Komplexe GUIs ohne Programmierung direkt am Touch-Display entwickeln

| Autor / Redakteur: Ralph Tischer * / Hendrik Härter

Ganz ohne Programmierung: 
Der EA uniTFT ermöglicht es dem Anwender, Objekte zu bewegen, drehen, weich einzublenden und auch wieder verschwinden zu lassen. Damit sind komplexe GUIs möglich.
Ganz ohne Programmierung: 
Der EA uniTFT ermöglicht es dem Anwender, Objekte zu bewegen, drehen, weich einzublenden und auch wieder verschwinden zu lassen. Damit sind komplexe GUIs möglich. (Bild: Electronic Assembly)

Mit modernen Touch-Displays lassen sich komplexe Funktionen und Grafiken darstellen. Doch will der Anwender nicht umständlich programmieren. Das ist mit diesem Display auch nicht notwendig.

Wir Menschen nehmen den größten Teil unserer Sinneseindrücke über die Augen wahr. Entsprechend weit verbreitet sind Grafikdisplays in vielen unterschiedlichen Industrie-Anwendungen. Es sind vor allem die zunehmend komplexen Funktionen von Maschinen, medizinischen Anlagen oder Geräte für Endkunden, die beherrscht werden müssen. Kommunizierte man früher mit solchen Anlagen über mechanische Hebel und elektrische Schalter oder später über alphanumerische Terminals, so sind heute interaktive Grafikdisplays mit virtuellen Tasten und Anzeigen Stand der Technik.

Damit kommt den grafischen Benutzeroberflächen, auf Englisch Graphical User Interface, GUI, eine Schlüsselfunktion bei der Verbreitung und Akzeptanz digitaler Systeme zu. Erfunden vor zwei Jahrzehnten für die Steuerung von Computern, finden sich GUIs heute nahezu an allen Geräten und Anlagen des beruflichen und privaten Alltags – im Grunde eine logische Erscheinung, denn diese Geräte werden zunehmend von eingebauten Computern gesteuert. Die Graphische Benutzeroberfläche wird damit zum universellen Vermittler zwischen Mensch und Maschine.

Typspezifische flexible Benutzerschnittstelle

Hier setzen die Multifunktions-Displays aus der Familie uniTFT von Electronic Assembly an. Mit ihnen lassen sich typspezifische flexible GUIs für unterschiedliche elektrische oder elektronische Geräte erstellen. Die Displays richten sich nicht nur an gelernte Programmierer, sondern speziell an Fachleute, die sich zwar mit der Benutzerführung auskennen, aber nicht mit der Programmierung beschäftigen wollen. Hintergrund: Bei der Familie uniTFT handelt es sich nicht um ein einfaches Anzeigepanel, sondern um einen Display-Computer mit eingebauter Intelligenz, verschiedenen Anschlussmöglichkeiten und einem SD-Speicher. Will man das uniTFT nicht nur als Ausgabegerät nutzen, sondern auch zur Eingabe von Befehlen und Steuerungsparametern, so lässt es sich mit einem Touch-Panel für Eingaben kombinieren. Der Anwender kann zwischen einem analog-resistiven Panel und einem kapazitiven Multitouch-PCAP wählen. Dabei lässt sich der kapazitive Multitouch auch mit mehreren Fingern bedienen, wie es von Tablet-Computern bekannt ist.

Jetzt stellt sich die Frage, wie die Grafiken auf den Bildschirm kommen. Dafür ist die Entwicklungsumgebung zuständig, die auf Windows-PCs läuft. Mit dem Werkzeug hat der Anwender die Möglichkeit, graphisch ansprechende und komfortable Benutzeroberflächen zu erstellen. Die Umgebung besteht aus der Designsoftware „uniSKETCH“ inklusive einem Makro-Editor, dem Simulator „uniTFT“ und der integrierten Dateiübertragungssoftware „uniTRANSFER“.

Software und Display arbeiten mit Objekten

Die Designsoftware wie auch das Display arbeiten mit Objekten, wie sie aus Hochsprachen bekannt sind. Hierbei handelt es sich um grundlegende graphische Elemente, Bilder oder Texte, die sich miteinander kombinieren und zu einem größeren Ganzen zusammensetzen lassen – etwa zu virtuellen Schaltknöpfen, Schieberegler, Messinstrument oder Eingabetastaturen. Diese Objekte lassen sich beliebig auf dem Bildschirm anordnen, verschieben, zoomen, drehen, animieren und beschriften.

Die Beschriftung lässt sich je nach Sprache anpassen: Dazu gehören auch kyrillische, arabische und chinesische Schriftzeichen. Über sogenannte Stylesheets lassen sich durchgängig einheitliche Designs erstellen. Das Gerät beherrscht Alpha-Blending, womit sich mehrere graphische Objekte überlagern lassen und diese auch transparent dargestellt werden können. Komplette Bilder lassen sich importieren und darstellen, wobei das uniTFT die wichtigsten Dateiformate wie JPG oder PNG lesen kann und selbst mit Vektorgrafiken zurechtkommt. Sounddateien für Quittierungs- oder Warntöne lassen sich ebenfalls importieren und ausgeben.

Serielle Anschlüsse, analoge Eingänge und I/O-Kanäle

Für die Einbindung der uniTFT-Geräte in eine Anwendung ist die Displayeinheit mit entsprechenden Schnittstellen ausgestattet. Die Geräte verfügen über sieben serielle Anschlüsse, 16 digitale I/O-Kanäle und vier analoge Eingänge. Zum Flashen, also zum Aufspielen neuer Software und Parameter, sowie für den Normalbetrieb besitzt das TFT-Modul einen USB-Anschluss. Für einen externen Master oder wenn das Gerät mit einer übergeordneten Steuerung verbunden werden soll, bietet es verschiedene Schnittstellen wie SPI, I²C und RS232.

Die vier analogen Eingänge verarbeiten Messwerte und zeigen sie auf dem Display an. Der PWM-Ausgang steuert externe Komponenten. Über einen analogen Video-Eingang können die Bilder direkt auf dem Display angezeigt werden. Über die jeweils 16 digitalen I/O-Kanäle kann der Anwender eine Vielzahl von Steuerungsaufgaben umsetzen.

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* Ralph Tischer ist bei Electronic Assembly Entwicklungsleiter am Standort in Gilching.

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