Emre Ceylan
HMI Ekran
Günümüzde endüstriyel otomasyon, makine kontrolü ve proses yönetimi alanlarında HMI (Human Machine Interface) ekranlar, operatör ile sistem arasındaki en kritik iletişim noktası haline gelmiştir. HMI ekranlı kontrol üniteleri, kullanıcıya sistem durumu, sensör verileri ve hata uyarılarını anlık olarak gösterirken, aynı zamanda dokunmatik kontrol imkânı da sunar. Peki, bu tür bir sistemi profesyonel şekilde nasıl tasarlayabiliriz?
HMI Nedir ve Neden Önemlidir?
HMI, insan ile makine arasındaki etkileşimi sağlayan arayüzdür.
Basit bir buton-panel sisteminden gelişmiş dokunmatik renkli ekranlara kadar geniş bir yelpazeyi kapsar. Endüstride HMI’nın önemi üç temel noktada toplanır:
- Kullanılabilirlik: Operatörün sistemi kolay anlaması ve hızlı müdahale edebilmesi.
- Verimlilik: Süreçlerin anlık olarak izlenip optimize edilmesi.
- Güvenlik: Hata durumlarının görsel veya sesli uyarılarla anında bildirilmesi.
Bir HMI ekran, yalnızca bir görüntü aracı değil; doğru yazılım, donanım ve iletişim protokolleriyle birleştiğinde tam teşekküllü bir kontrol platformuna dönüşür.
HMI Ekranlı Kontrol Ünitesi Tasarımında Temel Adımlar
Gereksinim Analizi
Tasarım süreci her zaman ihtiyaçların net tanımlanmasıyla başlar.
Makine hangi parametreleri gösterecek?
Kullanıcı hangi verileri değiştirebilecek?
Sistem hangi iletişim arayüzlerini kullanacak (RS485, CAN, Ethernet vb.)?
Bu sorulara net yanıtlar verilmeden yapılan tasarım, hem donanım hem yazılım tarafında geri dönülmesi zor hatalara yol açar.
Donanım Seçimi
Bir HMI kontrol ünitesi genellikle üç ana bileşenden oluşur:
a. Mikrodenetleyici veya Endüstriyel CPU
STM32, ESP32, PIC32 veya ARM Cortex tabanlı işlemciler sık tercih edilir.
Performans, bellek kapasitesi ve çevresel koruma (IP sınıfı) göz önünde bulundurulmalıdır.
b. Ekran Modülü
Ekran seçiminde dikkat edilmesi gereken kriterler:
- Boyut (örneğin 3.5”, 5”, 7”)
- Çözünürlük (320×240, 800×480 vb.)
- Dokunmatik tipi (rezistif veya kapasitif)
- Parlaklık ve görüş açısı (özellikle dış ortam uygulamaları için)
Nextion, TFT SPI veya LVDS tabanlı ekranlar endüstriyel tasarımlarda yaygın olarak kullanılır.
c. Güç ve Giriş/Çıkış (I/O) Birimleri
Besleme voltajı genellikle 12V veya 24V DC olur.
Analog sensör girişleri, dijital çıkışlar, röle kontrolü ve koruma devreleri (TVS, sigorta, optokuplör) profesyonel sistemlerde mutlaka bulunmalıdır.
HMI Yazılım Tasarımı
Ekranın kullanıcı arayüzü (GUI) tasarımı, operatör deneyimini doğrudan etkiler.
Bu aşamada sade, anlaşılır ve hızlı tepki veren bir yapı tercih edilmelidir.
Arayüz Tasarımında Dikkat Edilmesi Gerekenler
- Kritik bilgiler daima ana ekranda yer almalıdır.
- Renkler ve ikonlar anlamlı şekilde kullanılmalıdır.
- Menü geçişleri gecikmesiz ve mantıksal olmalıdır.
- Operatör hatalarını önleyecek onay pencereleri (confirmation dialogs) eklenmelidir.
Yazılım Geliştirme Araçları
Nextion Editor, TouchGFX, LVGL veya Qt for MCUs gibi araçlar, HMI arayüz geliştirmede oldukça etkilidir.
Arka planda ise C veya C++ tabanlı kontrol yazılımı, mikrodenetleyici tarafında verileri yönetir.
İletişim Protokolleri ve Veri Yönetimi
HMI’nın kontrol ünitesiyle veya harici sistemlerle haberleşmesi için uygun protokol seçimi çok önemlidir.
Yaygın Protokoller
- Modbus RTU / Modbus TCP: Endüstride en sık kullanılan haberleşme standardıdır.
- CANBus: Otomotiv ve hareket kontrol sistemlerinde tercih edilir.
- UART / SPI / I²C: Mikrodenetleyici ile doğrudan düşük seviye veri alışverişi için idealdir.
- Ethernet / WiFi: Uzaktan izleme ve web tabanlı kontrol uygulamaları için kullanılır.
Veri yapısı iyi planlanmalı, HMI ekranındaki değerler kontrol algoritmasıyla senkronize çalışmalıdır.
Örneğin sıcaklık, akım veya basınç gibi ölçümler ADC ile alınır, işlenir ve ekrana saniyede birkaç kez güncellenir.
Test, Kalibrasyon ve Dayanıklılık
Bir prototip tamamlandığında, uzun süreli ısı, gürültü, titreşim ve EMI testleri yapılmalıdır.
Ayrıca sensör verilerinin doğruluğu için sıcaklık veya akım kalibrasyonu yapılmalıdır.
Endüstriyel ortamlarda HMI ekranları genellikle yüksek nem, toz, gerilim dalgalanmaları ve manyetik alan etkilerine maruz kalır. Bu nedenle:
- Metal kasalı veya IP65 korumalı paneller tercih edilmeli,
- EMI filtreleri ve optik izolasyon uygulanmalıdır.
HMI Ekranlı Kontrol Ünitesi Tasarımında Sık Yapılan Hatalar
- Arayüzün gereğinden karmaşık hazırlanması
- Ekran yenileme hızının düşük olması
- Güç kaynağı gürültüsüne karşı koruma eksikliği
- ESD korumasız dokunmatik paneller
- Geri bildirim (feedback) sinyallerinin ihmal edilmesi
Profesyonel bir tasarımda bu hatalardan kaçınmak, ürünün sahadaki ömrünü ve güvenilirliğini belirgin şekilde artırır.
Sonuç: Endüstriyel Verimlilik İçin Akıllı Arayüzler
HMI ekranlı kontrol üniteleri, modern endüstriyel otomasyonun kalbinde yer alır.
Doğru tasarlandığında, operatörün iş yükünü azaltır, hataları önler ve sistem performansını yükseltir.
Bir kontrol ünitesi geliştirirken yalnızca “ekran” değil; donanım güvenliği, yazılım mimarisi ve kullanıcı deneyimi birlikte düşünülmelidir.
Bütüncül bir yaklaşım, uzun ömürlü, dayanıklı ve kullanıcı dostu bir çözüm ortaya çıkarır.
🔗 Lütfen Bizimle İletişim Kurmaktan Çekinmeyin:
WhatsApp: +90 543 735 31 75
☎️ Sabit Hat: +90 212 890 49 18
✉️ E-Posta: info@revantechnology.com
Elektronik Kart Tasarımı (PCB Baskı Devre Tasarımı) Hizmetimiz Konusunda Ayrıntılı Bilgi İçin:
Revan Teknoloji – Elektronik Kart Tasarımı (PCB Baskı Devre Tasarımı) Hizmetimiz
