رابط های کاربری دقیق، توجه کاربر را در تصمیم گیری در مورد زمان قطع کردن کاربر، نوع هشدارها و سطح جزئیات پیام های ارائه شده به کاربر مدیریت می کند.
واسطهای دستهای، رابطهای کاربری غیرتعاملی هستند، که در آن کاربر تمام جزئیات کار دستهای را از قبل برای پردازش دستهای مشخص میکند و پس از انجام تمام پردازش، خروجی را دریافت میکند. پس از شروع پردازش، کامپیوتر برای ورودی بیشتر درخواست نمی کند.
رابطهای خط فرمان (CLI) از کاربر میخواهد تا با تایپ یک رشته فرمان با صفحهکلید رایانه، ورودی ارائه کند و با خروجی متن به مانیتور رایانه پاسخ دهد. توسط برنامه نویسان و مدیران سیستم، در محیط های مهندسی و علمی و توسط کاربران رایانه های شخصی پیشرفته از نظر فنی استفاده می شود.
رابطهای مکالمه به کاربران این امکان را میدهند که به جای عناصر گرافیکی، با متن ساده انگلیسی (به عنوان مثال، از طریق پیامهای متنی یا رباتهای گفتگو) یا دستورات صوتی به رایانه فرمان دهند. این رابط ها اغلب مکالمات انسان به انسان را تقلید می کنند.[22]
عوامل رابط مکالمه سعی می کنند رابط رایانه را در قالب یک شخص متحرک، ربات یا شخصیت های دیگر (مانند Clippy the paper clip مایکروسافت)، و تعاملات را به صورت مکالمه ارائه کنند.
اتوماسیون صنعتی واسط های مبتنی بر عبور، واسط های گرافیکی کاربر هستند که وظیفه اصلی آنها عبور از مرزها به جای اشاره کردن است.
رابط دستکاری مستقیم نام یک کلاس کلی از رابط های کاربری است که به کاربران اجازه می دهد اشیاء ارائه شده به آنها را با استفاده از اقداماتی که حداقل به طور ضعیفی با دنیای فیزیکی مطابقت دارند دستکاری کنند.
رابطهای حرکتی، رابطهای گرافیکی کاربر هستند که ورودی را به شکل حرکات دست، یا حرکات ماوس ترسیم شده با ماوس رایانه یا قلم میپذیرند.
رابط های گرافیکی کاربر (GUI) ورودی را از طریق دستگاه هایی مانند صفحه کلید و ماوس رایانه می پذیرند و خروجی گرافیکی مفصلی را بر روی مانیتور رایانه ارائه می دهند.[23] حداقل دو اصل مختلف به طور گسترده در طراحی رابط کاربری گرافیکی استفاده می شود: رابط های کاربری شی گرا (OOUIs) و رابط های کاربردی گرا.[24]
رابطهای سختافزاری، رابطهای فیزیکی و فضایی هستند که روی محصولات در دنیای واقعی از توستر، داشبورد خودرو، تا کابین هواپیما یافت میشوند. آنها معمولاً ترکیبی از دستگیره ها، دکمه ها، لغزنده ها، سوئیچ ها و صفحه نمایش لمسی هستند.
رابط های کاربر هولوگرافیک با عبور انگشت از تصاویر هولوگرافیک بازتولید شده از آنچه که در غیر این صورت کنترل های لمسی آن دستگاه ها هستند، ورودی به دستگاه های الکترونیکی یا الکترومکانیکی ارائه می دهند، آزادانه در هوا شناور هستند، توسط یک منبع موج و بدون تعامل لمسی شناسایی می شوند.
رابطهای کاربر هوشمند، رابطهای انسان و ماشین هستند که هدفشان بهبود کارایی، اثربخشی و طبیعی بودن تعامل انسان و ماشین از طریق نمایش، استدلال، و عمل بر روی مدلهای کاربر، حوزه، وظیفه، گفتمان و رسانه (به عنوان مثال، گرافیک، زبان طبیعی، ژست).
رابطهای ردیابی حرکت حرکات بدن کاربر را نظارت میکنند و آنها را به دستوراتی ترجمه میکنند که در حال حاضر توسط اپل در حال توسعه است.[25]
رابط های چند صفحه ای، از نمایشگرهای متعدد برای ارائه تعامل انعطاف پذیرتر استفاده می کنند. این اغلب در تعامل بازی های رایانه ای در بازی های تجاری و اخیراً در بازارهای دستی استفاده می شود.
رابط های زبان طبیعی برای موتورهای جستجو و در صفحات وب استفاده می شود. کاربر یک سوال را تایپ می کند و منتظر پاسخ می ماند.
رابط های کاربر غیر دستوری، که کاربر را برای استنباط نیازها و مقاصد خود، بدون نیاز به فرموله کردن دستورات صریح، مشاهده می کنند.[26]
رابط های کاربر شی گرا (OOUI) بر اساس استعاره های برنامه نویسی شی گرا هستند که به کاربران اجازه می دهند اشیاء شبیه سازی شده و ویژگی های آنها را دستکاری کنند.
رابط های کاربری مبتنی بر مجوز بسته به سطح مجوزهای کاربر، گزینه ها یا عملکردهای منو را نشان می دهند یا پنهان می کنند. هدف از این سیستم بهبود تجربه کاربر با حذف مواردی است که در دسترس کاربر نیست. کاربری که عملکردهایی را می بیند که برای استفاده در دسترس نیستند ممکن است ناامید شود. همچنین با پنهان کردن موارد کاربردی از افراد غیرمجاز، امنیت را افزایش می دهد.
مدار فرمان رابط های کاربری انعکاسی که در آن کاربران کل سیستم را تنها از طریق رابط کاربری کنترل و دوباره تعریف می کنند، به عنوان مثال برای تغییر افعال دستوری آن. به طور معمول، این تنها با رابط های کاربری گرافیکی بسیار غنی امکان پذیر است.
رابط جستجو نحوه نمایش کادر جستجوی یک سایت و همچنین نمایش بصری نتایج جستجو است.
رابط های کاربری ملموس، که تاکید بیشتری بر لمس و محیط فیزیکی یا عنصر آن دارد.
رابطهای متمرکز بر وظیفه، رابطهای کاربری هستند که با تبدیل وظایف، نه فایلها، واحد اصلی تعامل، به مشکل اضافه بار اطلاعات مربوط به استعاره دسکتاپ میپردازند.
رابط های کاربری مبتنی بر متن (TUI) رابط های کاربری هستند که از طریق متن تعامل دارند. TUI ها شامل رابط های خط فرمان و محیط های WIMP مبتنی بر متن هستند.
صفحات لمسی نمایشگری هستند که ورودی را با لمس انگشتان یا قلم می پذیرند. در تعداد فزاینده ای از دستگاه های تلفن همراه و بسیاری از انواع نقاط sa استفاده می شودle، فرآیندها و ماشینهای صنعتی، ماشینهای سلف سرویس و غیره.
رابط کاربری لمسی، رابط های گرافیکی کاربر هستند که از صفحه لمسی یا صفحه نمایش لمسی به عنوان یک دستگاه ورودی و خروجی ترکیبی استفاده می کنند. آنها سایر اشکال خروجی را با روش های بازخورد لمسی تکمیل یا جایگزین می کنند. مورد استفاده در شبیه سازهای کامپیوتری و غیره
رابط های کاربر صوتی، که ورودی را می پذیرند و با ایجاد اعلان های صوتی، خروجی را ارائه می دهند. ورودی کاربر با فشار دادن کلیدها یا دکمه ها یا پاسخ شفاهی به رابط ایجاد می شود.
رابط های کاربر مبتنی بر وب یا رابط های کاربر وب (WUI) که ورودی را می پذیرند و خروجی را با تولید صفحات وب مشاهده شده توسط کاربر با استفاده از یک برنامه مرورگر وب ارائه می کنند. پیادهسازیهای جدیدتر از PHP، جاوا، جاوا اسکریپت، AJAX، Apache Flex، .NET Framework یا فناوریهای مشابه برای ارائه کنترل بلادرنگ در یک برنامه جداگانه استفاده میکنند که نیاز به بهروزرسانی یک مرورگر وب مبتنی بر HTML سنتی را از بین میبرد. رابطهای وب اداری برای وب سرورها، سرورها و رایانههای تحت شبکه اغلب پانلهای کنترل نامیده میشوند.
رابطهای ورودی صفر ورودیها را از مجموعهای از حسگرها دریافت میکنند، بهجای اینکه کاربر را با دیالوگهای ورودی پرس و جو کنند.[27]
رابطهای کاربری بزرگنمایی، رابطهای گرافیکی کاربر هستند که در آن اشیاء اطلاعاتی در سطوح مختلف مقیاس و جزئیات نشان داده میشوند و کاربر میتواند مقیاس ناحیه مشاهدهشده را برای نمایش جزئیات بیشتر تغییر دهد.
سروموتور (یا موتور سروو) یک محرک چرخشی یا محرک خطی است که امکان کنترل دقیق موقعیت زاویه ای یا خطی، سرعت و شتاب را فراهم می کند.[1] این شامل یک موتور مناسب است که به یک سنسور برای بازخورد موقعیت متصل شده است. همچنین به یک کنترلر نسبتاً پیچیده نیاز دارد که اغلب یک ماژول اختصاصی است که به طور خاص برای استفاده با سروموتورها طراحی شده است.
سرو, موتور ها کلاس خاصی از موتور نیستند، اگرچه اصطلاح سروموتور اغلب برای اشاره به موتور مناسب برای استفاده در یک سیستم کنترل حلقه بسته استفاده می شود.
سروموتورها در کاربردهایی مانند روباتیک، ماشین آلات CNC و ساخت خودکار استفاده می شوند.
سازوکار
سروموتور یک سروومکانیسم حلقه بسته است که از بازخورد موقعیت برای کنترل حرکت و موقعیت نهایی خود استفاده می کند. ورودی کنترل آن یک سیگنال (آنالوگ یا دیجیتال) است که موقعیت فرمان شفت خروجی را نشان می دهد.
موتور با نوعی از رمزگذار موقعیت جفت می شود تا بازخورد موقعیت و سرعت را ارائه دهد. در ساده ترین حالت، فقط موقعیت اندازه گیری می شود. موقعیت اندازه گیری شده خروجی با موقعیت فرمان، ورودی خارجی به کنترل کننده مقایسه می شود. اگر موقعیت خروجی با موقعیت مورد نیاز متفاوت باشد، یک سیگنال خطا تولید میشود که باعث میشود موتور در هر جهت بچرخد تا شفت خروجی را به موقعیت مناسب برساند. با نزدیک شدن به موقعیت ها، سیگنال خطا به صفر می رسد و موتور متوقف می شود.
بسیار ساده ترین سروموتورها از سنجش موقعیت فقط از طریق پتانسیومتر و کنترل انفجار موتور خود استفاده می کنند. موتور همیشه با سرعت کامل می چرخد (یا متوقف می شود). این نوع سروموتور به طور گسترده در کنترل حرکت صنعتی استفاده نمی شود، اما اساس سرووهای ساده و ارزان مورد استفاده در مدل های رادیویی را تشکیل می دهد.
سروموتورهای پیچیده تر از رمزگذارهای چرخشی نوری برای اندازه گیری سرعت شفت خروجی[2] و یک درایو با سرعت متغیر برای کنترل سرعت موتور استفاده می کنند.[3] هر دوی این پیشرفتها، معمولاً در ترکیب با یک الگوریتم کنترل PID، به سروموتور اجازه میدهند تا سریعتر و دقیقتر به موقعیت فرمان داده شده، با بیشپریشی کمتر، برسد.[4]
سروموتورها معمولاً به عنوان جایگزینی با کارایی بالا برای استپر موتور استفاده می شوند. موتورهای پله ای دارای برخی توانایی ذاتی برای کنترل موقعیت هستند، زیرا دارای مراحل خروجی داخلی هستند. این اغلب به آنها اجازه می دهد تا به عنوان یک کنترل موقعیت حلقه باز، بدون هیچ رمزگذار بازخوردی استفاده شوند، زیرا سیگنال درایو آنها تعداد مراحل حرکت برای چرخش را مشخص می کند، اما برای این کار، کنترل کننده باید موقعیت استپر موتور را بداند. در روشن شدن بنابراین، در اولین روشن شدن، کنترل کننده باید استپر موتور را فعال کرده و آن را در موقعیت مشخصی قرار دهد، به عنوان مثال. تا زمانی که یک سوئیچ محدود انتهایی را فعال کند. این را می توان هنگام روشن کردن یک چاپگر جوهر افشان مشاهده کرد. کنترل کننده حامل جوهر افشان را به سمت چپ و راست حرکت می دهد تا موقعیت های انتهایی را تعیین کند. یک سروموتور بدون توجه به موقعیت اولیه در هنگام روشن شدن، بلافاصله به هر زاویه ای که کنترلر به آن دستور دهد می چرخد.
فقدان بازخورد یک موتور پله ای عملکرد آن را محدود می کند، زیرا موتور پله ای فقط می تواند باری را هدایت کند که به خوبی در ظرفیت خود باشد، در غیر این صورت از دست دادن مراحل زیر بار ممکن است منجر به خطاهای موقعیت یابی شود و سیستم ممکن است مجدداً راه اندازی یا کالیبره شود. رمزگذار و کنترلر یک سروموتور هزینه اضافی دارند، اما عملکرد کلی سیستم (برای تمام سرعت، قدرت و دقت) را نسبت به ظرفیت موتور اصلی بهینه می کنند. با سیستم های بزرگتر، که در آن یک موتور قدرتمند نشان دهنده نسبت فزاینده ای از هزینه سیستم است، سروموتورها دارای مزیت هستند.
در سال های اخیر محبوبیت فزاینده ای در موتورهای پله ای حلقه بسته وجود داشته است. مزیت اصلی موتور پله ای حلقه بسته هزینه نسبتا پایین آن است. همچنین نیازی به تنظیم کنترلر PID روی یک سیستم پله ای حلقه بسته نیست.[5]
بسیاری از کاربردها، مانند دستگاه های برش لیزری، ممکن است در دو محدوده ارائه شوند، محدوده قیمت پایین با استفاده از موتورهای پله ای و محدوده عملکرد بالا با استفاده از سروموتورها.[6]
رمزگذارها
اولین سروموتورها با synchros به عنوان رمزگذار آنها توسعه یافتند.[7] کارهای زیادی با این سیستم ها در توسعه توپخانه های رادار و ضد هوایی در طول جنگ جهانی دوم انجام شد.[8]
سروموتورهای ساده ممکن است از پتانسیومترهای مقاومتی به عنوان رمزگذار موقعیت خود استفاده کنند. اینها فقط در ساده ترین و ارزان ترین سطح استفاده می شوند و در رقابت نزدیک با موتورهای پله ای هستند. آنها از سایش و نویز الکتریکی در مسیر پتانسیومتر رنج می برند. اگرچه می توان سیگنال موقعیت آنها را به صورت الکتریکی متمایز کرد تا سیگنال سرعت به دست آید، کنترل کننده های PID که می توانند از چنین سیگنال سرعتی استفاده کنند، معمولا رمزگذار دقیق تری را تضمین می کنند.
سروموتورهای مدرن از رمزگذارهای چرخشی، مطلق یا افزایشی استفاده می کنند. رمزگذارهای مطلق می توانند موقعیت خود را در هنگام روشن شدن مشخص کنند، اما پیچیده تر هستندو گران است. رمزگذارهای افزایشی ساده تر، ارزان تر هستند و با سرعت های بالاتر کار می کنند. سیستمهای افزایشی، مانند موتورهای پلهای، اغلب توانایی ذاتی خود را برای اندازهگیری فواصل چرخش با یک حسگر ساده موقعیت صفر ترکیب میکنند تا موقعیت خود را در هنگام راهاندازی تنظیم کنند.
گاهی اوقات به جای سروموتورها از موتوری با رمزگذار خطی خارجی جداگانه استفاده می شود.[9] این سیستمهای موتور + رمزگذار خطی از عدم دقت در پیشرانه بین موتور و واگن خطی جلوگیری میکنند، اما طراحی آنها پیچیدهتر میشود زیرا دیگر یک سیستم از پیش بستهبندی شده کارخانه نیستند.
موتورها
نوع موتور برای سروموتور مهم نیست و ممکن است از انواع مختلفی استفاده شود. در ساده ترین حالت، موتورهای DC با آهنربای دائم برس خورده، به دلیل سادگی و هزینه کم، استفاده می شوند. سروموتورهای صنعتی کوچک معمولاً موتورهای براشلس کموتاسیون الکترونیکی هستند.[10] برای سروموتورهای صنعتی بزرگ، معمولاً از موتورهای القایی AC استفاده می شود که اغلب با درایوهای فرکانس متغیر امکان کنترل سرعت آنها را فراهم می کند. برای عملکرد نهایی در یک بسته فشرده، موتورهای AC بدون جاروبک با میدانهای آهنربای دائمی استفاده میشوند که به طور موثر نسخههای بزرگی از موتورهای الکتریکی DC بدون جاروبک هستند.[11]
ماژول های درایو برای سرو موتورها یک جزء صنعتی استاندارد هستند. طراحی آنها شاخه ای از الکترونیک قدرت است که معمولاً بر اساس یک ماسفت سه فاز یا پل H IGBT است. این ماژول های استاندارد یک جهت و تعداد پالس (فاصله چرخش) را به عنوان ورودی می پذیرند. آنها همچنین ممکن است شامل نظارت بر دمای بیش از حد، گشتاور بیش از حد و ویژگی های تشخیص استال باشند.[12] از آنجایی که نوع رمزگذار، نسبت چرخ دنده، و دینامیک کلی سیستم مختص برنامه کاربردی است، تولید کنترلر کلی به عنوان یک ماژول خارج از قفسه دشوارتر است و بنابراین اغلب به عنوان بخشی از کنترل کننده اصلی اجرا می شوند.
کنترل
اکثر سروموتورهای مدرن حول یک ماژول کنترلر اختصاصی از همان سازنده طراحی و عرضه می شوند. همچنین ممکن است کنترلکنندهها در اطراف میکروکنترلرها به منظور کاهش هزینه برای برنامههای با حجم زیاد توسعه داده شوند.[13]
راکول اتوماسیون راهنمای نهایی را برای موبایل با نمایشگرهای HMI ارائه کرده است.
بیاموزید که چگونه 10 نکته طراحی برتر برای HMI تلفن همراه میتواند با ارائه رابطی برای نشانگرهای وضعیت، کنترل ماشین، روند دادهها و اطلاعات هشدار، اپراتورهای شما را بهرهورتر کند.
محتویات طراحی HMI موبایل با FactoryTalk ViewPoint عبارتند از:
کوچک فکر کن
همیشه برای لمس طراحی کنید
پیدا کردن محتوا را آسان کنید
اطلاعات مهم را آشکار کنید
گرافیک را ساده نگه دارید
کاربران مختلف تجربیات متفاوتی دارند
بهینه سازی برای عملکرد
بدانید چه چیزی منتشر شده است (و چه چیزی نیست!)
سیستم را گسترش دهید
کار از ساحل ... شاید!