DE102010041658A1

DE102010041658A1 - Nutzensteigerung von Bediengeräten

Info

Publication number: DE102010041658A1
Application number: DE201010041658
Authority: DE
Inventors: Ingo Brussog; Michael Wittkowski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-03-29
Also published as: WO2012041538A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mensch-Maschine-Interface (MMI) für ein Gerät und/oder eine Anlage, das bzw. die mittels einer Steuerung und/oder Regelung steuer- und/oder regelbar ist sowie ein System aus einer entsprechenden Steuerung und/oder Regelung und einem derartigen MMI. Um eine Nutzensteigerung zu erzielen, wird ein MMI vorgeschlagen mit zumindest einer Schnittstelle zur Kommunikation mit derg, einem Prozessor, einem Display, einem Eingabeelement sowie einem Speicher und/oder einer weiteren Schnittstelle, wobei ein Normal-Modus zur Beobachtung und/oder Bedienung des Gerätes oder der Anlage und ein Multimedia-Modus zur Wiedergabe von Multimediadateien, die im Speicher speicherbar und/oder über die weitere Schnittstelle zuführbar sind, vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mensch-Maschine-Interface (MMI) für ein Gerät und/oder eine Anlage, das bzw. die mittels einer Steuerung und/oder Regelung steuer- und/oder regelbar ist sowie ein System aus einer entsprechenden Steuerung und/oder Regelung und einem derartigen MMI.
Ein derartiges System sowie ein derartiges MMI kommen auf vielfältigen Gebieten sowohl im industriellen als auch im häuslichen Bereich zum Einsatz. Oft ist es – insbesondere im häuslichen Bereich – allerdings der Fall, dass die zugehörigen Geräte und Anlagen oder zumindest die zugehörigen Steuerungen und/oder Regelungen nur vorübergehend genutzt werden. Dabei werden die betreffenden Mensch-Maschine-Interfaces (auch Human-Machine-Interface, HMI) immer leistungsfähiger. Beispielsweise werden heutige Fitnessgeräte (Trainingsgeräte) wie zum Beispiel so genannte ”Trimm-Dich-Fahrräder”, Stepper, Laufbänder oder dergleichen mit immer hochwertigeren HMIs ausgerüstet bis hin zu hochauflösenden videofähigen Touch-Displays, denen hochwertige 32-Bit-Prozessor-Plattformen mit Betriebssystemen oder gar Low-Cost-PC-Plattformen zugrundeliegen.
In professionellen Studios sind diese Geräte gemeinsam mit den zugehörigen Trainingsgeräten gut ausgelastet und somit zu einem hohen Grade ihrer verfügbaren Zeit auch entsprechend genutzt. Im Privatbereich jedoch sind Trainingsgeräte eher einen Großteil ihrer verfügbaren Zeit außer Betrieb und die zum Teil sehr hochwertigen HMI-Komponenten liegen somit weitgehend ungenutzt ”brach”. Dies gilt sinngemäß auch für hochwertige HMI-Komponenten sonstiger ”Home-Elektronik”, zum Beispiel Heizungs- oder Klimageräte-Steuerungen. Bisher sind die hochwertigen HMIs fest mit den Trainingsgeräten (oder Heizungssteuerungen etc.) verbunden und sind somit in den Stillstandszeiten der Trainingsgeräte ausgeschaltet oder zumindest nicht weiter nutzbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für HMIs anzugeben, die gegenüber den bekannten Mensch-Maschine-Interfaces eine Nutzensteigerung aufweisen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Mensch-Maschine-Interface (MMI) für ein Gerät und/oder eine Anlage, das bzw. die mittels einer Steuerung und/oder Regelung steuer- und/oder regelbar ist, mit zumindest einer Schnittstelle zur Kommunikation mit der Steuerung und/oder Regelung, einer Stromversorgung, einem Prozessor, einem Display, einem Eingabeelement sowie einem Speicher und/oder einer weiteren Schnittstelle, wobei ein Normal-Modus zur Beobachtung und/oder Bedienung des Gerätes oder der Anlage und ein Multimedia-Modus zur Wiedergabe von Multimediadateien, die im Speicher speicherbar und/oder über die weitere Schnittstelle zuführbar sind, vorgesehen sind.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein System mit den in Anspruch 7 angegebenen Merkmalen.
Betrachtet man die technischen Eigenschaften eines zeitgemäßen anspruchsvollen HMI eines beispielsweise ebenso zeitgemäßen Trainingsgerätes mit elektronischer Steuerung genauer, so kann man hohe Übereinstimmung in den Leistungsmerkmalen zu den so genannten ”digitalen Bilderrahmen” feststellen. Durch die erfindungsgemäßen Lösung wird das HMI eines modernen Fitnessgerätes (oder einer modernen Klimaanlage etc.) mit elektronischer Steuerung so gestaltet, dass es in den Ruhepausen des Trainingsgerätes unabhängig von der getrennten und stillgelegten Steuerungselektronik des Trainingsgerätes als so genannter ”digitaler Bilderrahmen” weiter mit einem völlig anderen Zweck betrieben werden kann.
Es wird also die elektronische (”embedded”) Steuerung eines Trainingsgerätes für sportliche Zwecke so gestaltet, dass die erforderliche Aktorik und Sensorik derart von Display und Bedienelementen getrennt aufgebaut wird, dass Display und Bedienelemente (also das HMI) auch noch zu betreiben sind, wenn das Trainingsgerät selbst und somit seine Steuerungselektronik abgeschaltet ist und sich im Stillstand befindet. Display, Bedienelemente und mögliche vorhandene Datenschnittstellen können dann autark Weiterbetrieben werden, um zum Beispiel digitale Bild- oder Videodateien darzustellen.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass dem Kunden eines Trainingsgerätes mit elektronischer Steuerung und hochwertigem HMI eine zweite Nutzung dieses HMI unabhängig vom Trainingsbetrieb angeboten werden kann und damit das Preis-Leistungs-Verhältnis des Trainingsgerätes eine deutliche Steigerung erfährt. Dies gilt sinngemäß – wie gesagt – auch für hochwertige HMI-Komponenten sonstiger ”Horne-Elektronik”, zum Beispiel Heizungs- oder Klimageräte-Steuerungen. Ebenso sind Anwendungen in der Industrie sowie allgemein in der Gebäudetechnik denkbar, bei denen die HMI-Komponente ebenfalls nur temporär genutzt wird.
In einer vorteilhaften Form der Ausgestaltung ist das MMI mit zumindest einem Lautsprecher ausgestattet, wodurch die Bild- und/oder Videodateien ggf. mit Audiodateien für die Wiedergabe kombiniert werden können bzw. Videodateien mit zumindest einer Tonspur oder natürlich auch Audiodateien allein abgespielt werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Stromversorgung als autarker Energiespeicher ausgebildet. In dieser komfortablen Version – mit getrennter zweiter Stromversorgung ausschließlich für den Betrieb des HMI – ist es möglich, dass das HMI aus dem Trainingsgerät entnommen (oder von der Heizungssteuerung etc. getrennt) und an beliebiger Stelle platziert wird. Eine Ausführungsform, die sich beliebig platzieren lässt, ist auch in der ”Grundversion” denkbar, benötigt dann aber eine steckbare Stromversorgung, beispielsweise mit separatem Netzteil.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist dabei der Energiespeicher als Akkumulator ausgebildet, der über eine Stromversorgung des Gerätes oder der Anlage ladbar ist. Auf diese Weise kann der Akkumulator im Normal-Modus (zum Beispiel im Trainingsbetrieb) geladen und während des Multimedia-Betriebes (”Display-Betriebes” als digitaler Bilderrahmen) wieder entladen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuerung und/oder Regelung im MMI integriert. Auf diese Weise können sich Steuerung und/oder Regelung elektronische Komponenten mit dem HMI ”teilen”, die sonst möglicherweise doppelt ausgeführt werden müssten.
Auf die Vorteile eines für ein Fitnessgerät oder eine Heizungs- und/oder Klimaanlage ausgebildeten HMIs für die Beobachtung und/oder Bedienung eines entsprechenden Gerätes bzw. einer entsprechenden Anlage wurde bereits hingewiesen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, aufeinander abgestimmte Systeme komplett anzubieten, so dass keine Probleme mit Inkompatibilitäten auftreten können.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Die Figur zeigt:
Ein erfindungsgemäßes HMI am Beispiel eines Laufbandes.
Die Figur zeigt ein Mensch-Maschine-Interface 1 (MMI oder HMI, ”Human Machine Interface”) für ein Fitnessgerät 2, als welches für die Darstellung ein Laufband mit einer „embedded” Steuerung 3 gewählt wurde. Das HMI 1 weist einen eigenen Microcontroller (Prozessor) 6 auf. Das Laufband 2 wird von einem elektrischen Antrieb 18 bewegt. Über entsprechende Menüs und Eingabefunktionen im HMI 1 kann der Nutzer 17 nun Werte wie Geschwindigkeit, Laufdauer, Rampenfunktionen etc. eingeben. Von der Steuerung 3 werden diese Eingaben verarbeitet und in Steuersignale für die Antriebsregelung umgesetzt und an den Antrieb 18 ausgegeben. Zugleich werden über diverse Sensoren – wie zum Beispiel einem Sensor für die Pulsfrequenz 14, einem Sensor für die Position des Nutzers 15 und einem Sensor für die Drehzahl 16 – Eingabeparameter wie zum Beispiel Puls des Probanden, Krafteinwirkung auf das Laufband, Überschreitung von Sicherheitsschranken usw. stetig eingelesen und in Echtzeit zusammen mit den Eingabefunktionen verarbeitet, um wiederum ggf. Einfluss auf die Ausgabedaten an den Antrieb 18 zu nehmen.
Im Sinne der Erfindung wird nun das HMI 1 so aufgebaut und gestaltet, dass es sich aus dem Trainingsgerät 2 entfernen lässt und in neuer Verwendung autark als Darstellungseinheit für digitale Multimediadateien nutzen lässt, die ihm entweder in einem internen Speicher 9 bereits vorliegen oder über externe Schnittstellen 10 von einem externen Datenspeicher 12 zugeführt werden können. Das HMI 1 besitzt zu diesem Zweck eine getrennte Stromversorgung 5, die auch so ausgestaltet sein kann, dass sie aus einem internen Energiespeicher besteht, die während des Trainingsbetriebes im Normal-Modus geladen wird und während des Darstellungsbetriebes für Multimediadateien im Multimedia-Modus wieder entladen wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Stromversorgung 5 zudem einen Anschluss für ein externes Netzgerät 13 auf.
Für die Wiedergabe der Multimediadateien weist das HMI 1 neben einem Display 7 auch einen Lautsprecher 11 auf, so dass Dateien für Bild, Video und Ton ausgegeben werden können. Die Schnittstelle 4 für die Kommunikation mit der Steuerung 3 kann dabei für eine Kommunikationsverbindung wie dargestellt per Verkabelung oder natürlich drahtlos (Funk, optisch) ausgebildet sein.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Mensch-Maschine-Interface (MMI) für ein Gerät und/oder eine Anlage, das bzw. die mittels einer Steuerung und/oder Regelung steuer- und/oder regelbar ist sowie ein System aus einer entsprechenden Steuerung und/oder Regelung und einem derartigen MMI. Um eine Nutzensteigerung zu erzielen, wird ein MMI vorgeschlagen mit zumindest einer Schnittstelle zur Kommunikation mit der Steuerung und/oder Regelung, einer Stromversorgung, einem Prozessor, einem Display, einem Eingabeelement sowie einem Speicher und/oder einer weiteren Schnittstelle, wobei ein Normal-Modus zur Beobachtung und/oder Bedienung des Gerätes oder der Anlage und ein Multimedia-Modus zur Wiedergabe von Multimediadateien, die im Speicher speicherbar und/oder über die weitere Schnittstelle zuführbar sind, vorgesehen sind.

Claims

Mensch-Maschine-Interface (MMI) (1) für ein Gerät (2) und/oder eine Anlage, das bzw. die mittels einer Steuerung (3) und/oder Regelung steuer- und/oder regelbar ist, mit zumindest einer Schnittstelle (4) zur Kommunikation mit der Steuerung (3) und/oder Regelung, einer Stromversorgung (5), einem Prozessor (6), einem Display (7), einem Eingabeelement (8) sowie einem Speicher (9) und/oder einer weiteren Schnittstelle (10), wobei ein Normal-Modus zur Beobachtung und/oder Bedienung des Gerätes (2) oder der Anlage und ein Multimedia-Modus zur Wiedergabe von Multimediadateien, die im Speicher (9) speicherbar und/oder über die weitere Schnittstelle (10) zuführbarsind, vorgesehen sind.
MMI nach Anspruch 1 mit zumindest einem Lautsprecher (11).
MMI nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stromversorgung (5) als autarker Energiespeicher ausgebildet ist.
MMI nach Anspruch 3, wobei der Energiespeicher (5) als Akkumulator ausgebildet ist, der über eine Stromversorgung des Gerätes (2) oder der Anlage ladbar ist.
MMI nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung (3) und/oder Regelung im MMI (1) integriert ist.
MMI nach einem der vorhergehenden Ansprüche, für ein Fitnessgerät (2) oder eine Heizungs- und/oder Klimaanlage.
System aus einer Steuerung (3) und/oder Regelung und einem MMI (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
System nach Anspruch 7 mit dem Gerät (2) oder der Anlage, das bzw. die mittels der Steuerung (3) und/oder Regelung steuer- und/oder regelbar ist.
System nach Anspruch 8, wobei das Gerät (2) als Fitnessgerät ausgebildet ist.
System nach Anspruch 8, wobei die Anlage als Heizungs- und/oder Klimaanlage ausgebildet ist.