İnsan Makine Arayüzleri veya HMIs, insanların makine sistemleriyle etkileşimde bulunmasını sağlayan cihazlardır, ancak onların çeşitli faydaları ve en son trendleri hakkında ne kadar bilgiye sahipsiniz? Dahası, HMIs, IoT’nin yükselişiyle birlikte çeşitli sistemlerin giderek daha önemli bir yönü haline geliyor! Kaçırmayın ve bu makalede Nesnelerin İnterneti’ndeki İnsan Makine Arayüzleri hakkında her şeyi öğrenmek için bize katılın!
Aşağıdakileri ve daha fazlasını ele alacağız!
- HMI nedir?
- HMI vs PLC vs SCADA
- HMIs’in Faydaları ve Önemi
- HMI Trendleri ve Gelişmeleri
- Bir HMI Seçmek
HMI nedir?
HMI, İnsan Makine Arayüzü anlamına gelir ve isminin de belirttiği gibi, bir cihazın veya sistemin bizimle etkileşimde bulunmasını sağlayan bir özellik veya bileşendir. HMIs etrafımızda her yerdedir – dokunmatik ekranlar ve klavyeler, HMIs’in örnekleridir!
Endüstriyel bir ortamda, HMIs, özellikle Endüstri 4.0 veya Dördüncü Sanayi Devrimi ile kritik bir rol oynamaktadır. Giderek dijitalleşen bağlamda, HMIs, çeşitli ölçeklerde endüstriyel operasyonlar ve ekipmanlar için kontrol düzlemi olarak vazgeçilmez hale gelmiştir.
Örneğin, fabrika operatörleri, otonom makineleri ve üretim hatlarını izlemek, yönetmek ve kontrol etmek için HMIs kullanabilirler. Öte yandan, HMIs, fiziksel olarak ulaşılması imkansız olabilecek sahada konuşlandırılmış cihazların kontrolünü sağlayarak sistemin çalışabilirliğinin önemli bir parçası haline gelir, büyük ölçekli, uzun menzilli IoT gibi!
Bu nedenle, endüstriler genişledikçe ve bireysel varlık yönetimi neredeyse imkansız hale geldikçe, HMIs, işletmelerin performans, güvenlik ve bakım gibi önemli unsurları takip etmelerini sağlamak için önem kazanmıştır!
HMI vs PLC vs SCADA
HMIs genellikle Programlanabilir Mantık Kontrolörleri (PLC’ler) ve SCADA (Gözetim Kontrol ve Veri Toplama) Sistemleri ile birlikte anılır ve hatta aynı şey olarak yanlış anlaşılabilir. Ancak, aslında endüstriyel sistemlerde farklı unsurları temsil ederler!
SCADA Sistemleri, bir fabrika veya tesisteki endüstriyel kontrol sistemlerini genel olarak ifade eder ve karmaşık arka uç işlemlerini yönetmekten sorumludur. Gömülü HMI bileşenleri, insanların SCADA sistemleriyle kolayca etkileşimde bulunabilmesi için gereklidir!
Ancak, HMIs’in sistemle etkileşimde bulunabilmesi için ek bir bileşen gereklidir – PLC! İsminden de anlaşılacağı gibi, Programlanabilir Mantık Kontrolörleri, sistemde bağlı olan sensörlerden bilgi alır, verileri işler ve önceden programlanmış mantığa dayalı çıktılar gerçekleştirir. PLC, verileri HMI’ye görüntülemek üzere iletirken, acil durumlarda sistemi kapatma gibi belirli müdahale veya prosedürler için giriş de kabul eder.
HMIs’in Faydaları ve Önemi
HMIs’in işlevi nispeten basit görünse de, endüstriyel sistemler tasarlarken etkili bir HMI’ye yatırım yapmanın akıllıca bir karar olmasının birkaç ana nedeni vardır.
1. Ölçekli IoT için Temel
Nesnelerin İnterneti, Endüstri 4.0 dönüşümünün en sıcak trendlerinden biridir. Tek bir ağda binlerce cihazın bağlı olduğu, 20 km veya 12 mil gibi uzun mesafelere yayılan durumlarda, HMIs, koşulların ve verilerin tek bir fiziksel kontrol düzleminden toplanıp yönetilmesini sağlayarak IoT sistemlerinin temel bir parçası olarak kabul edilir.
2. Verimliliği Artırma
HMIs, operatörlere gerçek zamanlı veriler ve üretim & işletme koşullarını sezgisel bir şekilde anlama imkanı sunar. Grafikler veya veriye anında referanslar gibi görsel araçlar aracılığıyla, HMIs, üretim optimizasyonu ve operasyonel öncelikler gibi konularda daha sık ve bilinçli kararlar alınmasını sağlayarak verimliliği artırır.
3. Maliyetleri Düşürme
HMIs, operatörlerin atıl kaynakları belirleyerek ve talebe uygun şekilde ölçeklendirerek maliyetleri tasarruf etmelerini sağlar, böylece israfı en aza indirir. Ayrıca, HMIs, makinelerin durumunu izlemek için önleyici veya hatta tahmine dayalı bakım imkanı sunarak, tam bir arıza veya değiştirme maliyetlerini önemli ölçüde azaltır.
4. Güvenliği Artırma
HMIs, endüstriyel sistemler için güvenlik önlemlerini uygulamak için yaygın olarak kullanılır. Operatörleri bir sızıntı gibi operasyonel tehlikeler hakkında uyarabilir ve belirli makinelerin önerilen koşulların tehlikeli bir şekilde ötesinde çalıştığını belirleyebilir. Dahası, HMIs genellikle acil durumlarda zararları azaltmak için durdurma anahtarları uygular.
HMI: Endüstri Trendleri ve Teknolojileri
Farklı teknolojilerin HMIs’e entegre edilmesiyle, işlevleri ve kullanışlılıkları zamanla evrim geçirmeye devam ediyor!
Dokunmatik Ekranlar ve Mobil Cihazlar
Aslında, dokunmatik ekranlar ve mobil cihazlar günümüzde endüstriyel HMIs’de yaygın olarak uygulanmaktadır. Dokunmatik ekranlar, HMIs’in grafik kullanıcı arayüzü ile etkileşimde bulunmanın sezgisel bir yolunu sunarak operatör verimliliğini artırır ve eğitim maliyetlerini azaltır. Modern akıllı telefonlar, etkileyici bir işlem gücü ve kapasitesine sahip olduğundan, belirli I/O gerektirmeyen bazı HMIs, kişisel cihazlara kurulabilecek yazılımlar üzerine inşa edilebilir, böylece donanım maliyetlerinden tasarruf sağlanır.
“`html
Bulut HMIs
Bir Bulut HMI, web tabanlı HMI olarak da bilinir ve çevrimiçi veya bulutta bulunur. Bu HMIs, endüstriyel sistemlerin uzaktan izlenmesi için özellikle faydalıdır ve pandemiden sonraki iş yerinin dönüşümünde önemli bir rol oynaması beklenmektedir. Bulut HMIs ayrıca işletmelerin güçlü hesaplama kaynaklarından yararlanmasını sağlar; bu da ağır veri işleme veya makine öğrenimi gibi analizler için gereklidir. Bu tür bilgisayarlar, sıcaklık veya boyut kısıtlamaları nedeniyle endüstriyel ortamlarda çalışmak için uygun olmayabilir.
Ağ Ucu HMIs
Ağ Ucu HMIs, Bulut HMIs ile benzer bir ilkeye göre çalışır, ancak önemli bir fark vardır. Merkezi bir bulut sunucusu yerine, Ağ Ucu HMIs, üretim ortamları gibi uçta bulunan hesaplama kaynaklarını kullanır. Bu, daha düşük gecikme, geliştirilmiş güvenlik ve ağ bağlantısına olan bağımlılığın azaltılması gibi birçok fayda sağlar!
Edge computing hakkında daha fazla bilgi edinmek için önceki makalelerimizi okumanızı öneririz:
- Edge AI – Nedir ve Edge IoT için ne yapabilir?
- Edge’de Küme Hesaplama – Nedir, Neden ve Nasıl Başlanır
Artırılmış ve Sanal Gerçeklik
Gelecekte, artırılmış gerçeklik (AR) ve sanal gerçeklik (VR) HMIs’nin, HMIs’nin kullanım şeklini dönüştürmesi bekleniyor. Örneğin, HUD’lu (Head-Up Displays) AR güvenlik gözlükleri, bakım operatörüne rehberlik sağlamak için geleneksel tabletin yerini alabilir. Bu teknolojinin bazı faydaları şunları içerebilir:
- Operatörün ellerini daha verimli çalışmak için serbest bırakma
- Bağlamsal rehberlik ile hata olasılığını azaltma
- Dikkat dağıtıcıların azalması ile güvenliği artırma
VR, kullanıcıların sanal ortamlarda operasyonel ortamlarla uzaktan etkileşimde bulunmalarını sağlayarak AR’nin faydalarını daha da artırmayı hedefliyor. Yüksek hızlı 5G Radyo Frekansı iletişimi gibi robot teknolojileri ve kablosuz teknolojilerdeki ilerlemelerle, yakın zamanda VR’nin endüstriyel ortamlarda kullanılmaya başlandığını görebiliriz!
Bir HMI Geliştirme / Seçme
Temel tanımına dönecek olursak, bir insanın bir makine sistemi veya cihazla etkileşimde bulunmasını sağlayan herhangi bir cihaz HMI olarak kabul edilir! Ancak, iyi bir HMI geliştirmek veya seçmek, tasarım ve kullanılabilirlik niteliklerinin dikkatlice düşünülmesini gerektirir. İşte belirli kullanım durumunuz için bir HMI geliştirirken dikkate almanız gereken birkaç faktör.
Form Faktörü
HMI’nizin form faktörünü belirlemek, fiziksel kullanım ortamına bağlıdır. Kritik verileri etkili bir şekilde göstermek için ekranınız ne kadar büyük olmalı? HMI elde taşınabilir mi yoksa bir montaja mı kurulacak? Bunlar, HMI’nizin tasarımında dengelenmesi gereken faktörlerdir. Örneğin, büyük bir ekran operasyonel parametreleri izlemek için harika, ancak daha pratik görevler gerçekleştirmesi gereken bir saha mühendisinin kullanması için pek de kolay değildir!
G/Ç Aksesuarları ve Eklentileri
HMIs, nihayetinde kullanıcılar ile sistemler arasında bir köprü işlevi gördüğü için, G/Ç’nin ihmal edilmemesi doğaldır! Örneğin, Gigabit Ethernet bağlantısı, yüksek hızlı, düşük gecikmeli iletişim gerektiren durumlarda bir HMI’nin başarısını belirleyebilir. Öte yandan, hassas verileri güvenli bir şekilde saklaması gereken sistemler için entegre kripto kimlik doğrulama modüllerine sahip HMIs’yi tercih etmek isteyebilirsiniz!
Alarm Stratejisi
HMIs, operatörleri müdahale gerektiren durumlar, örneğin makine arızası veya güvenlik ihlali konusunda uyarmak için kullanılır. Birkaç saniyenin fark yarattığı işletim ortamlarında, her alarm operatörün dikkatini çekebilmeli ve durumu uygun ve zamanında çözmek için net bir düzeltici eylemle ilişkilendirilmelidir.
Ek alarm yönergeleri ve özellikleri şunları içerir:
- Güvenlik standartlarına göre iyi tanımlanmış alarm renkleri
- Gerekli olduğunda dikkat çekmek için belirgin görsel ve işitsel uyarılar
- Geniş uyarılardan ayrıntılı tanılara kadar sezgisel GUI navigasyonu
Sonuç olarak, kullanım durumunuz için iyi bir HMI tasarlamak veya seçmek, onu kullanacak personel için dikkatli düşünmeyi gerektirir. Şüphe durumunda, ekibinizle bir tasarım incelemesi yapmak ve onların özel ihtiyaçlarını öğrenmek, tüm paydaşlar için en faydalı olacaktır!
ReTerminal’ı Tanıtma: Yeni Nesil İnsan-Makine Arayüzü
Bir HMI’den elde edilecek faydalarla, en iyi seçeneği seçmek bunaltıcı olabilir. Daha fazla aramanıza gerek yok, çünkü Seeed yeni nesil İnsan-Makine Arayüzü olan ReTerminal’ı piyasaya sürdü!
ReTerminal, 5 inç LCD ekranı ile en kapsamlı ve kullanıcı dostu HMI olarak tasarlanmıştır ve bilgisayarla görme, dokunma, hareket ve ses aracılığıyla çeşitli doğal etkileşimlere olanak tanır. Güçlü ve en son Raspberry Pi Compute Module 4 ile desteklenen ReTerminal, Makine Öğrenimi için hazırdır ve geniş G/Ç aksesuar yelpazesi sayesinde birçok kullanım durumu için uygundur; bunlar arasında Çift USB2.0 Type-A, Mikro HDMI, MIPI Kamera, GPIO, genişletilebilir Endüstriyel Yüksek Hızlı Arayüz ve daha fazlası bulunmaktadır!
Ağ bağlantısı açısından, ReTerminal uygulamalarınızda Gigabit Ethernet, 4G, 5G LoRa, Sub-1G, WiFi ve BLE kullanmanıza olanak tanırken, verilerinizi güvenli bir şekilde korumak için yerleşik Microchip ATECC608A Kripto Kimlik Doğrulama modülü ile donatılmıştır – bu da onu IoT için mükemmel hale getirir!
“`
Ürün Özellikleri:
- Yüksek stabilite ve genişletilebilirlik ile entegre modüler tasarım
- 4GB RAM ve 32GB eMMC ile Raspberry Pi Computer Module 4 tarafından güçlendirilmiştir
- 1280 x 720 çözünürlükte ve 293 PPI değerinde 5 İnç IPS kapasitif çoklu dokunmatik ekran
- Çift bant 2.4GHz/5GHz Wi-Fi ve Bluetooth 5.0 BLE ile kablosuz bağlantı
- Daha fazla genişletilebilirlik için yüksek hızlı genişletme arayüzü ve zengin I/O
- Güvenli donanım tabanlı anahtar depolama ile kriptografik yardımcı işlemci
- İçinde ivmeölçer, ışık sensörü ve RTC gibi yerleşik modüller
- Gigabit Ethernet Portu ve İki USB 2.0 Type-A portu
- IoT uygulamaları için 40-Pin Raspberry Pi uyumlu başlık
ReTerminal’ı Herhangi Bir HMI Uygulaması İçin Kullanın
ReTerminal, şık ve kompakt 140mm x 95mm form faktöründe paketlenmiştir ve standart bir M4 Mekanik Somun veya Standart ¼ inç kamera montajı aracılığıyla kolayca monte edilebilir. Harika çevre birimleri, bağlantı ve güvenlik seçenekleri ile ReTerminal’ı neredeyse her HMI uygulaması için kullanabilirsiniz!
Örneğin, ReTerminal’ı kişisel IoT ağlarınızda cihazlarınızı izlemek veya akıllı şehirlerde, üretim ve tarım uygulamalarında yönetim erişim düğümleri olarak kullanabilirsiniz. HMI’ye ihtiyacınız olmasa bile, ReTerminal hala Raspberry Pi Compute Module 4’ünüzün olanaklarını genişletmek için hepsi bir arada bir taşıyıcı kart olarak size iyi hizmet eder!
ReTerminal, Nisan ayının sonundan itibaren Seeed Online Store’da ön siparişe sunulacaktır. Bu arada, daha fazla bilgi edinmek için ürün sayfasını ziyaret edin ve erken kuş olarak $5 indirim kazanmak için ilginizi kaydedin!
Özet
HMI’ler endüstriyel sistemlerde nispeten basit bileşenler olsalar da, daha akıllı, daha güvenli ve daha iyi çalışmamıza yardımcı olma potansiyeline sahiptirler. Bu nedenle, HMI’nizde hangi özelliklerin gerektiğini belirlemek için biraz çaba harcamak kesinlikle değerli bir yatırımdır!
Alternatif olarak, yepyeni ReTerminal
IoT, kenar bilişim ve Seeed’de yaptığımız şeyler hakkında daha fazla bilgi edinmek için, aşağıdaki makalelerden herhangi birini okumaktan memnuniyet duyarız!