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An kompakten Maschinenbedienfeldern, Messgeräten und Steuerungen für die Gebäudeautomation ermöglicht das Display dem Benutzer, Betriebsparameter zu überwachen, Einstellungen anzupassen und Meldungen abzurufen. Das RVT50HQSNWC01-B von Riverdi vereint ein 5-Zoll-TFT-LCD, ein kapazitives Touchpanel und eine auf dem STM32U5 basierende Steuerplatine in einem einzigen Modul. Es kann als Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) des Geräts dienen, Daten anzeigen, Benutzereingaben verarbeiten und mit dem Rest des Geräts kommunizieren.
Das Modul ist Teil der STM32-Embedded-Displays-Serie von Riverdi. Die Steuerplatine enthält außerdem Speicher sowie Anschlüsse für die Kommunikation mit anderen Komponenten. Die Display-Software läuft direkt auf dem integrierten Mikrocontroller. Dadurch können Entwickler eine individuelle Benutzeroberfläche entwerfen und die für die Bedienung des Geräts erforderlichen Funktionen implementieren.
Dieser Artikel behandelt die wichtigsten technischen Daten des Moduls und erläutert, wie der integrierte STM32 und Tools wie TouchGFX die Entwicklung der Benutzeroberfläche unterstützen.
In der Klassifizierung von Smart Displays durch Unisystem ist das Modell RVT50HQSNWC01-B von Riverdi ein Beispiel für Anwendungsintelligenz. Es kann lokal eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) ausführen, Touch-Eingaben verarbeiten, einen Teil der Anwendungslogik ausführen und mit anderen Komponenten kommunizieren. Einfachere Module mit einem dedizierten Grafikcontroller bieten Benutzeroberflächenintelligenz. HMI-Plattformen, die KI-Aufgaben lokal ausführen können, bieten Rechenintelligenz. Wir erklären, wie sich die drei Ebenen unterscheiden und wo sie jeweils eingesetzt werden können in Drei Ebenen der Display-Intelligenz – Welche sollten Sie für Ihr Projekt wählen?.
Auflösung, aktiver Bereich und Betrachtungswinkel
Das 5-Zoll-Display RVT50HQSNWC01-B verfügt über eine Auflösung von 800 × 480 px, ein Seitenverhältnis von 5:3 und eine aktive Fläche von 108,00 × 64,80 mm. Dieses Format eignet sich für kompakte Bedienfelder mit begrenztem Platz auf der Vorderseite des Geräts.
Berücksichtigen Sie bei der Gestaltung der Benutzeroberfläche, wie Informationen und Berührungsziele angeordnet werden sollen. Häufig verwendete Bedienelemente sollten leicht erreichbar sein, und Text sowie Schaltflächen sollten in ihrer Größe an die Entfernung angepasst sein, aus der das Gerät bedient wird.
Das IPS-Panel verfügt über große Betrachtungswinkel von 80°/80°/80°/80°. Dadurch ist der Bildschirm auch von der Seite, von oben oder von unten besser ablesbar, beispielsweise wenn ein Bediener seine Position am Arbeitsplatz wechselt.
Helligkeit und Kontrast
Riverdi gibt eine typische Helligkeit von 850 cd/m² und ein typisches Kontrastverhältnis von 1000:1 an. Dank dieser Spezifikationen eignet sich das Modul für Geräte, die in hell beleuchteten Innenräumen eingesetzt werden, wie beispielsweise an Produktionsarbeitsplätzen, in Kundendienstbereichen oder an Standorten in Fensternähe.
Ein Kontrastverhältnis von 1000:1 bedeutet, dass unter den festgelegten Testbedingungen Weiß eine 1.000-mal höhere Leuchtdichte aufweist als Schwarz. Bei einer industriellen HMI sorgt ein starker Kontrast dafür, dass Text und Grafiken besser zu unterscheiden sind. Die Lesbarkeit hängt zudem vom Einfallswinkel des Lichts, von Reflexionen auf dem Deckglas und von der Gestaltung der Benutzeroberfläche ab. Bei der Auswahl eines Moduls sollten Sie den Bildschirm unter Lichtverhältnissen beurteilen, die denen des vorgesehenen Einsatzortes entsprechen.
Bei dieser Variante kommt optisches Bonding. Ein transparentes Material füllt den Spalt zwischen dem TFT-LCD und dem Touchpanel aus, wodurch interne Reflexionen reduziert und die Lesbarkeit insbesondere in heller Umgebung verbessert werden.
Kapazitives Touchpanel mit einem ILITEK ILI2132A-Controller
Das projektiv-kapazitive (PCAP) Touchscreen-Oberfläche ermöglicht es Benutzern, Funktionen auszuwählen und Einstellungen direkt auf dem Bildschirm anzupassen. Sein ILITEK ILI2132A -Controller unterstützt bis zu 10 gleichzeitige Berührungspunkte.
Die Controller-Einstellungen können an das Gerätedesign und die Betriebsbedingungen angepasst werden, einschließlich der Verwendung mit bestimmten Handschuhtypen oder bei Feuchtigkeit auf dem Bildschirm. Diese Anforderungen sollten bei der Konfiguration berücksichtigt und am fertigen Gerät überprüft werden.
STM32U5G9-Mikrocontroller und Grafikverarbeitung
Das Modul führt seine Anwendung auf einem Mikrocontroller STM32U5G9 von STMicroelectronics. Die Software kann die auf dem Bildschirm angezeigten Messwerte aktualisieren und reagieren, wenn ein Benutzer eine Funktion auswählt. Der Mikrocontroller verfügt über 4 MB Flash-Speicher für Programmcode und Daten. Die Steuerplatine verfügt außerdem über 64 MB zusätzlicher Flash-Speicher. Der Mikrocontroller nutzt seine 3 MB SRAM als Arbeitsspeicher, beispielsweise zur Vorbereitung von Grafiken für die Anzeige. Die integrierte NeoChromVG Die Grafikprozessoreinheit (GPU) übernimmt einen Teil der Rendering-Aufgaben, sodass die CPU Zeit für andere Aufgaben hat. Außerdem unterstützt sie Vektorgrafiken, sodass Symbole und Anzeigen auch bei Skalierung scharf bleiben.
Je nach Software kann das Modul auch Sensordaten auslesen oder mit einem separaten Steuergerät zusammenarbeiten. So kann beispielsweise das Steuergerät die Maschine steuern, während das Riverdi-Modul deren Status anzeigt und die auf dem Touchscreen ausgewählten Einstellungen weiterleitet.
GUI-Design mit TouchGFX und LVGL
Schaltflächen, Meldungen, Symbole, Diagramme und Anzeigen sind allesamt Bestandteile einer grafischen Benutzeroberfläche. TouchGFX und LVGL sind zwei weit verbreitete Optionen zur Erstellung einer GUI auf STM32-Mikrocontrollern.
TouchGFX ist ein von STMicroelectronics für STM32-Mikrocontroller entwickeltes Grafik-Framework. Mit TouchGFX Designer können Entwickler Bildschirme gestalten, die Navigation zwischen ihnen definieren und vorgefertigte Komponenten wie Schaltflächen, Schieberegler, Textfelder, Diagramme und Animationen hinzufügen. Das Tool generiert den Schnittstellencode automatisch und enthält einen Simulator, mit dem sich das Aussehen und Verhalten der grafischen Benutzeroberfläche überprüfen lässt, bevor sie auf dem Zielgerät ausgeführt wird.
LVGL (Light and Versatile Graphics Library) ist eine Open-Source-Grafikbibliothek zur Erstellung von Benutzeroberflächen auf einer Vielzahl von Hardwareplattformen, darunter auch STM32-Mikrocontroller. Sie bietet vorgefertigte Widgets wie Schaltflächen, Schieberegler, Listen, Diagramme und Anzeigen. Entwickler binden die Bibliothek in ihr Projekt ein und konfigurieren sie für das von ihnen verwendete Display und den Touch-Controller.
Bei Riverdi-Modulen wie dem RVT50HQSNWC01-B hängt die Wahl von der Architektur des Moduls, dem Mikrocontroller und den Anforderungen des fertigen Geräts ab. Beispielprojekte und Hardwarekonfigurationen können bei beiden Tools als Ausgangspunkt dienen. Beide unterstützen erweiterte Benutzeroberflächen mit auf das Gerät zugeschnittenen Bedienelementen und Navigationsmöglichkeiten. Durch frühzeitiges Testen einer Benutzeroberfläche lassen sich die Benutzerfreundlichkeit leichter beurteilen und das Design verfeinern, was die Entwicklungszeit verkürzen kann.
Schnittstellen und Anschlüsse
RGB – Datenübertragung für die Bildschirmanzeige
Im RVT50HQSNWC01-Bist eine parallele RGB-Schnittstelle die Steuerplatine mit dem TFT-LCD. Sie überträgt Farbdaten für jedes Pixel sowie Takt- und Synchronisationssignale, die das Timing der Bilddarstellung auf dem Display steuern. Die Datenübertragung erfolgt im Takt des Bildwiederholzyklus des Displays, sodass der Bildschirm sowohl statische Benutzeroberflächenelemente als auch wechselnde Inhalte wie Messwerte, Diagramme und Animationen anzeigen kann.
I²C – Kommunikation mit dem Touch-Controller
Der Touch-Controller nutzt eine interne I²C-Verbindung, um Berührungskoordinaten an den STM32-Mikrocontroller zu senden. Die Software des Moduls ermittelt anhand dieser Daten, welches Bedienelement der Benutzer ausgewählt hat. So kann beispielsweise durch Antippen einer Schaltfläche ein Einstellungsbildschirm geöffnet oder ein Befehl an den Gerätecontroller gesendet werden.
RS485 und CAN FD – Kommunikation mit der Gerätesteuerung
Das Modul kann über RS485 oder CAN FD Daten mit der Gerätesteuerung austauschen. Es kann Messwerte und Aktualisierungen des Maschinenstatus zur Anzeige empfangen und vom Benutzer ausgewählte Einstellungen zurücksenden. Die Wahl der Verbindung hängt davon ab, welche Schnittstelle die Steuerung unterstützt.
USB – Anschluss an einen Computer oder ein Peripheriegerät
Das Modul nutzt den im STM32U5G9 integrierten USB-2.0-OTG-Controller. Im USB-Gerätemodus kann es Diagnosedaten über eine virtuelle serielle (COM-)Schnittstelle an einen Computer senden. Im Host-Modus kann es Konfigurationsdateien von einem angeschlossenen USB-Stick lesen. In diesem Modus kann der Anschluss außerdem das angeschlossene Peripheriegerät mit 5 V bei bis zu 500 mA versorgen. Die Verdrahtung des ID-Pins bestimmt den Betriebsmodus, und die verfügbaren Funktionen hängen von der Firmware des Moduls ab.
40-poliger Erweiterungsstecker – Sensoren und zusätzliche Elektronik
Der 40-polige Erweiterungsstecker bietet Zugriff auf Schnittstellen wie I²C, SPI und UART zum Anschluss von Sensoren und anderen elektronischen Bauteilen. So kann das Modul beispielsweise eine dieser Schnittstellen nutzen, um Messwerte von einem Temperatursensor auszulesen.
Der Steckverbinder verfügt außerdem über analoge Eingänge für Aufgaben wie das Auslesen der Position eines Einstellknopfs. Ein analoger Ausgang kann ein Spannungssignal mit einem festgelegten Pegel an eine andere Schaltung senden. PWM-Signale können in Verbindung mit einem geeigneten Treiber zur Regelung der Helligkeit von Zusatzbeleuchtung verwendet werden.
RiBUS – Anschluss an einen zweiten Bildschirm
Der RiBUS-Anschluss unterstützt ein zweites kompatibles Riverdi-Display, beispielsweise ein EVE4-Modell. Der gleiche STM32-Mikrocontroller, der das primäre Display steuert, kann auch das zweite Display verwalten. Konfigurieren Sie die Stromversorgung für das zusätzliche Display gemäß den Angaben in der Dokumentation.
Die folgende Tabelle listet die wichtigsten technischen Daten des RVT50HQSNWC01-B auf.
| Parameter | RVT50HQSNWC01-B |
| Bildschirmgröße | 5″ |
| Panel-Typ | IPS |
| Auflösung | 800 × 480 px |
| Aktiver Bereich | 108,00 × 64,80 mm |
| Helligkeit | 850 cd/m² |
| Kontrastverhältnis | 1000:1 |
| Betrachtungswinkel | 80°/80°/80°/80° |
| Touchscreen | Projiziert-kapazitiv (PCAP) |
| Touch-Controller | ILITEK ILI2132A |
| Verbindungsverfahren | Optisches Bonding |
| Display-Schnittstelle | RGB (interne Verbindung) |
| Mikrocontroller | STM32U5G9 |
| Grafikprozessor | NeoChromVG |
| Mikrocontroller-Speicher | 4 MB Flash, 3 MB SRAM |
| Zusätzlicher Flash-Speicher | 64 MB |
| Schnittstellen und Anschlüsse | RS485, CAN FD, USB, RiBUS |
| Versorgungsspannung | 6–48 V DC |
| Gesamtabmessungen | 136,00 × 92,80 × 12,05 mm |
| Betriebstemperatur | −20 °C bis +70 °C |
Bewerbungen für das RVT50HQSNWC01-B
Das Modul kann in Schalttafeln für verschiedene Gerätetypen eingesetzt werden.
- Industrieautomation – Maschinensteuerungen und Bedienfelder, Montage- und Prüfstationen.
- Mess- und Laborgeräte – Geräte zum Einrichten von Messungen, zur Anzeige von Ergebnissen und zur Durchführung von Verfahren.
- Gebäudeautomation – Bedienfelder zur Steuerung von Heizung, Lüftung und Beleuchtung.
- Gastronomieausstattung – Kaffeemaschinen und andere Geräte mit Touchscreen-Bedienung zur Auswahl von Programmen und zur Änderung von Einstellungen.
Zunächst sollten Sie den Verwendungszweck, die Betriebsbedingungen des Displays und die Art und Weise, wie die Benutzer damit interagieren werden, festlegen. Die Integration in das übrige Gerät hängt zudem von der Software, den Kommunikationsschnittstellen und der mechanischen Konstruktion ab. Werden diese Faktoren bereits früh im Entwicklungsprozess berücksichtigt, fällt es leichter, ein Display auszuwählen, das den technischen Anforderungen der Anwendung entspricht. Jacek Marcinkowski erläutert im Interview, wie Unisystem seine Kunden in jeder Phase eines Projekts unterstützt „Lösung“ in der Praxis – Wie Unisystem auf echte Kundenherausforderungen reagiert.
Unser dreiteiliger Leitfaden behandelt die wichtigsten Aspekte, die bei der Auswahl eines Displays zu beachten sind, einschließlich TFT-LCD-Modulen.
- Teil 1 – Technische Grundlagen und Displaytypen
- Teil 2 – Abmessungen, Formate und Geräteintegration
- Teil 3 – Bedienung, Lebensdauer und Zusatzfunktionen
Das RVT50HQSNWC01-B ist eine Option für Anwendungen, die ein integriertes Displaymodul erfordern. Für manche Projekte mag ein Standard-TFT-LCD-Modul ohne integrierten Mikrocontroller ausreichen, während andere Projekte möglicherweise andere Spezifikationen erfordern. Durchsuchen Sie den umfangreichen TFT-LCD-Katalog von Unisystem, um die verfügbaren Optionen zu vergleichen.
Um Ihre Anwendungsanforderungen zu definieren und geeignete Modelle in die engere Wahl zu nehmen, nutzen Sie unseren Konfigurator für Industrie-Displays. Wenn Sie Beratung bei der Auswahl eines Moduls für Ihre Anwendung benötigen, wenden Sie sich bitte an unsere Spezialisten.
