لقد بدأت واجهة الإنسان والآلة (HMI) باعتبارها منتجًا عالي التقنية تدخل الحياة العامة تدريجيًا. في الواقع، لم يعد التواصل بين الإنسان والكمبيوتر أمرًا غريبًا، حيث تعد واجهة الإنسان والآلة (HMI) جهازًا للتواصل بين الإنسان والكمبيوتر.
HMI هو اختصار لـ Human-machine interface (واجهة الإنسان والآلة). نستخدم HMI في الصناعة للتحكم في المعدات ومراقبتها. من بين واجهات HMI الشائعة التي ستصادفها غالبًا ماكينة الصراف الآلي. تتيح لك الشاشات والأزرار تشغيل الماكينة لإنجاز عمليات السحب أو الإيداع.
هناك ثلاثة أنواع أساسية من واجهة آلة الإنسان: مُغيّرات الأزرار، ومُعالِجات البيانات، والمشرفين.
مُغيّرات الأزرار
قبل ظهور واجهات الإنسان والآلة، كان من الممكن أن تتكون وحدة التحكم الواحدة من مئات الأزرار ومصابيح LED التي تؤدي وظائف مختلفة. تعمل واجهات الإنسان والآلة البديلة على تبسيط عملية التصنيع من خلال تجميع جميع وظائف كل زر في مكان واحد. تحل أزرار الاستبدال محل مصابيح LED أو أزرار التشغيل/الإيقاف أو المفاتيح أو أي جهاز ميكانيكي يؤدي وظيفة تحكم. من الممكن التخلص من هذه الأجهزة الميكانيكية لأن واجهات الإنسان والآلة توفر تمثيلًا مرئيًا لجميعها على شاشة LCD الخاصة بها أثناء أداء جميع الوظائف نفسها.
برامج معالجة البيانات
تعتبر برامج معالجة البيانات مثالية للتطبيقات التي تتطلب تغذية راجعة مستمرة من النظام أو مطبوعات لتقارير الإنتاج. بالنسبة لمعالجات البيانات، يجب التأكد من أن شاشة واجهة الآلة البشرية كبيرة بما يكفي لعرض معلومات مثل الرسوم البيانية والتمثيلات المرئية للبيانات وملخصات الإنتاج. تتضمن معالجات البيانات وظائف مثل الوصفات، وتتبع اتجاهات البيانات، وتسجيل البيانات، ومعالجة/تسجيل التنبيهات. تُستخدم معالجات البيانات في التطبيقات التي تتطلب تغذية راجعة مستمرة ومراقبة. عادةً ما تكون معالجات البيانات هذه مزودة بتخزين ضخم.
مشرف
تعتبر أجهزة HMI الإشرافية مفيدة عندما يتضمن التطبيق نظام SCADA أو MES. من المرجح أن تتطلب أجهزة HMI الإشرافية تشغيل Windows وأن تحتوي على منافذ Ethernet متعددة. يعمل المشرفون مع SCADA وMES. هذه أنظمة مركزية تستخدم لمراقبة والتحكم في مواقع أو مجمعات كاملة من الأنظمة الكبيرة الموزعة على مساحة كبيرة. غالبًا ما يتم ربط أجهزة HMI بقاعدة بيانات نظام SCADA وبرامج الكمبيوتر لتوفير بيانات الاتجاهات والتشخيص ومعلومات الإدارة.
تشمل الأنواع الأساسية لواجهة الإنسان والآلة (HMI) بشكل أساسي ما يلي:
1. شاشة تعمل باللمس (Touch Screen):شاشة اللمس هي تقنية سعوية ومقاومة وموجات صوتية سطحية وأشعة تحت الحمراء وبصرية وغيرها من التقنيات التي تشكل جوهر الجهاز، والتي ستكون الشاشة ولوحة اللمس متكاملة معًا، مع لمس الإصبع أو المؤشر، والخدش، والانزلاق وغيرها من العمليات لتحقيق التحكم والتفاعل.
2. زر الضغط (لوحة المفاتيح):واجهة الإنسان والآلة ذات الضغط على الزر هي استخدام الأزرار المادية لتحقيق التحكم والتفاعل، وهي عادةً ما تكون بسيطة وموثوقة وسهلة التشغيل وتتميز بخصائص أخرى، ويمكن تطبيقها على بعض عناصر التحكم الصناعية وأنظمة الأمان والتحكم في الوصول وغيرها من المجالات.
3. الفأرة (الماوس):تُستخدم واجهة الإنسان والآلة من نوع الماوس غالبًا مع الكمبيوتر أو المعدات الأخرى، والشاشة من خلال حركة الماوس، وآلة واحدة أو مزدوجة وطرق أخرى للتشغيل والتحكم، وهي قابلة للتطبيق في المكاتب العامة والترفيه والتعليم وغيرها من المجالات.
4. التعرف على الصوت (التعرف على الصوت):التعرف على الصوت هو تحويل الإشارات الصوتية إلى إشارات رقمية من الكمبيوتر، من خلال الصوت البشري للتفاعل مع الكمبيوتر والتحكم، والتي تنطبق على اليد ليست حساسة أو البيئة ليست مريحة لتشغيل المناسبة.
5. التفاعل بالإيماءات (التحكم بالإيماءات):التفاعل الإيمائي هو استخدام وضعية اليد البشرية وحركتها وخصائص الحركة لتحقيق التفاعل بين الإنسان والحاسوب، والذي يتم تطبيقه عادة على الواقع الافتراضي والألعاب والترفيه ومؤتمرات الفيديو وغيرها من المجالات.
6. الإسقاط الهولوغرافي:الإسقاط الهولوغرافي هو عرض صورة نموذج ثلاثي الأبعاد في الفضاء، وتحقيق التحكم والتفاعل من خلال حركات اليد والصوت وغيرها من الطرق، والتي تنطبق عادة على الواقع الافتراضي، وعرض التكنولوجيا، وعرض الفن وغيرها من المجالات.
ما سبق هو الأنواع الأساسية لواجهة الإنسان والآلة (HMI)، وأنواع مختلفة من واجهة الإنسان والآلة في مجالات ومناسبات مختلفة ولكل منها مزاياها وعيوبها، وفقًا لاحتياجات المستخدم والظروف المحددة لاختيار النوع المناسب من معدات HMI مهم جدًا.