Pourquoi et comment utiliser un écran tactile compatible Wi-Fi comme interface utilisateur IIoT compacte

Les interfaces utilisateur pour les équipements d'automatisation industrielle s'étendent des panneaux complexes multi-écrans avec menus en cascade aux dispositifs aussi simples qu'un imposant interrupteur orange MARCHE/ARRÊT. Pour paraphraser Léonard de Vinci, une interface utilisateur doit être aussi simple que possible, mais pas plus simple. Elle doit être adaptée à la tâche et ne pas être inutilement complexe.

Dans les systèmes d'automatisation industrielle, il faut parfois installer une interface utilisateur compacte à côté du système à faire fonctionner, et cette interface doit pouvoir être facilement déplacée lors de la reconfiguration du système. L'interface utilisateur peut communiquer sans fil avec l'équipement, avec la flexibilité d'un écran tactile. Cela peut s'avérer utile non seulement pour les applications Internet industriel des objets (IIoT), mais également pour les projets de domotique. Il peut s'agir d'une application aussi simple que la télécommande de l'éclairage ou de l'ouverture d'une porte du garage.

J'ai déjà vu des techniciens de laboratoire configurer un ordinateur portable dédié, connecté au réseau local pour effectuer des tâches de commande simples, notamment allumer et éteindre les lumières, contrôler les ventilateurs et déverrouiller les portes à l'aide de solénoïdes. Le système n'était pas mal, mais avait des lacunes en matière de sécurité de base. Par exemple, si l'ordinateur était déconnecté du réseau, par sécurité, toutes les lumières s'allumaient et les portes se déverrouillaient.

Un écran tactile connecté au réseau sans fil constitue une solution plus précise et plus efficace. MikroElektronika est un fabricant d'ordinateurs monocartes (SBC), y compris la carte d'évaluation embarquée MIKROE-3923 dotée d'un écran tactile capacitif sur un écran TFT 320 x 240 de 3,5 pouces (Figure 1). La carte peut être alimentée par une batterie au lithium à une seule cellule se rechargeant via le connecteur USB-C, qui prend en charge à la fois les modes USB hôte et périphérique.

Figure 1 : La carte MIKROE-3923, présentée ici de face et de dos, est dotée d'un écran TFT 320 x 240 de 3,5 pouces avec une fonctionnalité tactile capacitive, et un encadrement esthétique offrant une protection. Elle est dotée de plusieurs capteurs et d'un buzzer, et peut communiquer localement via Wi-Fi. (Source de l'image : MikroElektronika)

Le MIKROE-3923 présente une profondeur de couleur de 24 bits et utilise six LED haute luminosité pour fournir un rapport de contraste 500:1 élevé. Il en résulte un écran haute visibilité, visible dans la plupart des conditions d'éclairage. Cela est particulièrement important pour les sites industriels très éclairés, ainsi que pour les systèmes de domotique pouvant être exposés à la lumière du soleil de manière occasionnelle. L'écran tactile prend en charge plusieurs points de contact et les gestes. Cela peut s'avérer utile dans les situations critiques où un opérateur doit éteindre rapidement un système en balayant l'intégralité de l'écran de haut en bas, par exemple.

La carte prend en charge les embases d'extension mikroBUS de MikroElektronika et peut communiquer avec des dispositifs mikroBUS compatibles. La carte d'extension mikroBUS MIKROE-2336 CC3100 mikroBUS Click Wi-Fi de MikroElektronika (Figure 2) se connecte facilement aux embases d'extension pour fournir une connectivité fiable vers le réseau Wi-Fi d'un site. En outre, la carte CC3100 Click peut également servir de point d'accès Wi-Fi. Cela peut constituer un avantage considérable dans un système industriel ou domotique, car la carte peut servir de point d'accès central et contrôler un ordinateur qui gère les systèmes directement reliés à la carte MIKROE-3923. Cela permet de simplifier la mise en réseau et la maintenance, et d'augmenter la fiabilité du système.

Figure 2 : La carte d'extension CC3100 Click Wi-Fi mikroBUS de MikroElektronika peut fournir une connectivité Wi-Fi fiable à la carte MIKROE-3923. Elle peut servir de nœud sur un réseau Wi-Fi existant ou agir comme point d'accès Wi-Fi. (Source de l'image : MikroElektronika)

Le MIKROE-3923 est doté d'un codec audio qui prend en charge la plupart des formats audio courants. Lorsqu'un haut-parleur est connecté au jack de 3,5 mm monté sur la carte, il peut être utilisé pour fournir un retour audio à l'opérateur, notamment des notifications verbales à l'aide d'une voix artificielle ou encore des clics audibles sur l'écran tactile.

Les capteurs sur la carte MIKROE-3923 incluent un magnétomètre et un accéléromètre à trois axes. Sur un site IIoT étendu où de nombreuses personnes vont et viennent, ces capteurs peuvent être utilisés pour détecter tout mouvement ou retrait non autorisé du dispositif. Si des mouvements ou des modifications non autorisés sont détectés, le MIKROE-3923 peut envoyer une alerte au système de sécurité via Wi-Fi et déclencher une alarme par le biais du haut-parleur.

Le processeur principal de la carte est un processeur Arm Cortex-M4 MK64FN1M0VDC12 120 MHz de NXP avec unité en virgule flottante (FPU). Il est doté de 1 Mo de mémoire programme Flash, de 256 Ko de SRAM et de suffisamment de puissance de traitement pour le traitement complexe en périphérie. De plus, le MIKROE-3923 peut également servir d'ordinateur monocarte principal pour les équipements industriels et ainsi agir non seulement en tant qu'interface utilisateur, mais aussi en tant qu'ordinateur central de commande pour les équipements connectés.

Le MIKROE-3923 est doté d'un connecteur de carte microSD pouvant servir pour le stockage de données et pour les mises à niveau micrologicielles du MK64FN1M0VDC12. Le MIKROE-3923 dispose également d'un module de mémoire Flash de 8 Mo qui peut être utilisé comme mémoire Flash programme ou comme stockage de données non volatiles. Cela lui permet de stocker des données d'étalonnage ou des constantes d'applications et d'enregistrer des données dans le cadre d'opérations système. Cela peut s'avérer utile dans les systèmes de domotique pour enregistrer la température au fil du temps, ou dans les systèmes d'automatisation industrielle pour enregistrer les données de performances pour un examen ultérieur afin de trouver des moyens de réduire les coûts en améliorant le rendement.

Conclusion

Les avancées en matière d'automatisation industrielle, d'IIoT et de domotique exigent souvent des options d'interface utilisateur flexibles, compactes, faciles à utiliser et visibles en pleine lumière. Avec une puissance de traitement suffisante et une connexion Wi-Fi, une interface utilisateur compacte à écran tactile peut être bien plus qu'un simple panneau de commande. Elle peut agir en tant qu'ordinateur de commande principal pour les équipements complexes ou un réseau IIoT, simplifiant ainsi les opérations et la maintenance.