Miniaturisiertes IoT Human Machine Interface (HMI)

Leistungsfähige Elektronik mit attraktiven Herstellkosten

Dieses ressourcenstarke Full-Custom-Design zum Anschluss von Grafikdisplays über eine MIPI-Schnittstelle bietet umfassende Konnektivität über LoRa, BLE und CANbus. Das Nutzererlebnis wird durch einen Audioverstärker mit integriertem Equalizer (6W) und Dynamic Speaker Management abgerundet.

Entscheidend für das überragende Preis-Leistungs-Verhältnis war die optimale Abstimmung von Hard- und Softwarefunktionen. Ausgehend von den UI/UX-Kundenanforderungen wurde für die GUI-Entwicklung TouchGFX verwendet. Der damit erzeugte Code integriert sich nahtlos in die RTOS-Umgebung, auf der die verschiedenen Kommunikations- und Controller-Aufgaben laufen.

Durch die Parallelisierung der Entwicklungsaufgaben in Bezug auf UX/UI-Design, Programmierung von Anwendungs- und Kommunikationsaufgaben konnte die Entwicklungszeit erheblich verkürzt werden.

Haltestelle mit intelligenter Technik und Cloud Anbindung

Durch das lokal installierte, für den aussenbereich konzipierte Rechnersystem werden alle Parameter erfasst, die für die intelligente, autarke Steuerung der Haltestellen-Infrastruktur wie Beleuchtung, Display, Überwachungstechnik usw. erforderlich sind. Dadurch wird der Energieverbrauch der Haltestelle optimiert und der Nutzungssituation angepasst. Über eine entsprechende Portallösung können bei Bedarf sämtliche Haltestellen entlang der Strecke parametriert und überwacht werden. Anomalien der Haltestellen werden an die Portallösung weitergeleitet damit angepasst reagiert werden kann.

Ein Produkt ist so gut, wie sein schwächstes Glied

In diesem Fall handelte es sich um ein Produkt, das schon einige Zeit auf dem Markt war, aber noch nicht die gewünschte Robustheit aufwies. Hitron wurde damit beauftragt, eine Analyse zu erstellen und einen Vorschlag für ein Redesign zu erstellen. Bei der Analyse wurde klar, dass gelegentliche Fehlfunktionen des Funkhandgriffs für einen Akku-Staubsauger auf das bestehende Touch System zurückgeführt werden konnten. Durch den Einsatz eines dedizierten Kontrollers für die Auswertung des kapazitiven Touch Sensors, konnte das Produkt erheblich verbessert werden. Dank der geringen Masse des Prozessors von nur 3x3mm mussten keine neuen Kunststoff-Spritzformen angefertigt werden. Mit einem Grundstromverbrauch von wenigen Mikroampere konnte auch die Lebensdauer der CR2032 Knopfzelle nochmals erheblich verbessert werden.

Anwendungsspezifisch entwickeltes KNX to CANbus Gateway

Jedes Feldbussystem wurde für einen ganz bestimmten Zweck entwickelt und hat daher verschiedene Anforderungen zu erfüllen. KNX ist ein herstellerübergreifender offender Gebäudebusstandard der mittlerweile auch bei Elektroinstallateuren ausserordentlich gut eingeführt ist.  Bei Verwendung von KNX ergeben sich gerade im Nutzgebäudebereich erhebliche Vorteile und einen Investitionsschutz.

CANbus wurde ursprünglich für den automotive Bereich entwickelt und ist aufgrund seiner Robustheit und der äusserst kostengünstigen Implementation in vielen anderen Bereichen nicht mehr wegzudenken. Mit dem projektspezifisch entwickelten Gateway kann das Beste aus beiden Welten genutzt werden. Die Flexibilität und Erweiterbarkeit von KNX wird mit der Leistungsfähigkeit und Robustheit von CANbus kombiniert. Durch die Representation des Prozessmodels im Gateway werden die beiden Bussysteme zeitlich voneinander entkoppelt und ein Datenaustausch zwischen beiden Systemen wird ermöglicht.

IoT Hardware Entwicklung als Grundlage für «Digital Twin»

Auf dieses Custom Hardware Design sind wir besonders stolz. Unterschiedlichste Sensoren und Module erfassen kontinuierlich Sensordaten und speichern diese lokal bis zum nächsten Datenaustausch mit dem IoT Backend Server.

Von Anfang an wurde berücksichtigt, dass das System auch ohne permanente Verbindung einwandfrei funktionieren muss und ohne dass die Datenerfassung beeinträchtigt ist. Die Elektronik vereint verschiedenste Systeme für die Kommunikation in die Cloud, die lokale Kommunikation mit mobilen Geräten, sowie unterschiedlichste Feldbusprotokolle.

Die Fähigkeit in eine Low Power Betriebsart zu wechseln, wenn die Maschine nicht benutzt wird, bewirkt einen tiefen System-Energieverbrauch.

Software Deployment, IoT Provisioning und Factory Testing in einem Schritt

Dieses von Hitron entwickelte, voll automatische Testsystem erledigt das aufspielen der neusten Firmware, die Provisionierung am IoT Backend und das Factory Testing schnell und unkompliziert in einem einzigen Arbeitsgang. Zunächst werden sämtliche programmierbaren Systemkomponenten programmiert und überprüft. Im vorliegenden System sind dies Hauptprozessor, das Bluetooth Modul, sowie das 4G Modul für die mobile Kommunikation.

Über eine gesicherte Verbindung werden im nächsten Schritt die erforderlichen Authentifizierungs-Schlüssel vom IoT Backend Server abgerufen. Diese werden in einen gesicherten Bereich im IoT Sensor einprogrammiert. Später im Betrieb wird das IoT Backend den Authentifizierungsschlüssel überprüfen.

Zum Schluss wird ein vertiefter Funktionstest durchgeführt und die Testresultate werden zur Nachverfolgung auf dem Produktions Tracking-System gespeichert.

Dieser kleine Reader hat es in sich

Von anspruchsvollen Zutrittskontroll-Lösungen die härtesten Sicherheitsanforderungen genügen müssen bis hin zu klassischen RFID Anwendungen. Dieser nach kundenspezifischen Anforderungen entwickelte RFID Leser deckt die ganze Palette von Protokollen und Kartentypen ab. Aufgrund des kleinen Formfaktors von 60x40mm lässt er sich überall leicht integrierten und verfügt mit 60 mm Lesereichweite (ISO14443) bzw 100mm Lesereichweite (ISO15693) über eine sehr gute Performance.

Wie intelligent kann ein Strassenpoller sein?

Intelligenter als man gemeinhin erwarten würde. Mit entsprechender Sensorik ausgestattet detektiert dieser Poller Erschütterungen die durch Kollisionen verursacht worden sind und setzt ein entsprechendes Signal ab. Gleichzeitig werden Umweltwerte wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit gemessen und zusammen mit dem Ladestand periodisch übermittelt.

Die Batterielaufzeit hängt im Wesentlichen vom Stromverbrauch des Beschleunigungssensor, von der Häufigkeit der Kommunikationsverbindungen  und der Selbstentladung der Batterie ab. Für diese Anwendung beträgt die Lebensdauer mehr als 2 Jahre.