HMI altamente personalizado para sistema drive-by-wire premiado

O fato de cada fabricante de máquinas móveis trabalhar em uma solução individual para as exigências de automação e operação autônoma de seus veículos não é muito eficaz. Por isso, a Arnold NextG desenvolveu um sistema drive-by-wire independente de plataforma. A interface com o operador da máquina é formada por uma HMI altamente individualizada da Graf Syteco. Quais foram os motivos que levaram à cooperação entre as duas empresas ágeis do sul da Alemanha?

A falta de mão de obra qualificada é um dos maiores desafios na agricultura e na indústria da construção civil. Uma maneira de enfrentar esse problema é a integração de novas tecnologias que simplificam ou automatizam o controle de máquinas complexas. Até agora, os esforços dos principais fabricantes de máquinas têm-se concentrado principalmente no desenvolvimento de pequenas máquinas autônomas, como robôs agrícolas, placas vibratórias ou rolos compactadores. Além disso, trata-se frequentemente de desenvolvimentos isolados: cada empresa procura a sua própria maneira de enfrentar este desafio. Até agora, quase não existiam tecnologias que permitissem a automação integral de equipamentos fora de estrada, independentemente da classe da máquina.

Plataforma drive-by-wire flexível e adaptável

É exatamente esse o caminho que a Arnold NextG, com sede em Pfronstetten-Aichelau, no distrito de Reutlingen, está seguindo. Sua plataforma totalmente digital de alto desempenho NX NextMotion combina Drive-by-Wire, Steer-by-Wire e Brake-by-Wire em um único sistema, elevando a segurança, a autonomia e o desempenho a um novo patamar. Como solução independente de plataforma, ela pode ser usada em qualquer setor – na tecnologia agrícola, na indústria da construção, na logística, em veículos de defesa e especiais, mas também na mobilidade para pessoas com deficiência. Graças à sua abordagem modular, a NX NextMotion pode ser adaptada de forma flexível às necessidades de cada aplicação. O fundador e CEO da empresa, Kevin Arnold, explica: “Nosso objetivo é tornar a mobilidade mais segura e inteligente, substituindo a mecânica clássica por eletrônica de alta disponibilidade. Isso cria a base para uma mobilidade verdadeiramente autônoma, máquinas controláveis de forma flexível e novos conceitos de veículos – tudo isso a partir de uma única fonte. Nós mesmos nos encarregamos totalmente do desenvolvimento do hardware e software de controle.”

A Arnold NextG desenvolveu, com o NX NextMotion, a base para processos totalmente autônomos de equipamentos fora de estrada. O sistema drive-by-wire automatiza todo o processo de condução de máquinas de trabalho móveis, independentemente da classe da máquina. Até mesmo máquinas de grande porte, como tratores, podem ser movidas automaticamente com o NX Next Motion, inclusive em estradas. A plataforma tecnológica possui homologação para uso em vias públicas e, graças à redundância quádrupla, as mais altas certificações de segurança, como ASIL D e SIL 3.

Sistema Drive-by-Wire NX NextMotion

Qualidade sem concessões

O sistema de controle central NX NextMotion permite uma implementação individual e à prova de falhas. Com o sistema, é possível implementar conceitos de veículos autônomos, como soluções remotas, de teleoperação ou de platooning, mas a operação clássica com um operador de máquina também continua sendo possível.

Para este último, o sistema necessita de uma interface digital homem-máquina que exiba todas as informações relevantes no momento certo e permita o controle de funções centrais em um único dispositivo. Kevin Arnold explica os desafios na busca por um parceiro adequado: “Defendemos a qualidade sem concessões. Seguimos essa abordagem também na escolha de nossos parceiros. Na busca por nosso fornecedor de HMI, só entramos em contato com fornecedores premium, cujos produtos nos convenceram totalmente. Rapidamente ficou claro que os produtos da Graf Syteco atendiam às nossas exigências.”

Na HMI, no canto superior direito da imagem, o mapeamento está sendo executado neste caso de aplicação.

 

Há mais de 40 anos, a Graf Syteco desenvolve e fabrica interfaces homem-máquina para as aplicações mais exigentes em sua unidade localizada em Tuningen, na Floresta Negra. Os produtos são sinônimo de máxima robustez, funcionalidades de controle integradas de alto desempenho, integração de software fácil de usar e legibilidade perfeita em todas as condições ambientais.

Após as primeiras conversas, a realização do projeto avançou rapidamente, como lembra Kevin Arnold: “Em geral, nosso objetivo é sermos rápidos e tomarmos decisões. Do primeiro contato até a assinatura do pedido em menos de dois meses, tudo correu bem. A equipe da Graf Syteco nos impressionou com a alta qualidade dos produtos e da consultoria, agilidade e flexibilidade. Nós mesmos defendemos o máximo dinamismo, por isso estávamos em sintonia no que diz respeito ao espírito da empresa. O fator “fabricado na Alemanha” também foi de grande importância. Com base no entendimento comum de qualidade e confiabilidade – e, não menos importante, no que diz respeito à compreensão jurídica –, é possível trabalhar em conjunto de forma harmoniosa e lucrativa.”

Desenvolvimento de produtos altamente personalizados

As adaptações da IHM de 7 polegadas subjacente da série GSt-A-07C da Graf Syteco foram muito além do padrão. A IHM produzida para a Arnold NextG não tem mais nenhuma semelhança externa com o produto padrão da Graf Syteco. Foi desenvolvida uma forma de caixa própria com bordas muito finas (bezels) e uma saliência adicional para LEDs de informação. A saliência traseira da caixa para os componentes eletrônicos também foi bastante ajustada para criar espaço para componentes opcionais, como interfaces adicionais e memória RAM expansível. Além disso, foi integrado um alarme sonoro que avisa o operador da máquina em situações de operação potencialmente perigosas. O processador i.MX6 instalado de série foi substituído por um potente processador i.MX8 QuadXPlus. Com essas adaptações abrangentes de hardware, a HMI está perfeitamente equipada para a visualização das condições de operação, o controle de todos os subsistemas relevantes e a integração de sistemas de câmera adicionais.

O GSt-A-07C HMI, que serve como base de hardware, oferece como padrão uma resolução de tela de 1024x600 px e um brilho de tela de 1000 nits. A interface Ethernet do HMI de 7 polegadas é fundamental para a integração no sistema drive-by-wire totalmente digital. “Nosso sistema requer hardware potente e um visual moderno que combine com a aparência do NX NextMotion. A Graf Syteco atendeu às nossas necessidades com precisão e rapidez, permitindo-nos avançar rapidamente no desenvolvimento do sistema como um todo. Isso reduziu nosso tempo de desenvolvimento e economizou os recursos internos necessários”, enfatiza Kevin Arnold.

Mas não é apenas o hardware que deve ser convincente em uma HMI. O sistema operacional GSe-OS da Graf Syteco, baseado em Linux, oferece todos os recursos de software necessários para o desenvolvimento de aplicativos, prontos para uso. O GSe Software Suite permite a programação de visualizações, ícones, botões, etc. com a ajuda de ferramentas gráficas como o GSe-VISU. Não é necessário um codificação complexa baseada em texto.Se, posteriormente, for necessário integrar módulos de software mais complexos, isso é possível através da integração Qt opcional via Software Development Kit. O Arnold NextG beneficiou da abordagem aberta do hardware Graf Syteco e utilizou o Flutter para o desenvolvimento de aplicações. Os widgets e designs criados com esta ferramenta também podem ser utilizados nas IHMs Graf Syteco através do SDK.

Assim, a Graf Syteco conseguiu fornecer o pacote completo ideal para o revolucionário sistema NX NextMotion da Arnold NextG: altamente personalizável, robusto, com hardware e software inteligentes e de qualidade impecável.