Pantallas a bordo para máquinas todoterreno

Power Progress International: En términos básicos, ¿puede explicar cómo se accede a los datos/información que se muestran en las pantallas de la cabina: directamente desde la máquina/ECU o mediante una conexión OBD II (como en la mayoría de los automóviles de pasajeros)?

Mohamed Abd El Salam, Danfoss Power Solutions. (Foto: Danfoss)

(MAES) Mohamed Abd El Salam, gerente senior de cartera, IoT y Conectividad, Danfoss Power Solutions: Los datos que se muestran en las pantallas de la cabina se capturan a través de señales CAN recibidas desde el motor y el sistema conectado a él, que es principalmente la ECU y los sensores.

Desde la perspectiva del IoT, el acceso a los datos se realiza a través del bus CAN o la red CANopen, similar al sector automotriz, pero con ligeras diferencias, ya que no siempre está estandarizado como OBD II. Por lo tanto, en muchos casos, será necesario analizar los datos correctamente para obtener un valor significativo.

También se pueden recuperar datos directamente de sensores específicos si estos no están digitalizados y, por lo tanto, no transmiten datos por el bus CAN. En ese caso, es necesario conocer las especificaciones eléctricas del sensor para identificar, por ejemplo, la relación entre el voltaje y el valor de la dimensión.

PPI: ¿Las pantallas más grandes en las máquinas todoterreno son una función de los precios más bajos de las pantallas o de la necesidad de mostrar información más detallada en una sola pantalla?

Herman Oberoi, Danfoss Power Solutions. (Foto: Danfoss)

(HO) Herman Oberoi, gerente sénior de cartera de pantallas, Danfoss Power Solutions: La combinación de precios más bajos y la necesidad de más información impulsa la tendencia hacia pantallas más grandes. Los requisitos de gestión del espacio en los nuevos diseños de cabinas son otro factor influyente; esto crea la necesidad de mostrar información consolidada, pero más detallada, en pantallas más grandes de un solo vistazo.

PPI: Si bien una resolución de pantalla más alta puede potencialmente permitir más información (diales, gráficos, etc.) en una pantalla determinada, ¿existe la necesidad de hacer que los gráficos sean más grandes para permitir un análisis más rápido de los niveles operativos de la máquina?

HO: Sí. Además de pantallas más grandes, se necesitan gráficos más grandes que ofrezcan una visión clara de los detalles relevantes. Los indicadores son un buen ejemplo de la importancia de la legibilidad.

PPI: ¿Existe algún inconveniente en utilizar pantallas de información en máquinas eléctricas a batería?

HO: Depende de los requisitos de tamaño de la aplicación y de cuántos medidores individuales se utilicen. Sin embargo, no hay una desventaja directa, ya que una pantalla consume menos energía en comparación con los medidores y grupos analógicos. Además, ofrece al usuario la ventaja de obtener mucha más información en una sola pantalla.

PPI: ¿Habrá una mayor profundidad de información telemática disponible en los sistemas HMI del futuro cercano, lo que permitirá al operador tener una mejor comprensión del estado de la máquina?

MAES: Ya estamos viendo un mayor uso de datos telemáticos en las HMI, y próximamente se incorporarán otras áreas. Todo depende de lo que el fabricante de la máquina desee programar en la pantalla. Algunos ejemplos de uso incluyen la notificación de actualizaciones de software disponibles, vistas en tiempo real del estado de la máquina para el mantenimiento predictivo y otros parámetros de cumplimiento de rendimiento específicos del fabricante del equipo original (OEM) para ofrecer servicios complementarios. Un factor importante para las actualizaciones de software es la participación del operador. Este debe aprobar la instalación de nuevo software de la máquina por motivos de seguridad.

Estamos observando una gran cantidad de comunicaciones bidireccionales entre máquinas y portales gracias a la telemática. Para reducir la carga de procesamiento, lo ideal es que los datos recopilados en la máquina se envíen al exterior para su procesamiento. Las recomendaciones del fabricante de equipos originales (OEM) generadas a partir de esos datos (por ejemplo, la máquina que requiere inspección o servicio) se envían a la interfaz hombre-máquina (HMI) de la máquina para que el operador las implemente. Esta puede ser una técnica para que los fabricantes de equipos originales (OEM) o los distribuidores vendan servicios y programas de mantenimiento. Otro ejemplo podría ser el seguimiento del trabajo, donde un operador de máquina puede indicar a través de la pantalla que se ha completado un proyecto o tarea para un cliente específico, lo que a su vez enviaría un mensaje a un portal en la oficina.

PPI: ¿Cómo ayudará la IA a eliminar las complicaciones relacionadas con los sistemas HMI? ¿Se puede confiar en la IA para tomar decisiones críticas sobre la operación de las máquinas?

MAES: La IA, especialmente la generativa, está generando numerosas oportunidades y avances en diversas industrias. La industria de vehículos todo terreno aún explora cómo optimizar el uso de la tecnología para aumentar la productividad y la eficiencia de las máquinas y los operadores. A medida que los algoritmos evolucionan con códigos de autoaprendizaje, la IA puede brindar numerosas oportunidades para simular virtualmente entornos de máquinas y facilitar la prueba de nuevas aplicaciones de forma más rápida y sencilla.

La funcionalidad autónoma podría ciertamente incorporar la IA, especialmente cuando una máquina puede sustituir al operador para realizar una tarea con mayor precisión o seguridad. En cuanto a si se puede confiar en la IA para tomar decisiones operativas críticas, es una posibilidad, pero podría transmitirse al operador como recomendación a través de la HMI; tal vez nunca se ejecute de forma totalmente autónoma. La normativa y la legislación en torno a la IA aún no están claras, pero probablemente veremos mayor claridad y armonización en los próximos años.

PPI: Existe una ligera reacción negativa en el mercado de vehículos de pasajeros, donde los fabricantes de equipos originales (OEM) están reduciendo la incorporación de todas las funciones del vehículo en pantallas y añadiendo más botones físicos/directos (sobre todo para operaciones básicas, climatización, etc.). ¿Se observa lo mismo en el mercado de vehículos todoterreno?

El Danfoss DM430E. (Foto: Danfoss)

HO: El mercado de vehículos todoterreno tiende a seguir las tendencias de HMI del mercado de turismos. También observamos cierta tendencia a mantener los botones físicos, así como los teclados CAN en el reposabrazos, en algunas regiones y para ciertas aplicaciones donde la seguridad es más importante.

En China, muchos fabricantes de equipos originales (OEM) de vehículos todoterreno con los que trabajamos prefieren pantallas con botones. Suelen tener entre ocho y diez botones configurables para accesos directos y vistas de pantallas específicas. Lo mismo ocurre con muchos fabricantes de equipos originales (OEM) en Europa.

De igual manera, en ciertas aplicaciones (por ejemplo, máquinas utilizadas en minería o en terrenos difíciles), el operador no debe mirar la pantalla con frecuencia. Disponer de teclados CAN en el reposabrazos o botones para acceder rápidamente a la información puede ayudar al operador a concentrarse en la tarea sin perder tiempo navegando por las pantallas para encontrar información específica.

PPI: ¿Existe una jerarquía de información aceptada por la industria tal como se muestra en las pantallas, para permitir un acceso más rápido a información crítica y ayudar a los operadores a medida que se mueven entre máquinas?

HO: No conocemos una jerarquía estándar para la información que se muestra en las pantallas.

PPI: Las pantallas táctiles son notoriamente inestables, ya que la temperatura y el polvo pueden afectar las funciones táctiles básicas. Muchas no se pueden usar con guantes (a menos que estos tengan una superficie táctil especial). ¿Qué se puede hacer para mejorar esto? ¿Se puede mejorar la matriz táctil para garantizar que al pulsar un botón virtual se obtenga la respuesta requerida?

HO: La capacidad de operar una pantalla táctil con guantes es un requisito en la maquinaria todoterreno. Este requisito puede cumplirse mediante el uso de paneles táctiles resistivos en lugar de capacitivos. Además, el menú de usuario debe estar diseñado para evitar toques accidentales, y los elementos críticos suelen estar sujetos a solicitudes de confirmación.

PPI: ¿Los arañazos en las pantallas táctiles también impiden su correcto funcionamiento? De ser así, ¿qué se puede hacer para solucionar este problema?

La pantalla del Danfoss DM1000B. (Foto: Danfoss)

HO: Sí, los arañazos pueden afectar la funcionalidad táctil y la visibilidad de la pantalla. Existen pantallas más robustas que ofrecen mayor protección contra arañazos. Si bien son más caras, conviene considerarlas para las aplicaciones más exigentes del sector de vehículos todoterreno. La serie DM de Danfoss es un ejemplo de pantallas que utilizan este tipo de pantalla más robusta. Danfoss prueba y selecciona componentes de pantalla diseñados para resistir un manejo brusco. Las pantallas de la serie DM han sido probadas y han demostrado resistir la caída de una bola de 536 gramos desde una altura de 1 metro, lo que demuestra su resistencia a grietas y arañazos.

PPI: ¿Cómo se han mejorado los sistemas de conexión (conectores de cables, etc.) para ofrecer mayor facilidad de instalación a los OEM?

HO: Los conectores Poka-yoke para evitar cableado incorrecto y conectores personalizados con clave para facilitar el cableado son algunos de los métodos que estamos implementando en todos los desarrollos futuros.

Algunos puertos, como Ethernet, tienen estándares de asignación de pines de facto, pero por lo general los clientes requieren y esperan mantener los pines y las posiciones de los puertos iguales para la migración a nuevas plataformas, ya que requiere poco esfuerzo del lado OEM.

PPI: ¿Cómo ha contribuido un mayor número de sensores o una tecnología de detección mejorada a una mejor experiencia de HMI? ¿Estamos llegando al punto de sobrecarga de información debido a la cantidad de fuentes de datos?

HO: La tecnología de detección no ha contribuido a mejorar la experiencia de la HMI, salvo por la mayor velocidad y calidad de la información intercambiada. El aumento de las entradas a estos sensores para diferentes casos de uso ha facilitado la automatización de ciertas operaciones, pero desde la perspectiva de la HMI, no ha cambiado mucho, salvo que ahora se puede ver la información de estos sensores en el clúster.

La cantidad de información que el operador espera y la que se proporciona habitualmente está bien equilibrada. Sin embargo, demasiada información o demasiadas notificaciones pueden distraer al operador, lo que podría generar problemas de seguridad. Incluso sin riesgos ambientales inherentes, gestionar la información en pantalla mientras realiza tareas con la máquina puede resultar abrumador para el operador.

PPI: Algunas empresas de primer nivel han presentado interruptores holográficos, que ofrecen la doble ventaja de ser visibles en condiciones de poca luz y no verse afectados por el polvo. ¿Es probable que estos interruptores ganen más auge en el mercado?

HO: El caso de uso ciertamente tiene sentido, pero debe ser validado por más OEM y usuarios finales para evaluar su potencial futuro.

PPI: Además de la integración de pantallas más grandes en el panel de instrumentos, y particularmente con las retroexcavadoras, ¿sería posible/factible tener una serie de pantallas que se monten en el asiento del operador y giren con el asiento para facilitar la operación de la maquinaria en la parte delantera y trasera de la máquina?

HO: Sí, es posible, y ciertas aplicaciones podrían beneficiarse de ello. De hecho, ya estamos viendo cierta integración de pantallas en los reposabrazos.

PPI: Es posible que en el futuro se puedan mostrar alertas en los cristales de las ventanas. ¿No se consideraría esto potencialmente peligroso debido a que la notificación bloquea la visión del conductor?

HO: La información que se muestra en la pantalla de la ventana y cómo se muestra determina si aporta valor. En caso de alertas críticas, puede ser más cómodo y seguro ver la información dentro del campo de visión del operador. En algunos turismos de alta gama, por ejemplo, las indicaciones de navegación contextualizadas facilitan al conductor mantener la vista por la ventana mientras utiliza la información para tomar las medidas necesarias. Si bien este ejemplo no se aplica completamente a la industria todoterreno, si es necesario apartar la vista de la ventana con frecuencia para obtener información de una pantalla, esto podría convertirse en un problema de seguridad mayor que la presencia de gráficos translúcidos que bloquean la visión del operador. Si la información se convierte en una distracción, debe permanecer en la pantalla.

El Danfoss DM700 en la minicargadora eléctrica Elise 900. (Foto: Danfoss)

PPI: Cuando se trata de utilizar pantallas en máquinas todoterreno, ¿será posible evitar pantallas que muestren “datos por el mero hecho de mostrar datos”, es decir, que muestren información simplemente porque es posible, no porque valga la pena para el operador?

HO: Este es el objetivo en la mayoría, si no en todas, las aplicaciones de visualización de información. La clave, entonces, reside en simplificarla desde la perspectiva del usuario, mostrando y agrupando información útil de forma lógica, fácil de usar y evitando distracciones innecesarias.

En última instancia, ese poder reside en el fabricante de la máquina. Las pantallas de las máquinas no son simples monitores; son pequeños ordenadores con potencia de procesamiento y funciones de visualización. Proveedores como Danfoss proporcionan estas pantallas programables a los fabricantes de equipos originales (OEM), quienes utilizan código C, el editor gráfico del fabricante de la pantalla o una aplicación de código abierto para determinar qué información mostrar en la pantalla y cómo organizarla.

Curiosamente, desarrollar los gráficos para estas máquinas requiere una cantidad increíble de tiempo, especialmente en las nuevas con pantallas más grandes. Casi la mitad del tiempo de desarrollo se dedica únicamente a los gráficos de la pantalla, mientras que la otra mitad se dedica al desarrollo de aplicaciones para el sistema hidráulico, la dirección y todas las interacciones de los componentes. Aunque la pantalla es una parte pequeña de la máquina, representa una parte fundamental del trabajo de desarrollo. Por ello, Danfoss intenta estandarizar el desarrollo mediante el uso de widgets, ya sea mediante nuestros propios paneles y editores gráficos o mediante editores de código abierto con más bibliotecas.

PPI: ¿La tecnología informática basada en pantalla (de cualquier tipo) se volverá redundante a medida que más máquinas se vuelvan operadas de forma remota o autónomas?

HO: Estamos muy lejos de las máquinas totalmente autónomas, donde la necesidad del operador de acceder a información en pantalla se vuelve obsoleta. Existen consideraciones de seguridad que requieren un operador en la cabina de la máquina o cerca de ella, y ambos casos requerirían un clúster HMI para monitorizar y supervisar la máquina, incluso si es totalmente autónoma.

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