Quels critères prendre en compte lors de la conception des interfaces de cabine d’un véhicule ?

 

 

De nombreux critères doivent être pris en compte pour la définition d’une nouvelle commande ou de nouveaux composants d’interface pour un véhicule off-road.

Les cabines de véhicules sont de plus en plus complexes : avec plus d’options et de fonctions disponibles pour le conducteur, nouveaux types de réseaux, nouvelles normes et exigences en termes de sécurité… De plus, une part importante de la « personnalité » du véhicule s’exprime au travers des commandes et composants d’interface : la sélection de couleurs, formes et matières peut donner une impression de confort et de qualité. Vous n’avez qu’une seule chance d’impressionner favorablement votre client avec votre nouveau véhicule. C’est au travers des IHM (Interfaces Homme Machine).

 

Bertrand, Responsable marketing stratégique APEM, vous résume les préconisations des ingénieurs dans le développement de solutions d’interface hommes machines adaptés aux véhicules.

Bertrand Gauthier Bertrand
Responsable marketing stratégique

Bertrand est entré chez APEM en 2015.
Il occupe depuis le poste de Responsable marketing stratégique.


Auparavant, Bertrand a occupé divers postes au sein de sociétés majeures du secteur électronique en France.

Robustesse et fiabilité dès la conception !

Les véhicules off-road (tracteurs, moissonneuses, excavatrices, chargeurs, équipement minier, dameuses, chasse-neige, grues, chariots élévateurs, machines forestières…) sont soumis à des conditions extrêmes et doivent supporter pluie, boue, poussière, températures extrêmes, chocs et vibrations. De toute évidence, l’environnement doit être pris en compte dans la conception de nouveaux produits d’interface homme-machine ! Les composants utilisés dans les cabines doivent avoir une longue durée de vie et pouvoir être manœuvrés de façon répétitive pendant des années.

Robust
Test d'un Joystick APEM

Les produits APEM pour les véhicules utilitaires lourds sont conçus, qualifiés et entièrement testés pour les environnements exigeants afin de garantir le plus haut niveau de fiabilité et de robustesse. Par conséquent, ces produits ont une longue durée de vie et peuvent être manœuvrés pendant des années. Depuis, 1952, APEM a bâti sa réputation sur la qualité de ses produits. Afin de maximiser cette qualité, APEM a une organisation verticalement intégrée pour le développement et la production de hardware, software et électronique.

Une attention particulière est nécessaire pour le choix des plastiques et élastomères. Ces matériaux doivent résister à des températures extrêmes (-40°C/+85°C). Ils doivent également résister aux hydrocarbures, à la graisse et à l’huile utilisés dans les divers équipments.

le bon produit pour votre application

Vous avez le choix entre de nombreux types de produits : interrupteurs, claviers, poignées multifonctions de grande taille, joysticks de petite taille, micro joysticks, roues codeuses, molettes, rotatifs de codage… En fonction des fonctions de votre véhicule et de votre application, APEM peut vous aider à choisir le produit adapté.
Avec la plus large gamme de produits IHM et une grande expérience sur le marché des véhicules, APEM a une position unique. Nous pouvons combiner produits et technologies pour vous proposer la meilleure solution. Vous souhaitez ajouter des fonctions facilement accessibles par le conducteur sur un joystick ? Nous pouvons intégrer pour vous un micro joystick et une roue codeuse sur un clavier élastomère lui-même monté sur un joystick à effet hall avec bus CAN. 100% APEM, 100% qualité APEM.

 
Catalog Off Road

 

L’ergonomie est cruciale

Accoudoir
Exemple d'accoudoir

L’ergonomie comprend l’organisation de la cabine, ce que nous voyons et entendons dans cette cabine et les sensations tactiles de l’utilisateur lors de la manipulation des composants IHM de la cabine.
L’organisation de la cabine dépend essentiellement de l’application du véhicule. Prenons un exemple : il est maintenant très courant de voir un accoudoir équipé d’interrupteurs, joysticks et claviers sur les tracteurs. Ceci rend toutes les fonctions du tracteur et des outils aisément accessibles.

Cette tendance n’est pas applicable aux excavatrices car l’organisation des commandes est différente. Le conducteur doit avoir les deux mains sur les poignées à cause des secousses et il y a moins d’options que dans un tracteur de plus de 100 chevaux.

L’ergonomie peut parfois être inspirée de l’automobile. L’utilisation d’un joystick au look moderne, semblable au levier de vitesse d’une voiture, peut être attrayant dans votre véhicule !

Les couleurs sont généralement définies par le fabricant du véhicule suivant 3 critères : habitudes de la marque, fonction et sécurité. Par exemple, le jaune est la couleur que le cerveau humain remarque le mieux. C’est pourquoi elle est couramment utilisée pour les fonctions de sécurité et associée aux fonctions critiques telles que la prise de force sur les tracteurs.

Evidemment, il faut absolument que tous les produits de la cabine soient similaires dans leur apparence et leur toucher.
Le rétroéclairage des composants IHM est de plus en plus demandé par le marché pour améliorer l’apparence du produit et rendre le véhicule plus facile à conduire dans le noir (de nuit, dans une mine ou une forêt sombre).

 
Catalog Off Road
La gamme très colorée d'APEM



La meilleure technologie de rétro-éclairage disponible aujourd’hui est la technologie multi-couleurs “clavier fantôme” : les logos sont cachés quand la fonction est désactivée ou quand une fonction optionnelle n’est pas sélectionnée par le client final. Seuls quelques logos seront visibles, afin de limiter la distraction du conducteur et donc augmenter sa sécurité. De plus, avec cette technologie, vous pouvez utiliser un seul clavier pour plusieurs véhicules : vous activez ou non l’option choisie par l’utilisateur. Ainsi, vous simplifiez la logistique et réduisez le coût.

APEM KP6
Boîtier de démonstration du clavier fantôme APEM


L’effet tactile des produits IHM est un point très important, car il doit donner clairement l’information que l’interrupteur ou la fonction a été activé à l’utilisateur, sans que ce dernier ait besoin de regarder, même s’il porte des gants. L’effet tactile donne également une impression de qualité, même si cela n’est pas quantifiable. Chez APEM, nous croyons que dans un véhicule off-road en mouvement aucun compromis n’est possible sur l’effet tactile des interrupteurs, joysticks et clavier : il permet au conducteur de se concentrer davantage sur sa tâche que sur l’interface de commande. APEM propose des composants avec effet tactile accru. Un bon exemple est le poussoir IM à mécanisme « snap-action » avec transfert rapide d’une position de contact à l’autre quelle que soit la vitesse de manœuvre. Ce poussoir convient très bien pour un montage sur joystick.

Dans la cabine de conduite, le choix des matières a également un impact non négligeable sur l’impression globale de qualité. Une tendance claire est l’utilisation de claviers élastomères, parfois avec un élastomère « soft touch ». Combinés avec une technologie bus CAN et un rétro-éclairage, cela fait un produit au rendu encore plus qualitatif. APEM propose aussi des touches rétroéclairées en plastique dur.

APEM products
Très esthétiques, ne trouvez-vous pas ?


De nombreux produits APEM sont conçus en collaboration avec des designers industriels, afin d’anticiper les tendances. Les couleurs, matières, formes, technologies de marquage et revêtements sont sélectionnés afin d’obtenir la meilleure esthétique possible.

Des marquages personnalisés sont souvent demandés pour répondre exactement aux besoins des clients. Les bascules KR seules offrent plus de 1 000 marquages !

Intégration aisée

MEC switches
Les microtouches MEC pour PCB, modulaires et disponibles avec une large gamme de capuchons

L’intégration de composants d’interface homme-machine dans la structure d’une cabine doit être prise en compte dès le début, car elle peut avoir un impact non négligeable sur les coûts et sur le design.

Si vous devez intégrer une fonction de contrôle directement sur un circuit imprimé, pensez à utiliser une microtouche lumineuse.

L’intégration de câbles et de connecteurs sur les composants IHM rendra leur installation plus simple et plus rapide. Le montage par encliquetage facilite le montage et la maintenance dans une cabine non exposée à la pluie.

L’étape suivante de l’intégration est la fourniture de panneaux de commande combinant claviers et interrupteurs.


Pour certains véhicules comme les tracteurs, plus d’intégration signifie fournir un accoudoir entièrement équipé. Certains fabricants préfèreront choisir les meilleurs composants IHM et faire réaliser l’intégration près de la ligne de fabrication du véhicule pour une personnalisation plus aisée.

Connexion au réseau du véhicule

connection
Exemples de produits avec tableau bus CAN et connecteur intégrés : clavier sur mesure pour une plateforme aérienne et joystick sur mesure pour un tracteur moderne.

Les produits d’interface homme-machine doivent être entièrement compatibles avec le réseau de votre véhicule. Un réseau largement utilisé est le CAN (Controller Area Network). Ce protocole de communication en temps réel permet aux composants IHM et aux autres dispositifs de communiquer avec les ECU (Electronic Control Units) du véhicule.

Des réseaux hybrides avec CAN, LIN et/ou Ethernet (surtout utilisé pour les affichages) peuvent aussi être envisagés pour limiter le coût, augmenter la largeur de bande et/ou augmenter la robustesse du réseau.


Sur les machines agricoles, les solutions plug & play ISOBUS sont de plus en plus populaires. Avec une interface IHM qualifiés ISOBUS (joystick, clavier, afficheur…), l’utilisateur peut contrôler de nombreux outils quel que soit le fabricant.

Davantage de sécurité fonctionnelle

La sécurité de l’opérateur dans les véhicules lourds devient de plus en plus importante partout dans le monde.

Les fabricants de machines doivent être conforme avec la « Directive Machine » européenne 2006/42/EC et estimer les risques relatifs à leur matériel. Une mesure importante pour la réduction du risque est la SECURITÉ FONCTIONNELLE : les normes ISO 13849-1:2006 and IEC 62061:2005 définissent les niveaux de performance (PL) et le niveau de sécurité intrinsèque (SIL) qui sont de plus en plus utilisés pour réduire la probabilité de défauts de sécurité.

APEM peut fournir des produits sur étagère compatibles SIL/PL ou développer des produits SIL/PL sur mesure, suivant votre besoin. APEM assiste également des fabricants de joysticks souhaitant intégrer des composants APEM dans des systèmes SIL 2 ou SIL 3.p

Une autre norme est la nouvelle Cadre Européenne ou “régulation-mère’” améliorant la sécurité des tracteurs et l’ergonomie pour les utilisateurs. Elle devrait s’appliquer fin 2017. Les articles 17 et 18 concernent la sécurité fonctionnelle au travail.

Des produits pour des fonctions de sécurité critiques

APEM propose des produits IHM du plus haut niveau de fiabilité. Exemples :

 

 

  • Bascules à verrouillage série KL avec ergonomie intuitive brevetée, souvent utilisées pour les fonctions prise de force (PTO) ou frein à main. Deux plastrons protègent le bouton de déverrouillage d’une activation involontaire.
    KL Series

     
     
  • Poussoirs d’arrêt d’urgence haute sécurité A02ES-H de construction modulaire avec sécurité intrinsèque. Beaucoup d’arrêts d’urgence n’ont pas de sécurité intrinsèque et comportent des contacts à pression : les contact NC (normalement fermé) restent fermés jusqu’à l’activation du bouton. Si l’interrupteur est endommagé, détruit ou assemblé incorrectement, le contact reste fermé. Sur le A02ES-H, si la partie frontale ou le bloc de commutation sont séparés, le circuit s’ouvre, ce qui arrête l’équipement.
    APEM estop

     



C’est la mission d’APEM d’aider les fabricants de véhicules lourds à trouver ou à développer le produit d’interface homme-machine adapté à leur besoin. Nous mettons beaucoup d’énergie dans la compréhension de l’environnement des véhicules pour être sûrs de proposer des solutions en ligne avec ou dépassant vos attentes. Consultez-nous !


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