スマート産業

HMI - ヒューマン・マシン・インターフェイス

産業デバイスでのユーザ体験を変革するワイヤレス技術

概要

産業アプリケーションのためのワイヤレス・ヒューマン・マシン・インターフェイス(HMI)

産業用フィールドデバイスは旧来、プロビジョニングされ、プログラムされ、複雑なローカル・ユーザ・インターフェイスとケーブル接続された PC プログラムを使用して診断されます。Bluetooth は未来の HMI にとって最適の技術です。Silicon Labs の事前認定された Bluetooth モジュールとモバイル・アプリケーションツールは、合理化されたユーザ体験の近代化と、製品化までの時間の短縮を可能にします。

設計に関する考慮事項

ワイヤレス技術が、ユーザ体験を変革できる方法

産業用フィールドデバイス向けに HMI を導入することは、設計上の大きな課題を課します。従来、設計者には物理的なスペースの制限があるため、環境条件を考慮し、外部接続用ポートには安全のために電気的絶縁が必要となります。これらの課題を解決するには、設計者は設計プロセス中に複数の妥協を強いられることから、ユーザ体験に悪影響を及ぼす可能性があるトレードオフをおこう必要があります。複雑なユーザ・インターフェイスは使い勝手の悪さへとつながり、構成、操作、保守が困難なため、ユーザは敢えてデバイスの全機能を使用しないことを選択することもあります。

産業用フィールドデバイスで Bluetooth 技術を使用することは、まだ初期の段階ですが、従来の設計アプローチよりも優れたメリットを提供することから、徐々にフットプリントを獲得してきています。最新の Bluetooth 認定済みモジュールには、直感的なユーザ体験を構築するために必要なすべてが含まれています。また、このモジュールは非常に小さなスモール・フォーム・ファクタで構成されているため、スペースに制約のあるデバイスにも組み込むことができます。モジュールサイズは 6 x 6 mm からあります。Bluetooth モジュールの消費電力は、電池駆動デバイス用に実現可能なオプションとしての最適化レベルに設定されています。

Bluetooth はワイヤレス技術であり、フィールドデバイスとユーザのエンドデバイス間の外部接続には、ガルバニック絶縁は必要ありません。これにより、材料コストを大幅に削減できます。また、安全性を検証する必要のある公開されたインターフェイスが少ないことから、テストと検証も削減します。Bluetooth 技術は広範で採用されていることから、デバイスへのユーザ・インターフェイスとして、さまざまなポータブルデバイスを使用することができます。設計者は、数個のプッシュボタンと小型ディスプレイに制限されなくなったとき、製品の利点を強調し、競合他社との差別化を可能にするユーザ・インターフェイスを顧客に提供することができます。

産業用デバイスは、塵埃、塩水、湿度などにさらされる厳しい環境下でも設置することができます。デバイスのエンクロージャへと続く入口は、慎重に設計して保護する必要があります。BluetoothベースのHMIを使用することで、物理的なコネクタ、プッシュボタン、画面を最小限に抑え、デバイス設計を簡素化することができます。顧客の観点から、このようなデバイスはメンテナンスが必要なものが少なく、コストの削減につながります。フィールドデバイスは、手の届きにくい場所に設置することもあり、従来のケーブルベースのインターフェイスの使用が煩雑になります。Bluetooth を使用すると、ユーザはハンドヘルド型デバイスを使用して、安全な位置からデバイスにリモート接続できます。

産業用フィールドデバイスからの外部接続は、その汎用性と広く利用可能なコンポーネントにより、RS-232シリアル通信に基づいていることがよくあります。これらのタイプのインターフェイスは、ワイヤレスにとって絶好の機会です。標準の UART を入力として使用する、Bluetooth プログラミングの知識をまったく必要としない Bluetooth モジュールは、HMI イノベーションの優れたオプションです。事前認定されたモジュールだけでなく、主要なユーザ・インターフェイスとして使用されるモバイル・アプリケーションは、製品化までの時間と開発コストにおける重要な要素です。Bluetooth の操作を抽象化する所定のモバイル・アプリケーション フレームワークにより、設計プロセスが大幅に簡素化され、開発時間が短縮されます。

Silicon Labs は、スペースに制約のある設計用の世界最小のシステム・イン・パッケージ型 Bluetooth モジュールなどの、ヒューマン・マシン・インターフェイスのアプリケーション用に事前認定済みの Bluetooth モジュールの幅広いポートフォリオを提供しています。当社の開発者ツールには、アプリケーション開発を促進するために設計されたモバイル統合ソフトウェアが含まれています。当社の Bluetooth Xpress 製品とそのモバイル・アプリケーション フレームワークは、既存のヒューマン・マシン・シリアル・インターフェイスを堅牢かつ将来対応型のユーザ体験に変換するのに理想的と言えます。

ブロック図
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Xpress

Wireless Xpress BGX13P スターター・キット(SLEXP8027A)

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Bluetooth Zigbee Thread マルチプロトコル

EFR32xG21 Wireless Gecko スターター・キット(SLWSTK6006A)

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Bluetooth モジュール

EFR32BG Bluetooth モジュール・スターター・キット(SLWSTK6101D)

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Bluetooth SoC

EFR32BG Bluetooth SoC スターター・キット(SLWSTK6020B)

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リソース

IoT 開発者のための事前プログラム済みの Bluetooth &
Wi-Fi® モジュールのメリット

Silicon Lab の Bluetooth Low Energy(LE)および メッシュ・ソフトウエア

産業オートメーションのためのワイヤレス・ヒューマン・マシン・インターフェイスのメリット

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