БАГАТОЕЛЕМЕНТНІ ШКАЛЬНІ ІНДИКАТОРНІ ПРИСТРОЇ У ВБУДОВАНИХ СИСТЕМАХ
DOI:
https://doi.org/10.28925/2663-4023.2021.11.4360Ключові слова:
надійність передачі даних; шкальний індикатор; інформаційна модель; мікроконтролер; дискретно-аналогова індикація; світлодіод; динамічний режимАнотація
Робота присвячена дослідженню функціональних принципів побудови засобів відображення даних у вбудованих системах та визначенню шляхів підвищення надійності передачі інформації при взаємодії людини та машини. Показано значущість візуального каналу зв’язку з оператором для забезпечення захисту інформації у складних системах та відповідальних застосуваннях. Проаналізовано принципи реалізації підсистеми виводу даних у вбудованих системах та з’ясовано, що потрібний рівень інформативності забезпечують тільки багатоелементні індикаторні пристрої. Досліджено наявну елементну базу індикаторів. Визначено, що найефективнішою елементами індикації з надійнісної та ергономічної точки зору для вбудованих застосувань є світлодіоди. Аналіз принципів візуального подання інформації показав, що аналоговий (дискретно-аналоговий) спосіб передачі даних оператору забезпечує найвищий рівень ергономічних параметрів індикаторів. При цьому найкращі результати має шкальна індикація на основі адитивної інформаційної моделі. Застосування кольору пришвидшує зчитування інформації зі шкали. Проаналізовано схеми керування індикаторними елементами для побудови надійних приладів. З’ясовано, що використанням мікроконтролерів суттєво підвищує рівень надійності та забезпечує гнучкість таких схем керування. В цьому випадку істотний вплив на надійність та ефективність рішень має програмне забезпечення, яке застосовується. Матричне з’єднання світлодіодів, які збуджуються в динамічному режимі, дозволяє побудувати ефективні засоби комунікації з оператором. Проведено аналіз наявної елементної бази індикаторів та схем керування ними для побудови надійних приладів. Визначено, що найкращий комплекс технічних, надійнісних та ергономічних характеристик буде отримано при реалізації виводу даних у вбудованих системах при використанні світлодіодної дискретно-аналогової шкали з мікроконтролерним керуванням в двотактному динамічному режимі. Однак, дослідженню принципів побудови та оптимізації програмної підтримки шкального виводу інформації з використанням схем керування на основі мікроконтролерів приділялося дуже мало уваги.
Завантаження
Посилання
Coombs, C., & Holden, H. (2016). Printed Circuits Handbook, Seventh Edition. McGraw-Hill Education.
Chemes, Є. O., Yampolskiy, Yu.S. (2014). Electrotechnical attachments of radioelectronic devices: monograph. Bahwa.
Barrett, S.F., Pak, D.J. (2017). Embedded systems. Designing applications on microcontrollers of the 68NS12 / НСS12 family using the S. DMK -press language.
Vazhenin V.G. (2016). Analog devices based on operational amplifiers. Ural University Publishing House.
Huang, J.-J., Kuo, H.-C., & Shen, S.-C. (2017). Nitride Semiconductor Light-Emitting Diodes: Materials, Technologies, and Applications. Elsevier Science & Technology.
Bushma, A. V., Yartsev, V. P. (2014). Multi-cycle formation of discrete-analog forms of messages presentation on the LED scale. Suchasniy zagist іnformatsії, (1), 4-9.
Bushma, A.V., Sukach, G.A., Yartsev, V.P. (2006). Multi-cycle formation of discrete-analog forms of message presentation on the LED scale. Devices and systems. Management, control, diagnostics, (9), 16–21.
Peckol, J. (2019). Embedded systems. Hoboken, NJ: John Wiley.
Hennessy, J. L., & Patterson, D. A. (2017). Computer Organization and Design RISC-V Edition: The Hardware Software Interface. Elsevier Science & Technology Books.
Andyk, V.S. (2018). Automated control systems for technological processes at TPPs. Yurayt.
Yusupov, R. Kh. (2018). Fundamentals of automated control systems for technological processes. Infra-Engineering.
Zurawski, R. (2019). Integration technologies for industrial automated systems. CRC.
Shmelova, T., Sikirda, Y., & Sterenharz, A. (2019). Handbook of Research on Artificial intelligence applications in the aviation and aerospace industries. IGI Global.
Parasuraman, R., Mouloua, M. (2018). Automation and Human Performance: Theory and Applications. Routledge.
Millot, P. (2014). Designing Human-Machine Cooperation Systems. John, Wiley & Sons, Incorporated.
Beaty, H. W., & Santoso, S. (2018). Standard handbook for electrical engineers, seventeenth edition. McGraw-Hill Education.
Scherz, P., & Monk, S. (2016). Practical Electronics for Inventors, Fourth Edition. McGraw-Hill Education.
Bushma, A. V. (2008). Matrix models of bar graph data display for bicyclic excitation of the optoelectronic scale. Semiconductor physics, quantum electronics and optoelectronics, 11(2), 188–195. https://doi.org/10.15407/spqeo11.02.188
Thirumalai, J. (2018). Light-Emitting Diode: An Outlook On the Empirical Features and Its Recent Technological Advancements. Books on Demand.
Zhu, Y. (2017). Embedded Systems with ARM Cortex-M Microcontrollers in Assembly Language and C: Third Edition. E-Man Press LLC.
Staff, J. P. (2015). Human-Computer Interaction. Pearson Education.
Filimowicz, M., & Tzankova, V. (2018). New directions in third wave human-computer interaction: volume 1 - technologies. Springer.
Hui, R. (2017). Photo-Electro-Thermal Theory for LED Systems: Basic Theory and Applications. Cambridge University Press.
Mella, P. (2014). The Magic Ring: Systems Thinking Approach to Control Systems. Springer.
Kirakowski, J., Norman, K. (2017). Wiley Handbook of Human Computer Interaction Set. Wiley & Sons, Incorporated, John.
Karwowski, W., Ahram, T. (2018). Applied Human Factors and Ergonomics 2018. Springer.
Kudryashov, B.D. (2015). Information theory. Textbook for universities. Publishing house "Peter".
Boy G. A. (2017). Handbook of Human-Machine Interaction: A Human-Centered Design Approach. Taylor & Francis Group.
Harris, D. (2016). Engineering Psychology and Cognitive Ergonomics. Volume 6: Industrial Ergonomics, Hci, and Applied Cognitive Psychology. Taylor & Francis Group.
Dakin, J. P., Brown, R. G. (2017). Handbook of Optoelectronics, Second Edition: Enabling Technologies. Taylor & Francis Group.
Coombs, C., Holden H. (2016). Printed Circuits Handbook, Seventh Edition. McGraw-Hill Education.
Kensek, K. M. (2014). Information Modeling. Taylor & Francis Group.
Bushma, A. V. (2010). Increase of data protection level for visual information in control systems. Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 13(3), 235—239.
Chandler, D. (2017). Semiotics: The Basics. Taylor & Francis Group.
Platt, C., Jansson F. (2014). Encyclopedia of Electronic Components Volume 2: LEDs, LCDs, Audio, Thyristors, Digital Logic, and Amplification. Make.
Bushma, A. V., Sukatch, G. A. (2006). Possible variants of two-cycle discrete-analog representation of information. Radioelectronics and Communications Systems, 49(2), 11—17.
Webster, J. G., & Eren, H. (2017). Measurement, instrumentation, and sensors handbook, second edition: electromagnetic, optical, radiation, chemical, and biomedical measurement. Taylor & Francis Group.
Eismin, T. (2019). Aircraft Electricity and Electronics, Seventh Edition. McGraw-Hill Education.
Scherz, P., Monk, S. (2016). Practical Electronics for Inventors (4th ed.). McGraw-Hill Education.
