Eigenes HMI-System auf ESP32-S3
Ich entwickle ein eigenes HMI-System auf Basis eines ESP32-S3 mit RGB-Touchdisplay. Das Display arbeitet als eigenständige UI-Einheit und wird über eine serielle Schnittstelle (UART) von einem Host-System gesteuert.
Vom Grundprinzip her ist das System vergleichbar mit EA uniTFTm:
Das Display besitzt einen eigenen Mikrocontroller, rendert die komplette Oberfläche selbst und meldet Benutzereingaben als Events zurück. Die Anwendungslogik läuft auf einem externen Controller.
Architektur
Die Kommunikation erfolgt über ein dokumentiertes, JSON-basiertes Protokoll (NDJSON):
- Host - HMI: UI-Befehle mit Sequenznummer (seq)
- HMI - Host: Bestätigungen (ACK) und Benutzer-Events (evt)
Damit ist die Schnittstelle:
- eindeutig
- fehlertolerant
- leicht zu testen und zu debuggen
- unabhängig von der Host-Plattform
Die Implementierung auf dem ESP32 ist proprietär, das Protokoll jedoch offen dokumentiert.
Hardwarebasis
Die Software läuft auf den Elecrow Wizee-ESP32 RGB-Touchmodulen:
- WZ8048C070 – 7" Display
- WZ8048C050 – 5" Display
Diese Boards kombinieren ESP32-S3, RGB-Display, Touch-Controller und Backlight-Treiber auf einer einzigen Platine und sind bereits ab etwa 40–60 € erhältlich.
Damit lassen sich leistungsfähige HMIs ohne externe Grafikcontroller oder Zusatzhardware aufbauen.
Funktionsumfang
Das System basiert auf LVGL 9 und unterstützt unter anderem:
- Label, Button, Slider
- Text- und Zahlen-Input mit On-Screen-Tastatur
- Dropdown-Listen und Checkboxen
- Themes, Farben, Fonts und Styles
- Live-Updates einzelner UI-Elemente
- Splash-Screen mit Logo beim Start
Alle Grafiken und Fonts liegen direkt im Flash des ESP32 – kein Dateisystem, kurze Startzeiten, robuste Ausführung.
Software & Lizenz
Die HMI-Software kann direkt über eine Web-Flash-Seite in den ESP32 geladen werden – ohne lokale Tool-Installation.
Der Nutzer verbindet das Display per USB, öffnet die Webseite und flasht die Firmware im Browser.
Die Software ist für nicht-kommerzielle Projekte kostenlos.
Für kommerzielle Anwendungen stehen separate Lizenzmodelle zur Verfügung.
Einsatzbereiche
Das System eignet sich besonders für:
- Prüfadapter
- Mess- und Testsysteme
- Maschinen-HMIs
- kundenspezifische Bediengeräte
Der Host steuert die Oberfläche vollständig über das Protokoll, während das Display die komplette Darstellung und Bedienung übernimmt – stabil, schnell und ohne proprietäre UI-Editoren.
Hier ein Webbrowser ESP Flash Tool für eure Hardware:
Dateien zum Download