Für die Programmierung von Prototypen, vorwiegend für den Messemodellbau im automotiven Bereich, muss eine Vielzahl von technischen Anforderungen mit den Wünschen nach innovativen Design- und Bedienkonzepten in Einklang gebracht werden. Dazu sind Bauteile aus dem Bereich des "Internet of Things" (IoT) ideal geeignet – diese sind kompakt, kostengünstig und vielseitig einsetzbar.
Wir erstellen die Software für den Betrieb der interaktiven und automatisierten Modellkomponenten. Diese sorgt für die Auswertung von Sensorsignalen, sie enthält die Hintergrundlogik für alle Verarbeitungsprozesse und generiert die daraus folgenden Ansteuerungsbefehle für Lichteffekte und Aktoren.
Aufgrund langjähriger Erfahrung bei der Integration verschiedenster Hardware-Komponenten (Sensoren, Aktoren, MCUs sowie Ein- und Ausgabeperipherie) können wir ein breites Spektrum von Bauformen und Ausführungen dieser Module abdecken:
Je nach Einsatzweck, Anforderungskatalog und verfügbarem Bauraum erfolgt der Einsatz von Arduino-Boards in allen Ausführungen und Größen, Raspberry Pis, STM32-Systemen, PSoCs oder FPGAs.
Programmierung von Lichteffekten mit intelligenten RGB-LEDs (WS2812 "Neopixel", APA102 "Dotstar") verbaut als Einzel-LEDs, Strips oder Arrays für einzelne Icon-Beleuchtungen bis zu flächigen LED-Matrix-Displays.
Integration von Displays aller Größen, von Micro-OLEDs (0.5") über Farb-OLEDs bis zu TFT-Displays, Anschluss über serielle (SPI/I2C) oder parallele Schnittstellen zur Darstellung von Menüs, Animationen und Infoscreens.
Touch-, Annäherungs- und Bewegungserkennung, Auswerten von Druck-, Temperatur-, Farb- und Helligkeitsinformationen.
Ansteuerung von Steppermotoren, Servomotoren und DC-Motoren (Brushed oder brushless, bis 30A) mit Treiber-ICs, Motorshields oder ESC.
Einzelne Komponenten und Module werden vorab auf Breadboards bzw. Protoshields aufgebaut und in Betrieb genommen, um sowohl die elektronischen Funktionen als auch die Ansteuerung und Programmierung vor der Integration ins Gesamtsystem zu testen und zu optimieren.
Um die diversen Hardwarekomponenten in ein intelligentes und interaktives Gesamtsystem zu integrieren, enthält die von uns erstellte Software speziell auf IoT abgestimmte Funktionalitäten:
Für die meisten Projekte wird C verwendet, auf Raspberry Pis (und z.T. auf FPGA-Systemen) auch Python. Bei einfachen FPGA-Steuerungen kommt VHDL zum Einsatz, Mobil- und Desktop-Anwendungen werden von uns in C# programmiert.
Alle gängigen Techniken und Protokolle – WLAN, Bluetooth, Ethernet, LoRa, UART, SPI, I2C, CAN- und LIN – können für die Vernetzung der Komponenten untereinander eingesetzt werden, auch in Kombination.
Lichteffekte, Displayanimationen oder Bedienungsabläufe können vor dem eigentlichen Programmieren der IoT-Hardware vorab auf einem PC simuliert und optimiert werden.
Zusätzliche Funktionen, die über die verbauten Bedienelemente und Sensoren hinausgehen, können von einer externen App (Android, iOS) oder PC-/Mac-Anwendung eingesteuert werden.
Durch die Anbindung einer Mobil- oder Desktop-Anwendung können Änderungen an der Konfiguration zur Laufzeit durchgeführt werden, um z.B. Lichtfarben oder Reaktionszeiten dynamisch anzupassen.
Zusätzlich zu den hier aufgeführten Referenz-Projekten haben wir für Faurecia auch weitere, weitaus komplexere Projekte realisiert, über die wir aber aufgrund von NDAs keine Auskunft geben dürfen. Dazu zählen Aufbauten mit über 5.000 Neopixel LEDs bzw. Systeme mit bis zu 18 Arduinos, PCs und Beamern sowie TFT- und OLED-Displays aller Größen.
Messemodell einer Instrumententafel mit beleuchteten und servogesteuerten Lüftungsöffnungen ("DecoVents"), Mikro-OLED Displays und Ansteuerung des Gebläsemotors (Fotos © Faurecia)
Fahrertür mit Touch-gesteuerter Betätigung der Fensterheber, Lüftung/Heizung und Sitzmassage-Funktionen (Fotos © Faurecia)
REFERENZ ZEIGEN
Graustufen-OLED-Ansteuerung sowie Lichtanimationen für die Lüftungsöffnungen (air vents) und eine separate Lautsprecherkugel, Bedienung per Touch bzw. Tablet-App (Fotos © Faurecia/YouTube)
Komplettaufbau eines vernetzten Cockpits mit interaktiv steuerbarer Beleuchtung der Lüftungsöffnungen (air vents) und Lichtanimationen in der Fahrertür (Fotos © Faurecia/YouTube)
Messe-Demonstrator verschiedener motorisierter Ausströmer-Varianten mit Lichteffekten, gesteuert durch eine Tablet-App.
VHDL Projekt für das Arty Z7-20 Board mit HDMI pass-through und Spiegelung eines Bildschirmbereichs auf das angeschlossene NHD-2.4-240320CF TFT-Display (320x240 Pixel Auflösung, Driver IC ST7789, Interface 16 bit parallel). Framerate ca. 160 fps.
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VHDL Projekt für das Arty Z7-20 Board mit HDMI pass-through und Spiegelung eines Bildschirmbereichs auf das angeschlossene NHD-1.8-128160EF TFT-Display (128x160 Pixel Auflösung, Driver IC ILI9163, Interface 8 bit parallel). Framerate ca. 200 fps.
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C Projekt für den Raspberry Pi 3 mit Spiegelung eines Bildschirmbereichs auf das angeschlossene NHD-2.4-240320CF TFT-Display (320x240 Pixel Auflösung, Driver IC ST7789, Interface 16 bit parallel). Framerate ca. 20 fps.
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C Projekt für den Raspberry Pi mit Spiegelung eines Bildschirmbereichs auf das angeschlossene NHD-1.8-128160EF TFT-Display (128x160 Pixel Auflösung, Driver IC ILI9163, Interface 8 bit parallel). Framerate ca. 34 fps.
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