizkušanja in razvoja grafičnega uporabniškega vmesnika (angl. »Graphic User Interface« – GUI). Zlasti pri majhnih serijah lahko stroški in potreben čas hitro presežejo koristi ali celo zmožnosti podjetja.
Pri uporabi prikazovalnika s tehnologijo TFT z diagonalo 4,3″ (stane približno 40 €) bosta pri lastnem razvoju na primer dva inženirja porabila kar šest mesecev. Enoto s prikazovalnikom TFT (cena znaša približno 59 €) pa lahko en razvijalec v aplikacijo integrira v približno enem mesecu. Zaradi manj potrebnega razvoja se tukaj kljub višjim stroškom za enoto s prikazovalnikom zmanjšajo skupni stroški. Ker odpadejo številni zamudni koraki razvoja, se tudi drastično skrajša čas do trga.
Celovita rešitev z ustrezno programsko opremo
Proizvajalec 4D Systems ponuja s svojimi pametnimi enotami s prikazovalnikom rešitve po načelu »vse na enem mestu« za prikazovalnike vgrajenih elektronskih sistemov. Že z obstoječimi vmesniki omogočajo neštete obsežne načine uporabe brez enot PC, ki pomenijo dodatne stroške licenc za operacijske sisteme in zlasti pri preprostejših načinih uporabe bistveno presegajo zahteve. Pri kavnem avtomatu na primer zadošča že pametni prikazovalnik brez dodatnih krmilnikov.
Če pa način uporabe na drugi strani zahteva kompleksne izračune s poizvedbami po podatkovnih zbirkah, integracijo internetnih tokov podatkov ali uporabo zmogljivih tipal ali pogonov, je potreben računalnik na tiskanem vezju (SBC) ali gostiteljski krmilnik. Prikazovalniki ponudnika 4D Systems ponujajo za priključitev na enote SBC, kot so Arduino, Raspberry PI ali BeagleBone Black, ustrezne prilagodilnike. Poleg tega so združljive s tiskanimi vezji mikroBUS (M-Bus) in podpirajo prevajalnik MikroElektronika z razvojnim paketom mikroSDK, pa tudi MPLAB in ATMEL START.
Za uporabo enot s prikazovalnikom in pripravo aplikacij ponuja podjetje 4D Systems brezplačno programsko opremo »4D Workshop« s štirimi načini delovanja: V načinu »Designer« lahko ustvarite kodo 4DGL za programiranje prikazovalnika, način »Serial« pa omogoča uporabo enote kot podrejene naprave, ki jo lahko krmili vsak poljuben mikrokrmilnik kot gostitelj z zaporednim vmesnikom. Načina »ViSi« in »ViSi-Genie« ponujata poenostavljeno vizualno programiranje s hkratno samodejno pripravo kode 4DGL.
Nemotena rast
Tudi po prvi pripravi aplikacije odločitev med preprostim prikazovalnikom ali pametno enoto s prikazovalnikom vpliva na postopke pri razvoju. V novi generaciji izdelkov namreč pogosto uporabljamo druge procesorje. Pri klasičnem razvoju z naborom integriranih vezij to največkrat s sabo prinese tudi potrebe po prilagajanju GUI. V podjetju 4D Systems so med svojimi prizadevanji, da potrebo po tovrstnem delu čim bolj omejijo, svoje razvojne okolje oblikovali tako, da GUI v celoti podpirajo tudi novejši procesorji.
Podobno velja pri povečevanju proizvodnih količin. Proizvajalci takrat pogosto zamenjajo dobavitelje prikazovalnikov, na primer zaradi ugodnejših pogojev. To pa pomeni, da je treba dosedanjo programsko opremo praviloma prilagoditi naboru integriranih vezij novega prikazovalnika. Pri prikazovalnikih 4D Systems je na drugi strani zelo preprosto povečati obseg proizvodnje, ne da bi morali znova vlagati v razvoj programske opreme. Na voljo so namreč majhne in velike količine, nabori integrirani vezij pa so še naprej združljivi z obstoječo programsko opremo.
Standardne enote in prilagajanje strankam
Pri velikih prikazovalnikih (do 1,38″ do 7,0″, z zaslonom na dotik ali brez) stavijo v podjetju 4D Systems na tehnologijo TFT. Za manjše prikazovalnike brez zaslona na dotik (od 0,96″ do 1,7″) se uporablja tehnologija OLED, saj omogoča veliko tanjšo konstrukcijo. Prikazovalniki TFT so na voljo samo z okvirjem (angl. »Open Frame«), z zaščitnim steklom (angl. »Cover Glass«) ali z zaščitnim steklom z okvirjem (angl. »Cover Lens Bezel«). Če boste prikazovalnik vgradili na notranjo stran ohišja, priporočamo izvedbo »Open Frame« s stranskimi nastavki za pritrditev. Če ga nameravate vgraditi na zunanjo stran, lahko modele z zaščitnim steklom preprosto prilepite v ohišje.
Vse enote s prikazovalnikom iz podjetja 4D Systems se priključijo skozi vmesniško ploščo (USB 5 V) in potrebujejo kartico micro SD za grafične vsebine. Za nemoteno delovanje aplikacije, še posebej, kadar se podatki iz pomnilnika obdelujejo ves čas in ne le občasno, močno priporočamo uporabo industrijskih pomnilniških kartic. Te temeljijo na kakovostnejših tehnologijah in zato zagotavljajo več ciklov branja ter zapisovanja kot preprostejše kartice za široko potrošnjo. S tem boste izboljšali zanesljivost celotne aplikacije. Ustrezne kartice ponujata na primer podjetji Swissbit in Apacer.
S temi lastnostmi so pametne enote s prikazovalnikom primerne predvsem za načine uporabe z majhnimi serijami, kot so kavni avtomati, medicinske tehtnice, sistemi za točenje, informacijski prikazovalniki za pametna električna kolesa, upravljalniki za naprave za spajkanje in varjenje nakita, 3D-tiskalniki, merilniki časa itd. V povezavi z drugimi izdelki za vgradnjo v naprave in brezžičnimi izdelki so enote s prikazovalnikom zelo široko uporabne, na primer v klimatskih napravah s prikazom temperature, kjer lahko prikazovalnik z zaslonom na dotik uporabljamo tudi za upravljanje. V ta namen imajo enote s prikazovalnikom zaporedne vmesnike I²C in SPI, pa tudi RS-232 ter RS-485.
Standardne enote z ločljivostjo do 800 x 480 slikovnih točk že v osnovi pokrivajo široko polje aplikacij. Poleg tega pa podjetje 4D Systems sprejema tudi naročila po meri stranke, na primer z določeno svetlostjo ali protiodbojnim zaslonom prikazovalnika, pa tudi s posebnimi potrdili za uporabo v medicinski tehniki ali avtomobilski industriji.
