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Da „LabVIEW FPGA“ CANOpen nicht unterstützt, war ein Trick nötig. Der Sensor wurde an einen kleinen Mikrocontroller mit CANOpen-Unterstützung angeschlossen und über dessen SPI-Bus mit dem FPGA verbunden. So liess sich der Regler unabhängig auf dem FPGA realisieren.

Dieser externe Controller überwacht gleichzeitig die Versorgungsspannungen und Temperaturen der Embedded-Hardware und dient so als eine Art Wachhund. Andere Komponenten wie Kompressor oder Lüfter sind ebenfalls am FPGA angehängt und es gibt eine serielle Verbindung zum IBM-Receiver. Ist das System im Feld installiert, kann von extern live via VPN darauf zugegriffen werden, etwa für Ferndiagnosen und Firmware-Updates.

Viele kennen und schätzen den Charme des Entwicklungsbeschleunigers LabVIEW, sind aber skeptisch, ihn gerade im sensiblen Embedded- und Outdoorbereich wie der Sonnenblume einzusetzen. Was aber, wenn sich die „softe“ grafische Programmierung mit „harten“ Embedded-Funktionen wie Echtzeit, Interrupts, DMA, Low-Level-Treibern, ausfallsicheren Speichern, Watchdog, Fehlererkennung und -behebung und robustem 24/7-Betrieb kombinieren liesse (Bild 5) ?

Dann erhält dieser Ansatz ein ganz neues Drehmoment. Bisher mussten nämlich Embedded-Anwendungen, deren Machbarkeit mit LabVIEW geprüft wurde, anschliessend auf der Basis von C auf einem Microcontroller neu entwickelt werden. Jetzt lässt sich dieser Zusatzaufwand abkürzen, indem LabVIEW direkt als Embedded-Programmiersprache verwendet wird.

Die Möglichkeit, eigene LabVIEW-Hardware für ein Serienprodukt zu entwickeln, war aus zwei Gründen eine wichtige Anforderung für den Hersteller Dsolar. Erstens ist die Komplexität der Anwendung hoch und zweitens war schon von Beginn an klar, dass die Software laufend erweitert werden wird.

Beides lässt sich durch eine abstrahierende Systemsprache besser bewältigen als auf die traditionelle Weise. Die Hardwareentwicklung wurde dem NI-Allianzpartner Schmid Elektronik anvertraut. Deren Projektbeiträge waren das Design des Power- und Hardwarekonzepts, die Schemaerfassung, das Layout sowie die Herstellung der Prototypen und Serie.

Softwareseitig wurden für jede Hardwarefunktion ein Low-Level-Treiber entwickelt und mit einem intuitiven LabVIEW VI (Virtuelles Instrument / Funktionsblock) abstrahiert. Anpassungen des Linux-Kernels gehörten ebenso dazu wie das Entwickeln individueller Gerätetreiber mit Eclipse und deren Einbinden in die LabVIEW Umgebung.

* *Marco Schmid... ist Diplom-Ingenieur (FH) für Systemtechnik. Er ist Inhaber des Lösungsanbieters Schmid Elektronik in Münchwilen/Schweiz. Er ist einer der Referenten des diesjährigen IoT-Kongresses.

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