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26 Elektronik 19 2022 IndustrIecomputer embeddedsysteme RGB-Steuerung der für die Hinterleuchtung eingesetzten LEDs passt sich die Leuchtfarbe dabei der abgestrahlten IR-Wärmeleistung an beginnend bei einem freundlichen Blauton für die minimale Leistung bis hin zu einem warmen Rot bei Maximalstellung Bautiefe minimieren gegen Streulicht abdichten Das Embedded-HMI ist in den elegant schlanken Gerätefuß integriert und somit möglichst nahe am Anwender Herausfordernd für Irlbacher hierbei Eine konventionelle LED-Hinterleuchtung würde aus optischen Gründen erheblich mehr Bautiefe erfordern als an der Stelle zur Verfügung steht Aus dem Grund entwickelten die Techniker aus Schönsee ein kreatives und kompaktes Design Ein Lichtleiter wird von hinten optisch auf das Frontglas gebondet Hierin wird das Licht seitlich eingekoppelt Bilder 2 und 3 Im Ergebnis benötigt das Design nicht einmal die halbe Bautiefe um einen Arbeitsbereich gleichmäßig und schattenfrei auszuleuchten Durchschimmerndes Licht würde um das HMI herum eine unschöne Aura erzeugen Um das zu vermeiden ist das Frontglas mit einer optischen Sperrschicht bedruckt Mit einer weiteren Maßnahme verhindern die Ingenieure das Einkoppeln von Streulicht in das Glas Ein spezielles lichtdichtes matthias niebauer ist Wirtschaftsingenieur und leitet bei Irlbacher komplexe Projekte Er bildet die Schnittstelle zwischen den Kunden einerseits und den Entwicklungsund Produktionsbereichen andererseits im Unternehmen m niebauer@irlbacher com Bild 4 Bestückungsseite der FR4-Leiterplatte Links von der Steckleiste befindet sich der SoC-Controller mit Cortex-M3-Kern für die Sensorauswertung rechts der RGB-Treiber für die Hinterleuchtung Bild Irlbacher Klebe-Pad deckt die Kanten des Lichtleiters ab und gleicht zudem mechanische Toleranzen der Aussparung im Carbon-Gehäuse aus Das Sandwich aus Design-Glas dem optisch darauf gebondeten Lichtleiter sowie dem Klebe-Pad wird von vorne lagerichtig in die Öffnung an SURYA eingesetzt So hält das doppelseitig klebende Pad diesen Teil der Embedded-HMI-Baugruppe an seinem Platz Auswerteelektronik auf klassischer FR4-Leiterplatte Die gesamte Elektronik des Embedded-HMI befindet sich auf einer klassischen FR4-Leiterplatte Bild 4 Sie wird von hinten in das Gehäuse eingesetzt und mittels zweier Schrauben am Lichtleiter befestigt Bild 2 Ebenfalls mit einer optischen Sperrschicht bedruckt ist die dem Lichtleiter zugewandte Seite der Platine So sollen Reflexe oder Schattenbildung vermieden werden Eine Polyurethan PUR -Dichtung auf der Elektronikplatine Bild 2 verhindert das »Durchsickern« von Licht durch den Ausschnitt und gleicht zudem Formund Lagetoleranzen aus Gleichem Zweck dienen die beiden Dichtscheiben an der Verschraubung Die Leiterplatte selbst ist beidseitig bestückt Bilder 2 und 4 die LEDs für die Hinterleuchtung befinden sich auf der Rückseite der Baugruppe Bei der Montage tauchen sie in die Einkopplungsöffnungen des Lichtleiters Bild 3 Der kapazitive Touch-Sensor für den Slider wird durch den Lichtleiter und das Design-Glas hindurch zuverlässig abgefragt Aus Gründen der Sicherheit – und um schonend mit elektrischer Energie umzugehen – schaltet sich SURYA 30 Minuten nach dem letzten Bedienvorgang selbst ab Lediglich der Touch-Sensor und die zugehörige Auswerteelektronik auf dem Embedded-HMI bleiben aktiv um jederzeit Bedienvorgänge erkennen zu können Einfache Schnittstelle zum Steuern von Geräten Das Embedded-HMI ist mittels eines zehnpoligen »MicroMaTch«-Steckverbinders an die Leistungselektronik im Inneren der IR-Leuchte angebunden Weil das Verarbeiten der Sensorsignale wie die der Lichtsteuerung direkt auf dem Embeded-HMI erfolgen reicht eine I²C-Schnittstelle für die Echtzeitkommunikation der beiden Teilsysteme völlig aus Dieser ursprünglich von Philips entwickelte Zweidraht-Datenbus ist aufgrund seines stabilen Verhaltens und der einfachen Implementierbarkeit in der Embedded-Welt weit verbreitet ts Kompetenz unter einem Dach Die seit bald 90 Jahren bestehende Irlbacher Unternehmensgruppe gilt weltweit als glasverarbeitendes Unternehmen mit einer der umfangreichsten Paletten an Fertigungsmöglichkeiten Eingeschlossen ist hierbei seit über 15 Jahren eine eigene Elektronikentwicklung In dieser entstanden Hardund Firmware sowie das Layout der Embedded-HMI-Baugruppe für die »SURYA«-Leuchte Parallel dazu erdachte die hauseigene Applikationsentwicklung eine vergleichsweise komplexe Dichtlösung gegen Streulicht Feuchtigkeit und Staub sowie die ausgeklügelte Montage für das hauchdünne jedoch hochfeste Carbon-Gehäuse Alle Produktionsschritte für das Embedded-HMI erfolgen bei Irlbacher in Schönsee Das hält Lieferketten überschaubar kurz und reduziert Logistikrisiken auf ein Minimum SPS Life erhält die komplett montagefertig vorbereitete Baugruppe und muss keine Ressourcen für das Beschaffen der etwa 85 Einzelteile bereitstellen