Ein praktischer Leitfaden für die schnelle und kostengünstige Implementierung von Displays: Teil 2

TEIL 2.

Von der Optimierung der Anzeige bis hin zu häufigen Fallstricken und bewährten Verfahren

In diesem Artikel lernen Sie die besten technischen Verfahren kennen, vom Schnittstellendesign bis zur Massenproduktion. Lernen Sie anhand von Beispielen aus der Praxis, wie Sie häufige Fallstricke vermeiden und die Display-Leistung sowie die Produktionskosten optimieren können.

Behandelte Themen:

• Auswahl der optimalen Schnittstelle für Ihre Systemarchitektur
• Überlegungen zur Stromversorgung und Strategien zur Energieoptimierung
• Hardware- und Software-Integration mit den Tools und Bibliotheken von Riverdi
• Tests vor der Zertifizierung und Prototyping-Ansätze
• Strategien für Kostenoptimierung und Skalierbarkeit
• Bewährte Verfahren für die Planung von Lieferkette und Logistik
• Häufige technische Fehler bei der Integration von Displays
• Praktische Empfehlungen für Ingenieure und Systementwickler

Einführung

Beim Design von eingebetteten Systemen ist das Display nicht nur eine visuelle Schnittstelle – es ist der wichtigste Interaktionspunkt des Geräts. Im ersten Teil des Artikels wurden die Grundlagen der Definition des Zwecks eines Displays vorgestellt. Der zweite Teil konzentriert sich darauf, den Ingenieur bei der Auswahl der Schnittstellen, der Stromversorgung, der Hardware, der Software, der Tests und der Logistik zu unterstützen – und zwar so, dass nicht nur die Kosten, sondern auch der Zeitaufwand reduziert werden.

Die Auswahl der richtigen Schnittstelle und Plattform

Nachdem Sie bereits die Grundlagen für die Auswahl einer bestimmten Technologie festgelegt haben, ist es nun an der Zeit, sich mit der Gestaltung der Schnittstelle zu befassen. Die Wahl der Schnittstelle sollte sich an der Systemarchitektur orientieren. Riverdi unterstützt die Integration verschiedener eingebetteter Plattformen, wie z.B.:

Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Schnittstelle die richtige ist, empfiehlt Riverdi Ihnen, sich an sein Team zu wenden, um sich im Einzelfall von Experten beraten zu lassen.

Stromversorgung – wichtige Designentscheidungen

Mögliche Einschränkungen bei der Stromversorgung beeinträchtigen die Leistung des Displays erheblich.
Deshalb lohnt es sich, zu Beginn des Prozesses die Energiequelle festzulegen – ob sie, wie in den meisten Fällen, standardmäßig konstant und an das Stromnetz angeschlossen sein wird oder ob die Energieversorgung über Batterien erfolgt.

Es lassen sich also zwei wichtige Ansätze definieren:

Im Falle der Batterie können wir den Stromverbrauch einer Reihe von Komponenten reduzieren. Für ein energieeffizientes Design ist es entscheidend, den Anwendungsfall und die Betriebsumgebung zu verstehen. In Teil 1 des Artikels wurde eine detaillierte Analyse der verschiedenen Aspekte der Anwendung des Displays durchgeführt.

Techniken zur Optimierung batteriebetriebener Displays:

• Geringere Intensität der TFT-Hintergrundbeleuchtung
• Verwenden Sie Energiesparmodi (z.B. Deaktivierung des Displays bei aktivem Touchscreen)
• Anpassung des Designs an anwendungsspezifische Nutzungsmuster

Integration von Hardware und Software

Riverdi unterstützt Entwickler mit Low-Level-Firmware und Software-Treibern. Diese können kostenlos von Riverdi’s GitHub heruntergeladen werden. Auf diese Weise können Sie einfach und schnell sicherstellen, dass das Display auf Ihrem System funktioniert. Diese Ressourcen helfen auch bei Problemen wie der Treiberintegration und den richtigen Timings.

Außerdem können Ingenieure, die auf Linux- oder Windows-Plattformen arbeiten, mit ihren eigenen Programmierern und Designern weithin verfügbare GUI-Bibliotheken verwenden. Für eingebettete GUI-Anwendungen bietet Riverdi jedoch integrierte Grafikstapel mit ihren Displays.

Prototyping und Vorzertifizierungstests

Riverdi ermöglicht die schnelle Herstellung von Prototypen und die Zertifizierungsfähigkeit des Displays – besonders wichtig für Geräte wie medizinische Geräte, aber auch für alle anderen Maschinen, die anspruchsvollen Betriebsbedingungen ausgesetzt sind.

In dieser Hinsicht bieten die Lösungen von Riverdi Vertrauen in die anspruchsvollsten Projekte:

• Pretesting:

  Alle Standard-Displays von Riverdi sind auf ihre Umweltverträglichkeit hin getestet:

  • Temperatur
  • Nässe/Luftfeuchtigkeit
  • Operative Zuverlässigkeit
  • Elektromagnetische Emission und Immunität
• Dokumentation
  Testberichte sind normalerweise auf der Website von Riverdi verfügbar. Falls nicht, sind sie auf Anfrage erhältlich.
• Prototyping-Tools:
  • HDMI-Bildschirme:
    Empfohlen für den Kauf als erstes Modell, da der Anschluss an jeden PC per Plug-and-Play möglich ist und erste Tests durchgeführt werden können
  • Zusatzplatinen und Evaluierungskits:
    Ermöglichen die schnelle Einrichtung von Embedded-Displays und sofortige Leistungstests
  • Standardprodukte:
    Idealer Ausgangspunkt für Proof-of-Concept

Durch die Vereinfachung der Leistungsbewertung machen diese Tools Standard-Displays nicht nur ideal für den Start eines Projekts und das Prototyping, sondern sie beschleunigen auch die Markteinführung des Produkts.

Vom Prototyping zur Massenproduktion – Kostenoptimierung

Riverdi bietet Anpassungs- und Kostensenkungsstrategien für Massenproduktionsszenarien. Ein solcher Prozess beginnt oft damit, dass sich der Kunde bereits für eines der Standardprodukte von Riverdi entscheidet, wie z.B. EVE4 Intelligent Display oder STM32. Diese Geräte sind mit fast allen möglichen Assets und Lösungen ausgestattet. Da Riverdi die Anpassung von Standardprodukten ermöglicht, kann der Kunde beim Übergang zur Massenproduktion unnötige Display-Elemente von der Platine entfernen.

Sobald Sie vom Prototyp zur Massenproduktion (1.000+ Einheiten) übergehen, empfiehlt es sich, die Designanforderungen mit der Unterstützung von Riverdi-Experten zu überprüfen, um das Display fein abzustimmen und die Kosten zu senken, ohne die Qualität zu beeinträchtigen.

Logistik und Planung der Lieferkette

Das kundenorientierte Logistikmodell von Riverdi sorgt für hohe Flexibilität und pünktliche Lieferung. Das Unternehmen hat viele direkte Kunden mit Jahres- und längeren Verträgen, was bestätigt, wie umfassend Riverdi sie in der Logistik unterstützt.

Aus der Sicht der Kunden sind die hilfreichsten Lösungen:

• Lieferflexibilität:
  Bestellen Sie in großen Mengen (z.B. 1000 oder 10.000 Displays) oder erhalten Sie in kleinen Mengen (z.B. 100 oder 1000 Einheiten/Monat). Diese Bereiche können alle drei Monate mit dem Riverdi-Team festgelegt werden.
• Preisbindung & Vorratssicherheit:
  Riverdi kauft im Voraus ein, produziert und lagert Materialbestände für langfristige Verträge kostenlos, so dass der Kunde Displays auf Abruf erhalten kann, genau dann, wenn er sie braucht.
• Standort des Lagers:
  Das eigene europäische Lager und die an einem Standort gelegene Fabrik ermöglichen einen schnellen, effizienten Versand, einen großen Materialvorrat und eine Produktionsplanung im Voraus.
  
• Termintreue:
  Da jeder Riverdi-Prozess gemessen wird, liegt die Termintreue des Unternehmens bei 97-98%, was in einem volatilen Markt für Display-Komponenten als sehr hoch angesehen wird.

Alles in allem ist dieses Modell darauf ausgelegt, langfristige Projekte mit vorhersehbaren Preisen und stabilen Lieferketten zu unterstützen .

Häufige technische Fehler, die Sie vermeiden sollten

Nach Riverdis Beobachtungen aus der Praxis ist einer der häufigsten und teuersten Fehler, den Ingenieure machen, die Unterschätzung der Bedeutung des Displays in der frühen Designphase. In vielen Fällen beginnen Entwicklungsteams mit einer allgemeinen Idee für ein Gerät – z.B. einen Verkaufsautomaten oder ein Kosmetikwerkzeug – und kaufen sofort ein beliebiges Display auf dem Markt, nur um mit dem Prototyping zu beginnen.

In dieser Phase liegt der Schwerpunkt in der Regel auf der Systemfunktionalität und der Entwicklung des Controllers, während das Display als temporäre Komponente behandelt wird, die später ersetzt werden kann. Leider führt dies oft zu großen Rückschlägen, wenn das Projekt in Richtung Massenproduktion fortschreitet.

Hier finden Sie eine Zusammenfassung der häufigsten technischen Fehler bei der Display-Integration:

Es ist wichtig zu betonen, dass diese Fehler oft durch übermäßiges Vertrauen in die zukünftige Integration verursacht werden. Ingenieure kaufen willkürlich ein günstiges Display in der Annahme, dass die endgültige Entscheidung erst später getroffen werden kann – nachdem ein funktionierender Prototyp gebaut wurde. Bei eingebetteten Systemen handelt es sich jedoch um fest integrierte Architekturen. Wenn Sie das Display zu einem späteren Zeitpunkt ändern, müssen Sie möglicherweise Anschlüsse, Firmware, PCB-Layout oder mechanische Komponenten komplett neu entwerfen.

Zusammenfassend kann man sagen, dass typische Probleme, die durch eine schlechte Auswahl verursacht werden, folgende sind:

• Unzureichende Helligkeit für Anwendungen im Freien,
• Verwendung von Consumer-Touch-Controllern, die nicht mit dickerem Deckglas oder Handschuhen umgehen können,
• Unfähigkeit, Produktzertifizierungen zu bestehen, z.B. für medizinische Geräte,
• Die Umgestaltung des Displays für die Massenproduktion erweist sich letztendlich als zu aufwendig und teuer.

Ein weiterer häufiger Fallstrick ist die Wahl eines Bildschirms, der überhaupt nicht betrieben werden kann – oftaufgrund mangelnder Softwareunterstützung. Dies führt dazu, dass Ingenieure wochenlang mit Fehlersuche und -behebung beschäftigt sind und schließlich Riverdi um Unterstützung bitten – nur um festzustellen, dass das Display des anderen Herstellers nicht unterstützt wird und keine Hilfe angeboten werden kann.

Es gibt auch Beispiele aus der Praxis, in denen Teams monatelang mit der Entwicklung kundenspezifischer STM32-basierter Display-Controller-Platinen beschäftigt waren und sich mit Treiberschichten und Grafikstapeln herumschlagen mussten – und das, obwohl voll integrierte, produktionsreife Lösungen von Riverdi erhältlich sind.

Empfehlung, wie Sie Fehler vermeiden können

Anstatt wertvolle Zeit und technische Ressourcen für eine unsichere Display-Integration zu verschwenden, ist es viel effizienter, von Anfang an mit einem vertrauenswürdigen Display-Hersteller zusammenzuarbeiten. Die Wahl eines gut dokumentierten Displays – mit vollständiger Firmware, Hardwarebeispielen und technischem Support – wird die Entwicklung beschleunigen, das Risiko verringern und einen reibungslosen Übergang zur Produktion gewährleisten.

Das Display zeigt die besten Praktiken für Ingenieure an

Bei der Entwicklung eines eingebetteten Geräts konzentrieren sich viele Ingenieure und Systemintegratoren naturgemäß auf die Kernfunktionen des Systems – die Auswahl des Prozessors, die Steuerlogik, die Konnektivität oder die Energieverwaltung. Displays werden oft als zweitrangig behandelt und ihre Rolle im Design wird auf spätere Phasen verschoben. Dieser Ansatz kann zu grundlegenden Design- und Betriebsproblemen führen, da die Wahrnehmung des Geräts durch den Benutzer in erster Linie durch die Zuverlässigkeit und Empfindlichkeit des Touchscreens geprägt ist.

Ein gut optimiertes internes Prozess- oder Hardwaredesign kann durch eine schlecht funktionierende Bildschirmoberfläche untergraben werden. Wenn der Touchscreen verzögert, das Bild unscharf ist oder die Schnittstelle zeitweise ausfällt, wird das Gerät als unzuverlässig eingestuft – selbst wenn alles andere perfekt funktioniert.

Ein Beispiel hierfür wäre das Design einer Kaffeemaschine. Der interne Brühvorgang mag technisch hervorragend sein. Aber wenn das Display nicht klar kommuniziert, schlecht auf Berührungen reagiert oder im Freien wegen geringer Helligkeit nicht funktioniert, wird die Maschine als minderwertig wahrgenommen.

Empfehlung für die Umsetzung bewährter Praktiken

Um diese Diskrepanz zwischen Systemleistung und Benutzererfahrung zu vermeiden, sollten Ingenieure eine Reihe von Best Practices befolgen, die das Display in den Mittelpunkt der Strategie für die Benutzeroberfläche stellen:

Riverdi als Ihr Implementierungspartner

Riverdi liefert nicht nur Display-Hardware, sondern bietet auch Fachwissen und Unterstützung während des gesamten Entscheidungs- und Implementierungsprozesses:

• Technische Beratung:
  technische Beratung zu optimalen Display-Lösungen für spezifische Anwendungen
• Zugang zur Dokumentation:
  sofortige Verfügbarkeit der vollständigen technischen Dokumentation ohne Registrierungshürden
• Unterstützung beim Prototyping:
  Evaluierungskits und Unterstützung für die schnelle Entwicklung von Proof-of-Concept
• Langfristige Partnerschaft:
  Unterstützung vom ersten Entwurf bis zur Serienproduktion und dem Produktlebenszyklus

Dieser partnerschaftliche Ansatz stellt sicher, dass Entwicklungsteams schnell fundierte Entscheidungen treffen können und sich darauf verlassen können, dass sie die optimale Displaytechnologie für die sofortige Implementierung und den langfristigen Produkterfolg auswählen.

Schlussfolgerung

Die Integration eines Displays ist nicht nur eine technische Aufgabe, sondern eine Reihe von strategischen Designentscheidungen. Da eingebettete Systeme immer kompakter und spezialisierter werden, ist das Display die wichtigste Interaktionsfläche für den Benutzer und eine entscheidende Komponente für die wahrgenommene Qualität.

Von der Auswahl der Schnittstellen bis zur Optimierung der Stromversorgung, vom Prototyping bis zur Massenproduktion und Logistik – jedePhase erfordert eine detaillierte Planung. Riverdi unterstützt Ingenieure nicht nur mit hochwertiger Hardware, sondern auch mit maßgeschneiderter Beratung, zertifizierten Bibliotheken und skalierbaren Logistiklösungen.

SEHEN SIE SICH DIE IMPLEMENTIERUNGSBEREITEN PRODUKTE VON RIVERDI AN

Achten Sie darauf, dass Sie das richtige Industrie-Display für Ihr Gerät finden:

• Möchten Sie die Helligkeit und die optische Leistung Ihres Displays verbessern? Entscheiden Sie sich für High Brightness IPS-Displays mit optischem Bonding, das die Reflexion perfekt reduziert und den Kontrast verbessert.
• Sind Sie auf der Suche nach dem effektivsten Datenaustausch zwischen Grafiken und einem wirklich industriellen Touch-Controller? Informieren Sie sich über die Produktkategorie BT817Q (EVE 4) mit revolutionärem Kommunikationsprotokoll für industrielle, medizinische und militärische Anwendungen, die eine schöne und anspruchsvolle GUI erfordern.
• Suchen Sie nach einem der höchstauflösenden (1280×800 Pixel) HMI-Displays auf der Basis von STM32H7 MCUs? Entscheiden Sie sich für STM32 Embedded Displays mit hoher Leistung, ermöglicht durch den STM32H757XIH6 (2MB Flash, 1MB RAM) Mikrocontroller.
• Benötigen Sie eine Plug-and-Play-HDMI-Schnittstelle und eine USB-C-Touch-Lösung? Entscheiden Sie sich für die HDMI-Displays, bei denen es sich um hochauflösende, helle IPS-TFT-Produkte mit optischer Bindung und industrietauglichem Touchscreen als Riverdi-Standard handelt.

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Setzen Sie sich mit unserem Experten in Verbindung, um die Display-Implementierung für Ihr Projekt zu vertiefen.

Haben Sie Probleme mit Ihrer aktuellen Technologie? Möchten Sie mehr über Frameworks und die Erfolgsgeschichten unserer Kunden erfahren? Wir freuen uns darauf, mit Ihnen zu diskutieren und Sie bei Ihren Design- und F&E-Herausforderungen zu unterstützen.

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