Controlling an IoT device with Qt for WebAssembly

Controlling an IoT device with Qt for WebAssembly

Kilian Imlig

Problemstellung
Die Firma Toradex stellt System on Chip her. Ziel dieser Arbeit ist es unter Verwendung eines solchen SoC eine remote steuerbare Seifenblasenmaschine zu entwickeln, welche als Demo Objekt an Messen ausgestellt werden kann. Die Arbeit lässt sich in drei Hauptteile gliedern. Die Arbeitspakete sind der Mechanische Aufbau, heisst das Design und Herstellung eines Gehäuses. Der Elektrotechnische Teil, in welchem die nötigen Komponenten Evaluiert werden und ein PCB für die Motorentreiber geplant wird. Schliesslich noch die Implementierung des Programmes, welches die Maschine steuert und das Design und Implementierung eines User Interface zur Bedienung. Die fertige Apparatur verfügt über drei Motoren, mit welchem die Seifenblasenproduktion beeinflusst werden kann.

Lösungskonzept
Das Gehäuse wird im CAD gezeichnet, somit kann eine Baugruppe erstellt und geprüft werden, ob die Einzelteile miteinander harmonieren. Als Material wird Acrylglas verwendet, damit ist den potentiellen Interessenten der Einblick in die Maschine gewährleistet. Um den Verdrahtungsaufwand zu minimieren, wird das PCB so designt, dass es direkt auf das Produkt von Toradex gesteckt werden kann. Mit Hilfe von zwei Lüftern wird die Grösse und die Flugbahn der Seifenblasen beeinflusst. Das Seifenblasenrad wird mit einem Getriebemotor in das Seifenwasser getaucht. Die Benutzeroberfläche wird mit Qt implementiert. Mit Qt for WebAssembly liess sich eine Benutzeroberfläche programmieren, welche im Browser aufgerufen werden kann. Dem Nutzer ist es so möglich die Drehzahlen der Motoren einzeln zu Steuern. Weiters erhält er durch die Auswertung des Füllstandsensors Angaben zum aktuellen Seifenwasserstand.

Realisierung
Das Gehäuse ist mit einem Lasercutter ausgelasert worden. Die Einzelteile wurden anschliessend mit Acrylglas Kleber zusammengefügt. Mit Altium wurde das PCB gelayoutet und anschliessend extern produziert. Die Bestückung und Verdrahtung der Komponenten konnte in der ET Werkstatt an der HSLU vorgenommen werden. Die Implementierung der Software und des User Interface ist im Qt Creator realisiert worden. Dazu ist C und C++ Code verwendet worden.

Ergebnisse
Das fertige Produkt kann als Anschauungsobjekt vom Auftraggeber an Messen ausgestellt werden. Interessenten können die Möglichkeiten, die die SoC von Toradex bieten, auf einen Blick sehen und spielerisch erste Eindrücke in einem möglichen Anwendungsgebiet gewinnen.

Studienbetreuer Prof. Erich Styger
Preisstifter Toradex

Elektrotechnische Komponenten
PCB mit den Motorentreiber und Stecker für Sensor und Motoren
User Interface mit den PWM Einstellungen, verschiedenen Modi und der Sensordaten Auswertung
Gehäuse mit allen Komponenten

Mehr entdecken

fh-zentralschweiz