Welche kriterien sollten bei der konstruktion einer neuen mobilen maschine berücksichtigt werden ?

Bei der Definition eines neuen Steuerungs- oder HMI-Produkts für ein Off-Road- oder Sonderfahrzeug sollten viele Kriterien berücksichtigt werden.

Fahrzeugkabinen werden immer komplexer, mit mehr Optionen und Funktionen für den Fahrer, neuen Arten von Fahrzeugnetzwerken, neuen Normen und mehr funktionalen Sicherheitsanforderungen. Darüber hinaus wird ein wichtiger Teil der "Persönlichkeit" des Fahrzeugs durch die Bedienelemente und HMI-Produkte (Human Machine Interface) ausgedrückt: Farben, Form und Materialauswahl können einen großen Eindruck von Qualität und Komfort vermitteln! Sie haben nur eine Chance, mit Ihrem neuen Fahrzeug einen guten ersten Eindruck bei Ihrem Kunden zu hinterlassen. Es ist durch HMI.

Bertrand, Leiter des strategischen Marketings der APEM-Gruppe, fasst die Empfehlungen unserer Ingenieure für die Entwicklung von Produkten für die Mensch-Maschine-Schnittstelle in Fahrzeugen zusammen.

Bertrand Gauthier Bertrand
Strategischen Marketings

Bertrand joined APEM in 2015.
He is our Strategic Marketing Manager.

Before, Bertrand has occupied several functions within major companies in the electronics sector in France.

ROBUST UND ZUVERLÄSSIG DURCH DESIGN!

Off-Road- und Sonderfahrzeuge (wie Traktoren, Mähdrescher, Bagger, Baggerlader, Bergbaumaschinen, Pistenraupen, Schneepflüge, Kräne, Gabelstapler, Telelader, Forstmaschinen usw.) sind extremen Bedingungen ausgesetzt und müssen Regen, Schlamm, Staub, extremen Temperaturen, Stößen und Vibrationen standhalten... Es liegt auf der Hand, dass diese Umgebung bei der Entwicklung neuer HMI-Produkte berücksichtigt werden muss! Die in den Kabinen verwendeten Komponenten haben eine lange Lebenserwartung und können wiederholt ohne Leistungseinbußen betrieben werden.

Robust
Test eines APEM-Joysticks für einen Traktor

APEM-Produkte für schwere Nutzfahrzeuge wurden für diese anspruchsvollen Bedingungen entwickelt, qualifiziert und umfassend getestet, um ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und Robustheit zu gewährleisten. Infolgedessen haben diese Produkte eine lange Lebensdauer und können über Jahre hinweg immer wieder eingesetzt werden. Seit 1952 hat APEM seinen Ruf auf der Qualität seiner Produkte aufgebaut. Um diese Qualität zu maximieren, verfügt APEM über eine vertikal integrierte Organisation für die Entwicklung und Produktion von Hardware, Software und Elektronik.

Besondere Aufmerksamkeit ist bei der Auswahl von Kunststoffen und Elastomeren erforderlich. Diese Materialien müssen extremen Temperaturen standhalten (-40°/+85°C). Sie müssen auch den Kohlenwasserstoffen, Fetten und Ölen standhalten, die in den verschiedenen Teilen des Fahrzeugs verwendet werden.

DAS RICHTIGE PRODUKT FÜR IHRE ANWENDUNG

Zunächst haben Sie die Wahl zwischen verschiedenen HMI-Produkttypen: Standalone-Schalter, Tastaturen, Joysticks, Griffe, aber auch Fingertip-Joysticks, Daumenjoysticks, Daumenräder, Encoder...
Abhängig von den Fahrzeugfunktionen und Ihrer Anwendung kann APEM Sie dabei unterstützen, das richtige Produkt für Ihren genauen Bedarf zu entwickeln. Mit dem breitesten Angebot an HMI-Produkten und einer umfassenden Erfahrung auf dem Fahrzeugmarkt hat APEM eine einzigartige Position. Wir können diese Produkte und Technologien kombinieren, um Ihnen die beste Lösung zu bieten.

Sie möchten mehr Funktionen für den Fahrer leicht erreichbar machen und eine "Joystick-zentrierte" Kabine bauen? Wir können für Sie einen Daumenstick und ein beleuchtetes Daumenrad auf einer Soft-Touch-Gummi-Tastatur integrieren, die auf einem Hall-Effekt-CAN-Bus-Joystick montiert ist. 100% APEM. 100% APEM-Qualität.


Catalog Off Road

ERGONOMIE IST DER SCHLÜSSEL

Armrest
Beispiel einer Armlehne

Ergonomie ist ein umfassendes Thema, das die Organisation der Kabine, das, was wir in der Kabine sehen und hören, und das Gefühl des Benutzers bei der Interaktion mit den HMI-Produkten in der Kabine umfasst.

Die Gestaltung der Kabine hängt hauptsächlich von der Anwendung des Fahrzeugs ab. Nehmen wir ein Beispiel: Bei Traktoren mit mehr als 100 PS ist es heute üblich, die Armlehnen mit Schaltern, Joysticks und Tastenfeldern zu bestücken. Damit sind alle Funktionen des Traktors und der Anbaugeräte leicht zugänglich.

Dieser Trend gilt nicht für Bagger, da die Organisation der Fahrzeugsteuerung anders ist. Der Fahrer muss in einer rüttelnden Umgebung beide Hände an den Griffen haben, und es gibt weniger Möglichkeiten als bei einem Traktor.

Ergonomie kann manchmal auch im Automobil Inspiration finden. Die Verwendung eines Joysticks mit modernem Aussehen, ähnlich einem Schalthebel in einem Auto, wird in Ihrem Fahrzeug visuell ansprechend sein!

Die Farben werden in der Regel von den Fahrzeugherstellern nach 3 Kriterien festgelegt: Markengewohnheiten, Funktion und Sicherheit. Gelb ist zum Beispiel die Farbe, die vom menschlichen Gehirn am besten wahrgenommen wird. Deshalb wird sie häufig als Sicherheitsfarbe verwendet, und sicherheitskritische Funktionen wie die Zapfwelle in Traktoren sind meist in Gelb gehalten.


Natürlich ist es zwingend erforderlich, dass alle HMI-Produkte in der Kabine ein einheitliches Erscheinungsbild haben.

Die Hintergrundbeleuchtung von HMI-Komponenten wird vom Markt immer stärker nachgefragt, um das Aussehen des Produkts zu verbessern und die Steuerung des Fahrzeugs im Dunkeln (bei Nacht, in einem Bergwerk oder in einem tiefen Wald) zu erleichtern.


Catalog Off Road
APEM bunte Palette

Die beste heute verfügbare Technologie für die Hintergrundbeleuchtung ist die mehrfarbige "Ghost Keypad"-Technologie: Die Logos werden ausgeblendet, wenn die Funktion ausgeschaltet ist oder wenn eine optionale Funktion vom Endkunden nicht ausgewählt wurde. Nur wenige Logos sind sichtbar, um die Ablenkung des Fahrers zu begrenzen und damit seine Sicherheit zu erhöhen. Außerdem können Sie mit dieser Technologie ein einziges Tastenfeld für mehrere Fahrzeuge verwenden: Sie aktivieren die vom Benutzer gewählte Option oder nicht. So können Sie die Logistik vereinfachen und die Kosten senken.

APEM KP6
APEM Ghost Keypad Demonstrator

Taktile Rückmeldung und Haptik von HMI-Produkten sind wichtige Schlüsselpunkte, da sie dem Benutzer eindeutig die Information geben sollten, dass der Schalter/die Funktion aktiviert wurde, ohne dass er sie ansehen muss, selbst wenn er Handschuhe trägt. Die Rückmeldung vermittelt auch einen Eindruck von Qualität. Hier geht es wirklich um das Gefühl der Berührung, und das ist sehr schwer zu quantifizieren! Wir bei APEM sind der Meinung, dass in einem fahrenden Geländewagen oder Off-Highway-Fahrzeug keine Kompromisse bei der taktilen Rückmeldung von Joysticks, Schaltern und Tastenfeldern eingegangen werden sollten. Dies ermöglicht es dem Fahrer, sich mehr auf seine Aufgabe als auf die Bedienoberfläche zu konzentrieren. APEM schlägt Komponenten mit verbesserter taktiler Rückmeldung vor. Ein gutes Beispiel dafür ist der IM-Taster mit Schnappfunktion, der unabhängig von der Geschwindigkeit der Betätigung schnell von einer Position in die andere wechselt. Er passt sehr gut auf einen Joystick.

In der Fahrerkabine hat die Materialauswahl ebenfalls einen großen Einfluss auf den Eindruck von globaler Qualität. Ein klarer Trend ist die Verwendung von Gummitastaturen, manchmal mit Soft-Touch-Gummi. In Kombination mit CAN-Bus-Technologie und einer schönen Hintergrundbeleuchtung ergibt dies ein großartiges Produkt. Um den Eindruck von Qualität zu verbessern, kann APEM auch harte Tasten mit Hintergrundbeleuchtung anbieten.

APEM products
Schöne Entwürfe, finden Sie nicht auch?

Viele APEM-Produkte werden in Zusammenarbeit mit Experten für Industriedesign entwickelt, um die Bedürfnisse des Marktes zu erfüllen. Wir wählen Farben, Materialien, Kennzeichnungstechnologien, Formen, Beschichtungen und andere Oberflächen aus, um sie so ästhetisch wie möglich zu gestalten.



Die kundenspezifische Kennzeichnung von HMI-Produkten ist sehr oft erforderlich, damit das Produkt wirklich Ihren Anforderungen entspricht. Allein für die KR-Wippenserie bietet APEM mehr als 1.000 Kennzeichnungen an!

EINFACHE INTEGRATION

MEC switches
Der MEC PCB-Taktschalter ist ein modulares Konzept mit einer großen Auswahl an verfügbaren Kappen

Die Integration von HMI-Produkten in die Kabinenstruktur muss von Anfang an berücksichtigt werden, da sich dies erheblich auf die Integrationskosten und das Kabinendesign auswirken kann.

Wenn Sie eine Steuerfunktion direkt auf einer Leiterplatte integrieren müssen, sollten Sie die Verwendung von beleuchteten Tastschaltern in Betracht ziehen.


Die Integration von Kabeln und Steckern in HMI-Produkte macht die Installation einfacher und schneller. Die Snap-in-Montage erleichtert die Installation und Wartung in Kabinen, die nicht dem Regen ausgesetzt sind.

Der nächste Schritt in der Integration ist die Bereitstellung integrierter Tastaturen, die Tastenfelder, Schalter und Joysticks kombinieren.

Bei einigen Fahrzeugen, wie z. B. Traktoren, bedeutet mehr Integration, dass eine vollständig bestückte Armlehne bereitgestellt wird. Einige OEMs ziehen es vor, die besten HMI-Komponenten auszuwählen und die Integration in der Nähe der Endmontagelinie des Fahrzeugs vorzunehmen, um eine einfache und schnelle Anpassung der Armlehne zu ermöglichen.

ANSCHLUSS AN DAS FAHRZEUGNETZ

connection
Beispiele für Produkte mit integrierter CAN-Bus-Platine und -Anschluss: ein kundenspezifisches Tastenfeld für eine Hubarbeitsbühne und ein kundenspezifischer Joystick für einen modernen Traktor.

HMI-Produkte müssen vollständig mit dem Bus Ihres Fahrzeugs kompatibel sein.

Ein gut etablierter Bus ist CAN (Controller Area Network). Dieses Echtzeit-Kommunikationsprotokoll ermöglicht es HMI-Produkten und anderen Geräten, mit den elektronischen Steuergeräten (ECU) des Fahrzeugs zu kommunizieren.

Hybride Netze mit CAN, LIN und/oder Ethernet (vor allem für Anzeigen) können ebenfalls in Betracht gezogen werden, um die Kosten zu begrenzen, die Bandbreite zu erhöhen und/oder die Robustheit des Netzes zu verbessern.

In der Landtechnik werden Plug & Play ISOBUS-Lösungen immer beliebter. Mit einer ISOBUS-fähigen HMI-Schnittstelle (Joystick, Tastatur, Display...) kann der Anwender eine große Auswahl an Arbeitsgeräten unabhängig vom Hersteller steuern.

MEHR FUNKTIONALE SICHERHEIT

Die Sicherheit der Bediener mobiler Maschinen wird weltweit immer wichtiger.

Maschinenhersteller müssen die europäische "Maschinenrichtlinie" 2006/42/EG einhalten und die von ihren Maschinen ausgehenden Risiken bewerten. Eine wichtige Maßnahme zur Risikominderung ist die FUNKTIONSSICHERHEIT: Die Normen ISO 13849-1:2006 und IEC 62061:2005 definieren Performance Levels (PL) und Safety Integrity Level (SIL), die immer häufiger verwendet werden, um die Wahrscheinlichkeit eines Sicherheitsausfalls zu verringern.

APEM kann COTS (Component Off the Shelf) SIL/PL-kompatible Produkte anbieten oder SIL/PL-angepasste Produkte nach Ihren Anforderungen entwickeln. APEM unterstützt auch Joystick-Hersteller, die bereit sind, APEM-Komponenten in SIL 2- oder SIL 3-Systeme zu integrieren.

Ein weiterer Standard ist der neue europäische Rahmen oder die "Mutterverordnung", die die Sicherheit und Ergonomie von Traktoren für die Nutzer verbessert. Sie soll Ende 2017 umgesetzt werden. In den Artikeln 17 und 18 geht es um funktionale Sicherheit und Arbeitsschutz.

PRODUKTE FÜR SICHERHEITSKRITISCHE FUNKTIONEN

APEM bietet sicherheitskritische HMI-Produkte mit einem Höchstmaß an Zuverlässigkeit. Beispiele:

  • Verriegelnder Leistungswippschalter der Serie KL mit patentierter intuitiver Ergonomie, der häufig für die Zapfwellenfunktion oder die Feststellbremse verwendet wird. Zwei Rahmen schützen den Entriegelungsaktuator vor ungewollter Aktivierung.
    KL Series

  • Hochsicherheits-Not-Aus-Schalter A02ES-H. Dieses Produkt verfügt über eine ausfallsichere modulare Bauweise. Viele andere Not-Aus-Schalter sind nicht ausfallsicher und beruhen auf stumpfen Kontakten: Die Öffnerkontakte bleiben geschlossen, bis der Betätiger gedrückt wird. Wenn also der Schalter beschädigt, zerstört oder falsch zusammengebaut wird, bleiben die Kontakte geschlossen. Beim A02ES-H wird der Stromkreis geöffnet und das Gerät angehalten, wenn der Betätiger oder der Schalterblock getrennt werden.
    APEM estop



APEM hat es sich zur Aufgabe gemacht, Herstellern von mobilen Maschinen dabei zu helfen, die richtigen HMI-Produkte für ihren Bedarf zu finden oder zu entwickeln. Wir verwenden viel Energie darauf, die Fahrzeugumgebung zu verstehen, um sicherzustellen, dass wir die besten HMI-Produkte vorschlagen, die Ihren Erwartungen entsprechen oder sie sogar übertreffen. Kontaktieren Sie uns!


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