Marktstudien zum Industrial Internet of Things (IIoT) prognostizieren Milliarden miteinander vernetzter Geräte im industriellen Umfeld für die nächsten Jahre. Einerseits werden die Geräte direkt miteinander kommunizieren - was die Notwendigkeit mensch-licher Eingaben minimiert. Andererseits fließen die Bediengewohnheiten „smarter“ Geräte aus dem Consumer-Umfeld rasant in die industrielle Gerätetechnik ein. Bedien- und Überwachungsgeräte bilden dabei die wesentliche Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine. Von ihrer effizi-enten und benutzergerechten Ausgestaltung wird die Einbindung des Menschen in die Welt der vernetzten Maschinen und Prozesse abhängen. Transportable Gehäuse mit eingebetteten Displays und Eingabesystemen rücken dabei in das Blickfeld.
Visualisierung per Display
Wichtiges Kriterium neben den optischen Eigenschaften ist die Energieaufnahme des jeweiligen Displays. Sie bestimmt wiederum wesentlich die Gebrauchsdauer und die notwendige Akkukapazität des Gerätes. Hersteller von Industrieelektronik können auf bewährte Gehäusekomponenten zur Integration ihrer Elektronik sowie auf geeignete Eingabe- und Befestigungssysteme zurückgreifen. Phoenix Contact bietet neben den bekannten Industrie-PCs auch Gehäusesysteme zur Integration von Displays oder Folientastaturen unter der Bezeichnung HCS -Handheld Case System - an.
Diese Gehäuse sind vorwiegend für den mobilen Einsatz konzipiert worden - etwa zur Daten-erfassung in der Logistik. Die Gehäuse sind für den direkten Einbau eines LCD-Displays vorberei-tet. Das Display kann frontseitig eingerastet, aber konventionell von innen befestigt werden. Dazu sind passend abgestimmte Montage-Kits lieferbar. An den Stirnseiten befinden sich Blenden für Anschlusskabel oder Geräteschnittstellen.
Zur Gestaltung der Gehäuse-Rückseite sind im Kunststoff-Spritzwerkzeug auswechselbare Einsätze integrierbar – so sind beliebige Durchbrüche etwa für Stecker nach Kundenwunsch kostengünstig realisierbar. Auch eine Rundschnurdichtung zur Erhöhung der Schutzart auf IP54 (Spritzwasser-schutz) für Gehäuseausführungen ohne Batteriefach ist verfügbar.
Eingabemedium Folientastatur
Je nach Gehäusevariante und Display-Größe sind auch Standardfolientastaturen (Bild 3) in der Gerätefront integrierbar. So lassen sich unabhängig vom Display auch sicherheitsrelevante Eingaben tätigen. Neben der farblichen Gestaltung und der Auslegung der Tasten existieren zahlreiche unterschiedliche Designs: Ausführungen mit Tasten-Druckpunkt etwa ermöglichen ein zuverlässiges und prellarmes Schaltverhalten. Ergonomische und domgeprägte Tasten verbessern die haptischen Eingabeeigenschaften. Mit einer Mindestlebensdauer von einer Million Schalt-spielen ist die Industrietauglichkeit in hohem Maße gegeben.
Individuelle Frontfolien oder Folientastaturen sind projektspezifisch ab Losgröße 1 umsetzbar. Mit dem Konfigurator steht zudem ein leistungs-starkes Online-Tool zur individuellen Gestaltung von Folientastaturen zur Verfügung.
Ergonomische Anforderungen
Die Arbeit mit handgeführten Geräten zur Datenerfassung - zum Beispiel im Logistikumfeld - ist vergleichbar mit der Arbeit mit Werkzeugen. Die Belastung des Bedieners unterliegt daher ähnlichen Kräften. Die ergonomischen Gestaltung des Gehäuses spielt in diesem Zusammenhang eine zentrale Rolle, Aspekte wie die Gewichts-verteilung oder die Gestaltung der Griffzone müssen dabei berücksichtigt werden. Die Reaktionskräfte auf das Handgelenk des Bedieners beim Geräteeinsatz sollen minimiert werden. Die Gehäuse aus der Serie HCS unterstützen hierbei durch ihre beiden unterschiedlichen Formfaktoren: T-Form und Rechteckform. Acht unterschiedlich abgestufte Größen bieten dem Elektronikhersteller die optimale Variante für das jeweilige Gerät.
Dauerbetrieb per Akku
Zentralen Einfluss auf den Betrieb eines Handheld-Gerätes hat die Verfügbarkeit der Systemenergie. Dabei kommt es auf den Akku und auf die Ladetechnik an. Lithium-Ionen-Akkus werden vorzugsweise aufgrund ihrer hohen Energiedichte, der geringen Selbstentladungs-neigung und dem fehlenden Memory–Effekt eingesetzt. Sie verfügen mit ihrem Batterie-Management-System bereits über komplexe integrierte Schutzschaltungen, um Überhitzung im Betrieb zu verhindern.
In die jeweilige Geräteelektronik integrierte Ladecontroller bieten zusätzliche technische Finessen – etwa das kontrollierte Laden und Entladen zur Energieeinsparung und zur Verlängerung der Akkulebensdauer. Daher können die Akkus meist dauerhaft im Gerät verbleiben. Zum Laden werden sie entweder an ein Netzteil angesteckt oder – ganz ohne Kabel - induktiv nachgeladen. Die HCS-Gehäuse müssen die Zellen mechanisch sicher verpacken und die elektrische Schnittstelle – also die Stromversorgung und das Kommunikations-Interface - über einen geeigneten Steckverbinder integrieren können. Dies erfolgt beispielsweise durch Optionen hinsichtlich des Batteriefaches und deren Aufnahmekapazität für unterschiedliche Formate von Akkuzellen. Ausführungen ohne Batteriefach bieten leicht modifizierbare Einlegeblenden im oberen oder unteren Gehäusebereich, zum Beispiel zur Integration von Ladebuchsen. Außerdem begünstigt der Kunststoff das berührungslose, induktive Laden, wie es das Konzept des Wireless Power Charging vorsieht.
Web-Services und Online Customizing
Sowohl die Gehäuse nebst Zubehör als auch individuelle Folientastaturen lassen sich Web-basiert finden oder individuell definieren. Der Online-Konfigurator ist eine konsequente Weiterentwicklung des Selektors. Durch Eingaben oder duch. Auswahl der relevanten technischen Eckdaten des gewünschten Produktes wird der passende Artikel aus dem Produktprogramm identifiziert. Dank einfacher Filtermenüs, Produktabbildungen in 2D und 3D sowie intuitiver Bedienflächen konfigurieren Nutzer mit wenigen Eingaben ihre Produktvariante auf Basis einer Vielzahl von Standardprodukten.
Muster online beauftragen oder additiv fertigen
Sollte einmal kein passendes Gehäuse existieren, können Nutzer ihre 3D-Modelle bei geeigneten Dienstleistern – etwa bei der Protiq GmbH - hochladen, konfigurieren und ausdrucken lassen. Anhand der CAD-Daten werden die gewünschten Objekte mit hoher Präzision hergestellt. Der so erzeugte qualitativ hochwertige 3D-Druck entspricht technologisch den Anforderungen des B2B-Bereichs. Zum Produktprogramm zählt auch die additive Fertigung von Prototypen, Werkzeugen und gebrauchstauglicher Teile sowie hoch-individu-eller Produkte. Ein umfangreiches Spektrum an Materialien und Herstellungsverfahren wird ergänzt durch Dienstleistungen rund um die additive Fertigung.
Das Industrieumfeld ist geprägt durch vernetzte Steuerungssysteme, die stationär und/oder mobil arbeiten. Die Kommunikation der Systemkomponenten untereinander und teilweise sogar die Energieversorgung erfolgt zunehmend drahtlos. Dabei müssen die unterschiedlichen Betriebs-bedingungen hinsichtlich Temperatur, Feuchtig-keit, Verschmutzung und mechanischer Beanspru-chung berücksichtigt werden. An der Schnittstelle zum menschlichen Systembediener müssen zeitgemäße Gehäuse, Displays und Folientastaturen den sicheren und zuverlässigen Betrieb „smarter Geräte“ sicherstellen. Mit dem Konfigurator – auch Selektor genannt - stehen intuitiv bedien-bare und leistungsstarke Online-Tools zur individuellen Gestaltung von Folientastaturen zur Verfügung. Individuelle Frontfolien oder Folientastaturen sind projektspezifisch ab Losgröße 1 realisierbar, ebenso wie Individual-gehäuse oder Prototypen auf Basis additiv produzierter CAD-Daten.
