TouchPanel-PCs in der Gebäudeautomation

TouchPanel-PCs für die Gebäudeautomation sind ein im KNX-User-Forum häufig diskutiertes Thema. Viele Bauherren (und auch Systemintegratoren) sehen einen TouchPanel-PC als „must have” im gut ausgestatteten Smart Home. Abgesehen vom repräsentativen Aspekt – so ein Panel im Eingangsbereich zeigt jedem Besucher deutlich, dass an diesem Haus etwas besonders ist – hat das Panel selbstverständlich auch praktischen Nutzen. So hat man eine feste Position für den Zugriff auf die Gebäudeautomation, z.B. mit einer Visualisierung, für Alarmmeldungen, die Anzeige von Überwachungskameras usw. Für alle diese Funktionen kann man zwar zwischenzeitlich auch Mobilgeräte wie Smartphones oder Tablets benutzen, nach Murphy sind diese Mobilgeräte aber meistens dann nicht zur Hand, wenn man sie gerade benötigt.

Bis vor wenigen Jahren waren die TouchPanel-PCs reine Anzeige- und Bediengeräte für die Gebäudeautomation und deren Nebenfunktionen, wie z.B. Überwachungskameras und Türkommunikation, mittlerweile gibt es TouchPanel-PCs, die deutlich mehr können, wie z.B. TV- und Musikwiedergabe oder Videotelefonie. Entsprechend ergeben sich für diese TouchPanel-PCs neue Einsatzmöglichkeiten, als Universal-Küchen-PC, in Arbeits- oder Esszimmern.

In der Ausführung der Touch-PCs gibt es eine sehr große Bandbreite, die vom wandmontierten Tablet über Selbstbaulösungen bis hin zu speziellen TouchPanel-PCs für die Gebäudeautomation reicht.

Letztere haben fast alle großen KNX-Hersteller wie z.B. Gira, Jung, Hager und Merten im Sortiment, daneben gibt es einige kleinere Hersteller, die sich auf solche TouchPanel-PCs spezialisiert haben.

Ebenso groß ist die Bandbreite an Hardwareausstattungen und Preisen. Während es abgesehen vom Rahmen für die Wandmontage und einem Netzteil fast nichts kostet, das ausgemusterte iPad oder Android-Tablet für ein zweites Leben als Touchpanel zu reanimieren, kosten echte TouchPanel-PC als kleine Einsteigergeräte üblicherweise schon deutlich über 1.000 Euro, einige Hersteller bieten Geräte für deutlich über 5.000,– Euro an. Ein Preiskriterium ist die Displaygröße (Diagonale), bei den inneren Werten lohnt sich allerdings oft ein zweiter und ggf. auch dritter Blick auf die Details.

Aktuell werden beispielsweise folgende Konfigurationen angeboten:

	Hersteller A	Hersteller B
Displaygröße	19 Zoll	18.5 Zoll
Displayauflösung	WXGA 1366×768	WXGA 1366×768
CPU	Intel Atom 1.1 GHz (erste Generation)	Intel Celeron QuadCore (aktuelle Generation)
Betriebssystem	Windows XP Embedded	Windows 8.1 Professional
Arbeitsspeicher	1 GB	4 GB
Festplatte	4 GB CompactFlash	60 GB SATA-SSD
El. Leistungsaufnahme	5-39 Watt	5-35 Watt
Listenpreis netto	3.200,–	2.900,–
Glasrahmen netto	380,–	beim Panel enthalten
Einbaugehäuse netto	100,–	110,–
Komplettpreis brutto	4.379,20	3.581,90

 

Bei einem Vergleich der technischen Daten wird klar, dass das Panel A für wenig mehr als zum Anzeigen einer Visualisierung geeignet sein dürfte, während auf Panel B neben einer – auch grafisch anspruchsvollen Visualisierung – auch problemlos im Internet gesurft oder Videos angeschaut werden können. Auch im Hinblick auf die übliche Nutzungsdauer derartiger Geräte ist das Panel B langfristig wohl die bessere Wahl, da es auch problemlos mit zukünftigen Windows-Versionen laufen sollte.

Ein weiteres Auswahlkriterium kann das Betriebssystem des Panel-PCs sein. Android- oder iOS-basierende Geräte unterstützen z.B. kein Flash oder Java und können in der Regel auch immer nur eine Anwendung anzeigen. Im Hintergrund laufende Anwendungen werden von diesen Systemen üblicherweise nach einiger Zeit schlafen gelegt, was ggf. Probleme z.B. bei Telefonie- oder Türkommunikationsclients verursacht. Windows-Anwendungen laufen nicht, dafür haben diese Geräte einen geringen Energiebedarf. Windows-basierende Panel-PCs mit einigermaßen aktueller Hardware kommen in der Regel mit jeglicher (Windows-) Software klar.

Auch den Energieverbrauch sollte man bei der TouchPanel-PC-Auswahl berücksichtigen. Ein Panel-PC läuft in der Regel im Dauerbetrieb, jedes Watt Leistungsaufnahme findet sich bei den heute gängigen Arbeitspreisen mit zwei Euro auf der Jahres-Stromrechnung wieder. Die beiden Panel-PCs in obiger Tabelle haben fast die identische Leistungsaufnahme, dafür bringt das Panel B bei fast gleicher Leistungsaufnahme ein Vielfaches an Rechenleistung. Bezogen auf die Rechenleistung bei einer gegebenen Anwendung läuft das Panel B mit ca. 15 % Systemlast, während das Panel A auf Volllast ist und entsprechend fast 40 Watt schluckt.

Auch wenn die Preise vieler Panel-PCs für die Gebäudeautomation auf den ersten Blick sehr hoch zu sein scheinen, sollte man sich vor Augen halten, dass die Hardware der Panel-PCs kaum mit der von Standard-PCs vom Elektronikdiscounter vergleichbar ist. Bei den Panel-PCs wird spezielle Hardware eingesetzt, z.B. kleine, auf Dauerbetrieb ausgelegte Motherboards aus dem Industrie-Bereich, die am Markt über mehrere Jahre verfügbar und selbst in größeren Stückzahlen noch recht teuer sind. Auch die Gehäuse der Panel-PCs treiben den Preis deutlich, da es sich dabei um speziell entwickelte und gefertigte Teile handelt. Für die Formen der Kunststoff- oder Metallteile fallen leicht Kosten im mittleren fünfstelligen Bereich an, diese Kosten verteilen sich dann auf relativ wenige Stücke.

Dialogic Systems & HomeCockpit

Für diesen Bericht hat uns die Firma Dialogic Systems GmbH & Co. KG einen ihrer HomeCockpit-TouchPanel-PCs leihweise zur Verfügung gestellt. Dialogic Systems betreibt im KNX-User-Forum ein Support-Forum für die HomeCockpit-Produkte.

Dialogic Systems mit Sitz im bayerischen Aying entwickelt, produziert und vertreibt die TouchPanel-PCs der HomeCockpit-Serie seit 2007 in den Produktlinien „HomeCockpit Major” und „HomeCockpit Excelsior”. Besonderen Wert bei der Entwicklung der Geräte legt Dialogic Systems auf eine sehr gute Audioqualität, z.B. bei der Musikwiedergabe, beim TV oder bei der Türkommunikation.

Die Panel-PCs Major und Excelsior sind jeweils in 10,4, 15,0, 18,5 und 21,5 Zoll Displaydiagonale und wahlweise mit  resistivem oder kapazitivem Touch-Panel erhältlich. Der Hauptunterschied der Major- und Excelsior Geräte liegt in der CPU: Die Major-Geräte haben eine Celeron-QuadCore-CPU, die Excelsior haben eine Core i7-QuadCore-CPU. Darüber hinaus werden alle Excelsior mit 8 GB RAM und einer 120 GB SSD geliefert, die Major in Versionen mit 4 GB RAM und 8 GB RAM sowie 60 GB oder 120 GB SSD. Weitere Unterschiede gibt es bei den Schnittstellen (z.B. 2x Gigabit LAN bei den Excelsior zu 1x Gigabit LAN bei den Major, Anzahl der USB-Anschlüsse). Die technischen Daten zu den einzelnen Konfigurationen finden sich auf der HomeCockpit-Webseite.

Zu den Panels gibt es die üblichen Zubehörteile wie Einbaugehäuse und Rahmen, mit einem speziellen Montagerahmen ist auch ein flächenbündiger Einbau möglich.

Beim Zubehör besonders zu erwähnen, ist der „Voice Performance Baustein, ” der als Hardwareoption über einen speziellen Echokompensator verfügt und im Freisprechbetrieb bei der Telefonie oder bei der Türkommunikation auch bei störenden Umgebungsgeräuschen für eine glasklare Verständigung sorgt. Der Einbau des Voice Performance Bausteins ist nur im Werk möglich.

Das Testgerät

HomeCockpit Excelsior 185

Technische Daten

• Intel Core i7-3632QM (Ivy Bridge), 2.20 GHz, 4 Kerne, 8 Logische Prozessoren (Hyperthreading)
• 8 GB RAM DDR3-1600
• 128 GB SATA-SSD
• Intel HD Graphics 4000
• 2x RJ45 Intel Gigabit-LAN
• 2x USB3
• 1x USB2
• 1x HDMI
• 1x VGA
• 1x RS232
• Display 18.5 Zoll, Auflösung 1.366×768
• Windows Embedded 8.1 Industry Pro 64 Bit
• Hutschienennetzteil Meanwell DR-60-24 24 V= 2,5 A
• Leistungsaufnahme max. 35 Watt (lt. Datenblatt)
• Rahmen schwarz

In dieser Konfiguration liegt der Netto-Listenpreis inkl. Einbaugehäuse und Voice Performance Baustein bei 4.662 Euro. Der Rahmen ist Bestandteil der Touchoberfläche, das hat den Vorteil, dass es zwischen dem Rahmen und der Touchoberfläche keinen Absatz gibt und den Nachteil, dass der Rahmen nicht einfach gewechselt werden kann. Rahmen in Wunschfarbe oder Wunschdesign bietet Dialogic Systems nur bei den resistiven Geräten an.

Beim Auspacken überrascht das hohe Gewicht des Testgerätes. Lt. Datenblatt bringt der HomeCockpit Excelsior 185 immerhin 7,5 kg auf die Waage, beim Blick auf die Rückseite des Gerätes wird auch klar warum: Das komplette Gehäuse besteht aus dickem Edelstahl, dazu kommt die ebenfalls aus Edelstahl gefertigte Aufhängung, mit der der Excelsior im Einbaugehäuse befestigt wird.

Der Edelstahl ist sauber verarbeitet, alle Kanten sind sauber entgratet, nichts klappert oder wackelt. In der erfreulich umweltfreundlichen Verpackung, die komplett ohne Polystyrolteile auskommt, finden sich außer dem Panel noch das Hutschienennetzteil sowie diverse Handbücher.

Das Betriebssystem ist fertig vorinstalliert und nach dem ersten Einschalten innerhalb von ca. 10 Sekunden einsatzbereit. Das System startet ohne Login direkt in den Desktop, andere Varianten (Login-Bildschirm, Start auf Metro-Oberfläche usw.) lassen sich einstellen. Das auf dem Panel vorinstallierte Windows 8.1 Industry Pro entspricht Windows 8.1 Professional mit einigen zusätzlichen Funktionen für Embedded-Systeme wie Lockdown (verhindert Veränderungen an der Softwareinstallation und -konfiguration).

Alle Gerätetreiber sind installiert, der Gerätemanager zeigt keine unbekannten Geräte an. Das Windows auf dem Testgerät war auf dem aktuellen Stand, Windows Update zeigte keine fehlenden wichtigen oder optionalen Updates an; Windows Update ist so konfiguriert, dass verfügbare wichtige oder optionale Updates automatisch installiert werden.

Erfreulicherweise wird das Gerät ohne die bei anderen Herstellern übliche Fremdsoftware ausgeliefert, Java, Flash oder Adobe Reader finden sich nicht, ebenso ist keine Testversion irgendeines Virenscanners und keine sonstige mehr oder minder nützliche zusätzliche Software installiert.

Die Windows-eigene Firewall ist aktiv, ebenso die Windows-Benutzerkontensteuerung (User Account Control – UAC) in der Standardstufe.

Von der Hardware her sollte es auch möglich sein, bei Bedarf auf dem Panel-PC ein aktuelles Linux zu installieren.

An der Unterkante des Panels befinden sich mittig hinter dem Glasrahmen ein Ein-Aus-Schalter und ein USB-Port, die auch bei eingebautem Panel-PC zugänglich sind, die übrigen Schnittstellen befinden sich auf der Rückseite des Excelsior.

Wie nicht anders zu erwarten, ist die Hardware überaus performant. Auch wenn es sich bei der CPU „nur” um eine Notebook-CPU mit einer Thermal Design Power von max. 35 Watt (inkl. Grafikeinheit) handelt, laufen alle getesteten Anwendungen absolut flüssig. Egal ob HD-Videos von Youtube, vier gleichzeitig angezeigte HD-Streams von IP-Kameras oder die Wiedergabe eines BluRay-Rips von einem USB3-Stick beeindrucken das Gerät nicht wirklich, die CPU-Auslastung geht im Taskmanager nicht über 20 %. Der Gira QuadClient und der Client der Siedle Access-Türkommunikation belasten nach dem Start das System nicht spürbar.

Überaus positiv überraschen auch die Audioeigenschaften des Excelsior. Die Audiowiedergabe ist erstaunlich klar und selbst bei höheren Lautstärken können wir keine Verzerrungen hören, dabei übertönt das Panel problemlos den Dampfabzug in der Küche. Klar, wer druckvolle Bässe oder Surround-Sound will, wird mit dem Panel nicht glücklich. Wer in einem Raum aber seine MP3-Dateien oder seine Videos von der Netzwerkfestplatte abspielen will, wird keine Probleme haben. Auch als Telefonie- oder Türkommunikationsclient überzeugt das HomeCockpit Excelsior (das uns für den Test zur Verfügung gestellte Gerät verfügt über den optionalen Voice Performance Baustein von Dialogic Systems, der speziell bei solchen Anwendungen die Sprachqualität deutlich verbessern soll). Echo oder Rückkoppelung konnten wir bei unseren Tests nie feststellen, selbst auf dem Panel parallel zum Telefonat oder Türruf in Zimmerlautstärke abgespielte Musik war an der Gegenstelle nicht hörbar, in der Küche wurde das Geräusch des im Hintergrund laufenden Dampfabzugs zuverlässig herausgefiltert.

Die HomeCockpit-Software

Außer den HomeCockpit-TouchPanel-PCs bietet Dialogic Systems auch noch diverse Software an. Diese Software kann in Verbindung mit den HomeCockpits genutzt werden, ist aber auch separat zum Betrieb auf anderen Panel-PCs erhältlich.

Momentan besteht das Softwareangebot von Dialogic Systems aus drei Modulen, die sich ergänzen:

• Basis-Modul (Navigation und Camviewer)
• Sipphone-Modul
• TV-Modul

Die Softwaremodule waren auf unserem Excelsior vorinstalliert.

Basis-Modul

Das Basis-Modul stellt in der Komponente „Navigation” eine eigene Oberfläche mit Navigationsleiste zur Verfügung. Die Oberfläche legt sich vollflächig über den Windows-Desktop und überdeckt auch die Windows-Taskleiste, die Farben können frei angepasst werden.

Die Einträge (Programm-/Funktionsaufrufe) der Navigationsleiste sind frei konfigurierbar, Programme können über einen Assistenten hinzugefügt werden, mit dem Assistenten wird auch gleich getestet, ob der Programmaufruf korrekt läuft. Alternativ ist es möglich, einen Programmaufruf manuell zu konfigurieren, dabei können z.B. auch Kommandozeilenparameter für das aufzurufende Programm angegeben werden. Letzteres war bei den von uns getesteten Anwendungen nicht erforderlich und alle über den Assistenten hinzugefügten Programme liefen auf Anhieb.

Über die Konfigurationsmöglichkeiten des Programmaufrufs kann das Programmfenster bei Bedarf an allen vier Seiten beschnitten werden, so können z.B. Menüzeilen weggeschnitten werden.

Beim Start der Navigation werden alle in der Navigation angelegten Programme im Hintergrund geladen und stehen so bei einem Zugriff auf ein Programm über die Navigation unmittelbar zur Verfügung. In der Programmkonfiguration kann angegeben werden, welches Programm beim Start der Navigation im Vordergrund liegen soll. Ohne Auswahl liegt das Programm auf der ersten Navigationsschaltfläche im Vordergrund, in unserem Fall der Camviewer:

Die Navigation kann auch so konfiguriert werden, dass sie auf UDP-Befehle (IP-Telegramme) reagiert. Zur Verfügung stehen dafür die Befehle:

• Watchdog (das Panel sendet einen Heartbeat an eine konfigurierbare IP-Adresse / IP-Port)
• Show / Hide: Navigation Ein-/Ausblenden
• Exit: Navigation beenden
• Keyboard: Bildschirmtastatur Ein-/Ausblenden
• Clean Lock: Putzmodus aktivieren, Touchfunktion wird ausgeschaltet
• Mute: Ton Ein-/Ausschalten
• Volume: Lautstärke 0-100 %
• Playsound: Audiofile wiedergeben
• Stopsound: Audiowiedergabe stoppen
• Screen Lock: Bildschirm sperren
• Screen Unlock: Bildschirm entsperren
• Monitor: Bildschirm Ein-/Ausschalten

Auch Programmaufrufe können mit UDP-Befehlen verknüpft werden, beim Aufruf des Programmes kann die Navigation einen UDP-Befehl versenden, umgekehrt ist es auch möglich, über einen UDP-Befehl ein Programm aufzurufen. Wenn man einen Programmaufruf anlegt, der nur einen UDP-Befehl ausführt, kann man in der Navigation auch Aufrufe anlegen, die nur auf z.B. einen Gira Homeserver wirken und so in der Navigationsleiste z.B. „Schalter“ für Licht anlegen.

Für das Basis-Modul gibt es für den Gira Homeserver Logikbausteine von der Firma Gebäudeautomation Grot, die die Konfiguration und Auswertung der UDP-Befehle deutlich vereinfachen HomeCockpit-Control.

Die im Basis-Modul enthaltene Komponente „Camviewer” ermöglicht die Einbindung von IP-Kameras in die Navigation. Templates für gängige Kameramodelle z.B. von Axis oder Mobotix sind enthalten.

Sipphone-Modul

Das Sipphone-Modul arbeitet mit dem Camviewer zusammen und erweitert den Camviewer mit Funktionen für die Türkommunikation. Das Sipphone selbst besteht nur aus Konfigurationsdialogen für die VoIP-SIP-Einstellungen. Wenn das Sipphone an einer IP-PBX (z.B. Fritzbox) als Endgerät angemeldet wird, kann es auch zur Annahme von Telefonaten genutzt werden.

TV-Modul

Das TV-Modul gibt SAT>IP-Datenströme wieder. Entsprechend ist zur Nutzung des TV-Moduls ein SAT>IP-Server erforderlich. Mangels SAT>IP-Server konnten wir dieses Modul nicht selbst testen. Dialogic Systems hat uns deswegen ein Video zur Verfügung gestellt welches die Funktion des TV-Moduls zeigt.

Fazit

Das HomeCockpit Excelsior 185 ist ein TouchPanel-PC für die Gebäudeautomation und die Medienwiedergabe und dürfte in dieser Gerätekategorie zur Spitzenklasse gehören. Die Hardwareausstattung ist üppig, speziell CPU und RAM konnten wir mit unseren Nutzungsszenarien nie an die Grenze bringen. Das Gerät ist sehr solide aufgebaut und für eine langjährige Nutzung konzipiert. Das relativiert den auf den ersten Blick hohen Preis. In Verbindung mit der sehr funktionalen HomeCockpit-Software bekommt man einen TouchPanel-PC, der keinen Wunsch offen lässt. Diverse Email-Anfragen an den Support von Dialogic Systems wurden prompt und ausführlich beantwortet.