Uživatelské rozhraní spotřebičů – jedno vyhovuje všem

Nejmodernější uživatelské rozhraní kdysi spočívalo v několika otočných knoflících pod obrazovkou televizního přijímače, ke kterému musel uživatel dojít a ručně nastavit hlasitost či vybrat požadovaný kanál. Dnes uživatelé nemusí ani vstát z křesla, aby navíc ovládali prostorový zvuk nebo video ve vysoké kvalitě.

S tím, jak se elektrické spotřebiče stávají složitějšími a jejich uživatelé očekávají stále vyšší komfort, musí jejich návrháři řešit komplexnější otázky, jako jsou např.: jaké informace zahrnout, jak je zobrazit, typ interface, použití dotykové obrazovky a grafiky atd.

Interface spotřebičů musí pracovat na různých úrovních. Musí uživateli umožnit přístup ke každé funkci, kterou spotřebič nabízí, ale stejně důležité je, aby byla atraktivní. Uživatelské rozhraní, které dobře vypadá, umožní také spotřebič lépe prodat. Koncový uživatel má jistě přesnou představu, jaké funkce od výrobku očekává, ale celkový estetický dojem je také velmi důležitý.

Jednoduchost je klíčem k úspěchu. Vezměme jako příklad mikrovlnné trouby. Ještě před několika lety měly různá tlačítka pro nejrůznější funkce (čas, výkon, opakovaný ohřev, ...) nebo tlačítka, která ovládala nabídku funkcí zobrazovanou na displeji. Místo toho, aby spotřebič usnadňoval uživateli život, jeho ovládání se stalo komplikované a mnohdy zmatené. Dnešní mikrovlnné trouby mají většinou grafický displej s jen několika tlačítky, nebo dokonce jen s jedním.

Grafika

Skutečnost, že se spotřebiče prodávají v zemích, kde se mluví různými jazyky, vedla k současnému trendu používání tlačítek s univerzálními symboly. Tak například u myček a sušiček došlo k nahrazení několika tlačítek s textem jako „stop“ a „start“ jedním tlačítkem s univerzálními symboly „play“, „pause“ nebo „power“ (obr. 1).

Obr. 1 Univerzální symboly na tlačítku s použitím mTouch™ Metal Over Cap touch-sensing

„Soft buttons”

Jediná věc, kterou ani nahrazení psaných slov symboly nemůže zajistit, je učinit tlačítko tzv. „soft”. Tlačítko „Soft button” využívá displej k označení funkce tlačítka, čímž je možné, aby jedno tlačítko mělo mnoho různých funkcí nebo aby stejná funkce tlačítka byla zobrazena na displeji v různých jazycích. Tlačítka typu „Soft button” jsou v případě globálního prodeje výrobků stejně užitečná jako univerzální grafické symboly.

Koncept „Soft button” napomáhá k tomu, aby uživatelské rozhraní v podobě ovládacích prvků spotřebiče bylo moderní a jednoduché. Vezměme si na příklad kombinovanou ledničku se zabudovaným výdejem kousků ledu a chlazené vody. Ještě nedávno mívala taková lednička různá mechanická tlačítka pro výdej ledu a vody, stejně jako pro osvětlení výdejního prostoru. Uvnitř ledničky býval otočný knoflík pro regulaci teploty chladničky i mrazicího pultu. Uživatel neměl žádnou šanci zjistit teplotu uvnitř chladicího i mrazicího prostoru ani si upravit intenzitu osvětlení uvnitř ledničky. Pro konstruktéra takové řešení znamenalo pokaždé jiné ovládací obvody ke každému tlačítku, pro výrobce potom různá označení jednotlivých tlačítek v mnoha světových jazycích.

Obr. 2 „Soft buttons“ v jednoduchém provedení dává uživateli více informací a možností ovládání

Dnes mohou být všechna tlačítka nahrazena jednou interface na vnější straně ledničky. Příklad nového uživatelského rozhraní (obr. 2) neobsahuje více než 5 jednoúčelových tlačítek a grafický displej. Uživatel má možnost nastavit teplotu v chladicím i mrazicím prostoru nezávisle na sobě, kontrolovat stav filtru na výdej chlazené vody a mnoho dalších věcí, a to i bez otevření dvířek chladničky.

Návrh uživatelského rozhraní

„Soft buttons“ sice umožňuje návrháři ovládacích obvodů, aby dal uživateli podstatně více informací a možností ovládání spotřebiče, ale v určitou chvíli se musí zeptat sám sebe, kdy se všechny ty dostupné informace stávají pro uživatele nadbytečnými. Kdyby byly všechny informace zobrazeny ve stejnou chvíli, potom by se potřebný detail ztratil v záplavě ostatních informací. Cílem je tedy kombinovat informace na vyšší úrovni, které uživatel chce vidět nejčastěji, s intuitivním ovládáním různých nabídek, které zajistí uživateli přístup k dalším informacím ve chvíli, kdy je potřebuje, a to s možností jednoduchého návratu na hlavní stránku displeje. V příkladu zobrazeném na obr. 2 by bylo např. možné, aby tlačítko pro filtr vody bylo zelené až do 30 % životnosti filtru, zatímco po překročení této hranice se změnilo na žluté a nakonec i na červené na znamení nutné výměny. Stisknutím tohoto tlačítka by uživatel získal další informace, jako je např. doba do nutné výměny filtru.

Jsou ale situace, kdy návrhář může chtít použít displej a jedno nebo dvě tlačítka spíše než jednoúčelové displeje nebo vícenásobná tlačítka. Nejčastějším důvodem pro takové řešení je jeho schopnost akceptovat novinky jak v ovládání, tak v zobrazování informací, které postupem doby pokrok ve vývoji přináší. Dnešní embedded mikrokontroléry podporují připojení, které umožňuje výrobcům aktualizovat ve spotřebiči firmware. To může být provedeno velmi jednoduše, např. použitím USB portu na koncovém zařízení, který by umožňoval stáhnutí aktualizací z webové stránky výrobce. Jinou možností by bylo drátové či bezdrátové připojení, které by aktualizovalo systém spotřebiče automaticky. Na obr. 3 je jako příklad zobrazen mikrokontrolér, který tyto možnosti připojení nabízí.

Obr. 3 PIC24DA mikrokontrolér řídí uživatelskou interface a zajišťuje možnosti vzdáleného připojení

Představme si, že výrobce vyvine nový algoritmus, který zabrání vytvoření usazenin v pračce. Koncoví uživatelé dané pračky, která je vybavena nejnovějším uživatelským rozhraním, by obdrželi od výrobce email s popisem, které tlačítko stisknout za účelem aktualizace softwaru uživatelské interface. S novým softwarem by bylo také možné aktualizovat menu na displeji, což by bylo nemožné při použití starších, jednoúčelových displejů.

Návrh tlačítek

Návrháři mají na výběr několik technologií, když uvažují nad displejem a tlačítky. Nejnovější displeje jsou větší a nabízejí také větší rozlišení. Dříve se používaly dotykové obrazovky (wire resistive), ale jejich povrchy s polyesterovým filmem byly náchylné na poškrábání a neměly dostatečný jas. Nejnovější technologie používají kapacitní snímače umístěné na druhé straně skla, které je montováno před displejem. Toto řešení zajišťuje lepší přenos světla, které činí displej jasnější, a přitom podporuje dotykové ovládání.

Co se týká vnějších tlačítek, běžná kapacitní dotyková tlačítka mohou zahrnovat krycí, nevodivou stěnu, zhotovenou např. ze skla nebo plastu. Takováto tlačítka lze dnes najít na většině výrobků. Kapacitní dotyková technologie sice nevyžaduje stlačení tlačítka, ale fyzický kontakt musí být také proveden, má-li se změnit kapacita a dotek zaregistrovat. Nemohou být aktivována např. rukavicí nebo koncem dřevěné vařečky, takže jejich používání vyžaduje od kuchaře sundání chňapky pokaždé, když chce něco nastavit, např. změnit teplotu.

Někteří uživatelé mají rádi zpětnou, pocitovou vazbu při stisknutí tlačítka. Pro návrháře tento požadavek znamená setrvání u klasických tlačítek nebo přechod na technologii zvanou „Metal Over Cap” (obr. 1), která snímá kapacitním snímačem průhyb čelního panelu. V takovém případě už lze k aktivování tlačítka použít rukavici nebo konec dřevěné vařečky. Na rozdíl od běžných kapacitních dotykových tlačítek vyžaduje ale tato alternativa skutečné zatlačení na tlačítko.

Interface budoucnosti

Iniciativy, jako jsou Smart Energy a Smart Grid, budou mít velký dopad na to, jaká informace a kde bude zobrazena. V současné době jsou připravovány standardy, které budou definovat komunikaci mezi spotřebiči (např. mezi ledničkou a sporákem, elektroměrem, termostatem, ohřívačem vody, pračkou, sušičkou a dalšími spotřebiči).

Některé regiony už zavedly víceúrovňové ceny energií. A tak se může stát, že např. zapnutí myčky nádobí ihned po večeři nemusí být ten nejlevnější způsob, jak nádobí umýt. V budoucnosti by se na displeji myčky mohla zobrazit informace o tom, jaká je cena energie v tu danou chvíli a jaká bude o několik hodin později. Spotřebiče tak budou v reálném čase poskytovat informace, na základě kterých se bude možné rozhodnout, jak a kdy energii nejefektivněji využít.

Mikrokontroléry, které ovládají nejnovější interface technologie, pomáhají výrobcům i uživatelům snižovat sledované náklady.

Výrobcům umožňují zjednodušit výrobní proces tím, že eliminují výrobu různých verzí spotřebičů pro různé části světa a současně umožňují provádět vzdálenou diagnostiku a aktualizaci výrobků. Koncovým uživatelům pak poskytují vysoký komfort ovládání spotřebičů se zpětnou vazbou v reálném čase, která také přispívá ke snížení spotřeby energie.