Integration eines Displays mit Touchfunktion
Jeremias Kögl, 12.11.2025
Aufgabenanalyse
Das Touchdisplay (Adafruit 2478, 240×320 Pixel, SPI-Protokoll) wird zusammen mit einem Raspberry Pi Pico W als lokales HMI (Human-Machine-Interface) betrieben; beide Komponenten werden als „Display“ bezeichnet. Das Display:
- initialisiert die Kommunikation im MCU-Verbund
- visualisiert Prozessdaten während des Brühens, der Aufheizphase und der Bereitschaftsphase
- Gibt einen Log aus
- verwaltet Kaffeerezepte
- stellt die Verbindung zur MATLAB®®-Wartungsapp her
Beim Einschalten initialisiert das Display die Kommunikation im MCU-Verbund und die SPI-Schnittstelle, kalibriert die Touchoberfläche und initialisiert die Kommunikation mit den Verbundmodulen durch Senden eines Initialisierungstokens. Die Initialisierung ist erst abgeschlossen, wenn der Token wieder an das Display zurückgekehrt ist. Es lädt anschließend die vier lokal gespeicherten Rezepte und signalisiert die Brühbereitschaft.
Während des Bezugs zeigt das Display in (quasi) Echtzeit neben der Zeit auch Durchfluss, Druck oder Temperatur an. Soll-/Ist-Kurven machen Abweichungen sichtbar. Grenzwerte sollen Fehlbedienungen vermeiden. Für die Bedienung sind große Touch-Ziele zu verwenden. Es sind Maßnahmen zu treffen, um eine flüssige Darstellung zu gewährleisten und die Touch-Latenz zu minimieren.
Zur Erhöhung der Benutzerfreundlichkeit und Wiederholungssicherheit soll die Möglichkeit bestehen, Rezepte zu speichern. Jedes Rezept umfasst Zielwerte für alle einstellbaren Prozessparameter (Menge In [g], Menge Out [ml oder g], Bezugszeit, Preinfusionszeit und Bezugstemperatur). Nutzer:innen wählen ein Rezept, passen Parameter per Vertikalhebel bzw. numerischer Eingabe an und können Varianten speichern. Sicherheitsrelevante Aktionen (z. B. Überschreiben eines Rezepts) erfordern eine Bestätigung. Die Oberfläche bietet klare Navigationsbereiche, z.B.: Schnellstart (Bezug mit Standardrezept, erfolgt über die hintere Taste am Vertikalhebel), Start (Rezeptwahl), Details (Parameter), Live (Brühvorgang), Service (MATLAB®/Diagnose), Umschaltung auf Handhebelmaschine.
Das Display dient auch als Verbindung zur MATLAB®-App (USB-Schnittstelle). In dieser soll ein tieferer Einblick in den Brühprozess möglich sein, somit muss das Display nicht nur alle relevanten Daten an die App übermitteln, sondern auch imstande sein, Eingaben von der App zu verarbeiten.
Armin Rohnen, 03.02.2025
Es wurde eine Festlegung bezüglich des Display getroffen. Als Display wird ein adafruit 2478 Display mit resistiver Touchfunktion verwendet. Das Display verfügt über eine weitere MCU. Hier ist ein Raspberry Pi Pico W vorgesehen. Display-Gehäuse und Platinenbefestigung für die Glasboilermaschine sind im Bereich der Brühgruppenabdeckung inzwischen konstruiert und liegen als Musterteile vor.
Die Entscheidung wird als final angesehen. Der zu erwartende Änderungsumfang für die Elektronik umfasst nicht diesen Bereich.
Armin Rohnen, 11.04.2024
Ein Display mit Touchfunktion wird zur Visualisierung und als Tastenersatz angestrebt. Das Display enthält entweder selbst eine MCU oder ist an einer weiteren MCU angeschlossen. Bei einer weiteren MCU bestünde die Möglichkeit eine WLAN-Funktionalität einzuführen. Ein lokalerWebserver auf der Maschine führt zu verbesserter Konektivität sowie zur Erleichterung von Änderungen der Tastenbelegungen und der Profilverwaltung.
Die Display-MCU wertet den Token aus und verändert diesen im Falle von Tastenaktivität. Ggf. würde die Display-MCU den Spannungswert des Vertikalhebels erfassen.