İki Ekranlı ve Çok Kullanıcılı Taşınabilir Bilgisayar: h2c

Transkript

1 İki Ekranlı ve Çok Kullanıcılı Taşınabilir Bilgisayar: h2c Hüseyin Gürüler 1, Süleyman Burçin Şüyun 2 1 Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Bilişim Sistemleri Mühendisliği Bölümü, Muğla 2 Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilişim Teknolojileri Mühendisliği, Konya hguruler@mu.edu.tr, suleymanburcin@hotmail.com Özet: Bu çalışmanın amacı, ekranları arasındaki açı değerine göre üç farklı şekilde kullanıma sahip bir taşınabilir bilgisayar prototipi gerçekleştirmektir. Bu çalışmanın bir diğer amacı, iki farklı kullanıcının aynı veya farklı uygulamaları aynı anda kullanabilmesini sağlayan bir taşınabilir bilgisayarın fizibilitesini araştırmaktır. Anahtar Sözcükler: Dizüstü Bilgisayar, Çift Ekranlı Bilgisayar Sistemler, Çok Kullanıcılı Bilgisayar Sistemler Abstract: The objective of the present study is to realize a notebook which has three different uses according to the angle value of its screens. Another objective of the present study is to investigate the feasibility of a notebook which enables two different users to use the same or different applications at the same time. Keywords: Laptop Computers, Dual Screen Computer Systems, Multi-user Computer Systems 1. Giriş Günümüzde dizüstü, notebook, laptop, netbook, tablet PC olarak da isimlendirilebilen taşınabilir bilgisayarlar masaüstü bilgisayara göre hem daha az yer kaplamaktadır hem de kullanıcılar istediği zaman söz konusu bilgisayarları yanlarında taşıyabilmektedir. Taşınabilir bilgisayarlar kullanım kolaylığı sunmaları nedeniyle masaüstü bilgisayarlara göre daha çok tercih edilmektedir. Yine bu bakış açısı ile taşınabilir bilgisayarlara donanımsal ve tasarım olarak bazı ekleme ve değişim yapılarak ürün yelpazesine yeni ürünler eklenmektedir. Şu andaki bilgisayar ve notebook sistemlerinin kullanımında sayısı az olmayacak şekilde hayatta karşılaşılabilen bazı durumlara karşı, tek kullanıcılı olarak tasarlanmaktan kaynaklı, ihtiyacı karşılayamadığı veya kolaylık sunmadığı gözlenmektedir. Söz konusu eksikliği gidermek için günümüzde iki ekranlı dokunmatik sistemler geliştirilmektedir. Şekil 1. Estari çift ekran notebook Şekil1 de gösterilen yapıda ana ekran bünyesinde klavyeyi de barındırırken, ikinci ekran menteşe sistemi sayesinde kolayca döndürülebilmektedir [3] yılında, OLPC XO-2 duyuruldu [4]. XO- 2, daha çok çocuklara hitap etmekte; kitap, tablet ve notebook olmak üzere 3 modda çalışabilmektedir. Mayıs 2009 da, Asus Flipbook [5] CeBIT te tanıtıldı. İki ekranlı dokunmatik sistem; iki ekrana sahip, bunlardan en az biri dokunmatik yapıda, hem görüntü aktarımı gibi çıkış elemanı hem de istenirse klavye gibi sanal bir giriş elemanı olabilen yapıdadır [1]. İki ekranlı dokunmatik sistemlerin tarihsel bir yaklaşım ile bakılacak olursa; 2004 yılında, bir İtalyan firması olan V12 Design, Canova adlı bir prototip geliştirdi [2] de, Estari isimli Amerikan firması, V12 tarafından yaratılan konseptten yararlanarak çift ekranlı dizüstü bilgisayar geliştirmiştir. Şekil 2. Asus çift dokunmatik ekran notebook Şekil 2 de gösterilen Asus çift dokunmatik ekran taşınabilir PC konseptinde klavye bulunmamakta ikinci ekran gerektiğinde dokunmatik bir klavye olarak kullanılabilmektedir. Flipbook, her iki bitişik ekranı ile hem dikey hem de yatay görsel arayüz

2 sunabilmektedir. Sayfa çevirme özelliği sayesinde kitap okumayı sevenler için özel olarak geliştirilmiş bir bilgisayardır [5]. Microsoft 2009 yılında, şekil 3 te gösterilen dual-screen tablet PC, veya diğer adıyla Booklet geliştirmiştir. HP firmasına yaptırılan Booklet, iki adet 7 inç multi-touch ekrana sahiptir [6]. Şekil 3. Microsoft dual-screen tablet PC Mart 2010 da, EnTourage edge duyuruldu. Burada bir ekran tablet diğeri ise e-kitap olarak kullanılabiliyordu [7]. Ocak 2010 da, MSI iki ekranlı dokunmatik bir netbooku CES te tanıtmıştır [8]. Haziran 2010 da, Toshiba Libretto W100 Windows 7 ile çalışan bir iki ekranlı bir notebooku tanıtmıştır [9]. Ocak 2011 de, NEC firması LT-W Cloud Communicator adlı bir Android tableti tanıtmıştır. Bu tablet, bir kitap gibi açılabilmekte ve iki ayrı ekranında iki farklı işlem yapılabilmektedir [10]. Mart 2011 de, Acer Iconia 6120 adlı iki ekranlı touchbooku tanıtmıştır [11]. Nisan 2011 de, Sony Tablet P adlı bir Android tableti tanıtmıştır [12]. Görüldüğü üzere, hemen hemen notebook üreticisi her firmanın iki ekranlı taşınabilir sisteme bir şekilde giriş yaptığı görülmektedir. Bilgisayar sistemlerinde çoklu kullanıcı sistemlerine yönelik sistem yazılımlarındaki gelişmeler incelendiğinde, Thin Client sistemi ile bir master PC birden fazla kullanıcı için kullanılmakta ve özellikle bilgisayar laboratuvarları için ekonomik bir alternatif sunmaktadır. Bu sistemler, geleneksel tek kullanıcılı bir bilgisayara göre birçok avantaja sahiptir. Daha düşük toplam sahip olma maliyeti, daha düşük enerji maliyeti ve basitleştirilmiş yönetim bu avantajlardan bazılarıdır [13]. Şu anda BeTwin ES yazılımı birden fazla kullanıcıyı aynı anda ve bağımsız olacak şekilde Windows işletim sistemi ortamında (32-bit ve 64- bit) çalıştırabilmektedir. Bu sistemde ikinci bir VGA kart / USB video adaptörü takılır ve ikinci bir monitör bağlanır. İsteğe bağlı olarak USB hoparlörler, USB fare, USB klavye takılabilir. BeTwin ES yazılımı yüklenildiğinde ek VGA kartları / adaptörleri, monitör, USB fare, klavye ve hoparlörler ile sekiz ek kullanıcıya kadar destek verilebilmektedir [14]. Intel WiDi [14], Microsoft WPF kullanarak çift ekran görüntüleyen bir sistem yapılandırmasına izin vermektedir. Çift ekran uygulaması geliştirmek için Intel WiDi yazılım kütüphaneleri geliştirilmiştir. Örneğin bir uygulamada birincil ekran (notebook, tablet veya telefon) kontrol, ikincil ekrana (TV veya projektör) görüntülenecek içerik olacak bir çift ekran özelliği tasarlanabilir. Bu örnek kullanım durumda Intel WiDi teknolojisine sahip bir ultrabook cihazdan bir TV'de medya dosyaları görüntülenebilmektedir [15]. Günümüzde çok ekranlı taşınabilir bilgisayarlarda çok kullanıcılı kullanıma imkan sağlayan sistemler de geliştirilmeye başlanmıştır [16]. Bu çalışmada, ekranları arasındaki açı değerine göre üç farklı modda kullanıma sahip ve iki kullanıcılı bir taşınabilir bilgisayar (h2c) gerçekleştirilmiş ve tanıtılmıştır. 2. Sistem Tasarımı ve Donanım Gerçekleştirilen taşınabilir bilgisayar için patent başvurusunda yer alan ilk şematik görüntü Şekil 4 de verilmektedir. Bu taşınabilir bilgisayar; Şekil 4. h2c çatı görüntüsü Kullanıcıların girdi yapmasını ve/veya yapmış olduğu girdileri görmesini sağlayan, birbirlerine menteşelenmiş, aralarındaki açı değeri değiştirilebilen, iki dokunmatik ekran, Ekranlar arasındaki açı değerini algılayan bir algılayıcı, Algılayıcının algıladığı açı değerine göre ekranların gösterge birimi (display unit) ve/veya giriş birimi (input unit) olarak kullanılmasını ve ekranlardaki görüntülerin düşey veya yatay doğrultuda gösterilmesini sağlayan bir kontrol birimi içermektedir. Gerçekleştirilen bilgisayar modüler olarak aşağıda detayları verilecek olan bu görüntüleme, algılama, kontrol ve bağlantı birimleri ile gerçekleştirilmiştir.

3 2.1 Görüntüleme Birimi Görüntüleme birimi, yüksek çözünürlükte görsellik sunacak ve birden çok dokunuşu algılayabilen yüksek hassasiyetli algılayıcıları ile interaktif ekranlardır. Bir veya daha fazla kullanıcıların girdi yapmasını ve yapmış olduğu girdileri görmesini sağlar. İçerdiği kısımlar aşağıda verilmiştir: a dokunmatik LCD ekran. b. LCD kontrol Kartı: Yüksek çözünürlük değerlerinde ekran kontrolünü sağlayan kontrol kartı. c. Renk ve kontrast gibi LCD ekranı ilgilendiren ayarları gerçekleştiren kart. d. İnvertör: Analog sinyalleri dijitale çeviren kart. e. Kablolar: Ekran kontrolcü ile ekran arası, invertör ekran kontrolcü arası, ayar kartı ile ekran kontrolcü arası sistem gereksinimlerini karşılayan kablo gruplarıdır. 2.2 Algılama Birimi (Algılayıcı) Algılama birimi, ekranların hemen arkasında veya yanında bulunan algılayıcılar ile x-y ve y-z koordinatlarını algılayarak ekranların konumlarını belirler ve buna göre bir mod seçer (Çatı modu, notebook modu, tablet modu). İçerdiği kısımlar aşağıda verilmiştir: a. Koordinat algılayıcıları: Sürekli olarak ekranın x-y ve y-z koordinatlarına göre konumunu denetler. b. Algılayıcı birimi kontrol kartı: Belirli zaman aralıkları ile x-y ve y-z koordinatları algılayıcılarından gelen verileri yorumlayan ve daha sonra kontrol biriminde bulunan ekran açı algılayıcı denetleyicisine ulaştıran kontrol devresidir. 2.3 Kontrol birimi İki ekranlı ve çok kullanıcılı sisteminde algılayıcının algıladığı açı değerine göre ekranların gösterge birimi veya giriş birimi olarak kullanılması sağlar. İçerdiği kısımlar aşağıda verilmiştir: a. Tümleşik kontrol birimi: İki adet ekranı aynı anda çalıştırabilmek için algılayıcılardan gelen verileri işleyen tümleşik bir birimdir. Bu birim üzerinde çalışacak güncel işletim sistemi için gereksinim duyulan ek yazılımlar birlikte çalışmaktadır. kontrol eden birim. Bu birim USB portlardan birine bağlanarak portlardan birini kullanmaktadır. Ayrıca kullanıcıların girdi yapmasını ve/veya yapmış olduğu girdileri görmesini sağlayan ve gerektiğinde klavye ve fare gibi davranabilmesi için kullanılan bir çift dokunmatik ekranın farklı açılarda birbirlerinde bağımsız durmaları için özel olarak dizayn edilmiş menteşeler (Şekil 5) tasarlanmıştır. Şekil 5. Çift dokunmatik ekranın farklı açılarda durmaları için dizayn edilmiş menteşeler 2.4 Endüstriyel Tasarım ve Gerçekleştirme aşamaları Bu kısımda h2c nin gerçekleştirme aşamaları ve çalışma prensibi bahsedilmektedir. Çalışma tamamen bir endüstriyel tasarım örneğidir. Gerçekleştirme aşamaları ise şu şekildedir: a. Donanım birimlerinin tasarlanması: Görüntüleme, algılayıcı, kontrol birimlerinin amacına yönelik tasarlanması b. Tasarlanan donanım birimlerinin elektronik devre kartlarının çok katmanlı baskı devre üzerinde gerçekleşmesi c. Geliştirilen donanım birimlerinin tümleşik bir yapı haline getirilmesi d. Yazılım yüklemeleri ve kullanıcı testleri Prototipin kasası beklenen tüm ihtiyaçları karşılaması için özellikle ekran ve güç kablolarının uygulanacağı alanlar titizlikle ölçülüp üç boyutlu olarak tasarlanmıştır. Prototipin ince bir görünüşe sahip olması için gerek kasanın üretimi gerekse seçilen elektronik kartların tümü en küçük ölçüde seçilmiştir. Prototipin son kullanıcıya hitap eden profesyonel bir görünüşü olması üzerine uzun süreli bir dizayn süreci geçirilmiş ve etkili kullanımını kısıtlamayacak şekilde enerji tasarrufu da göz edilerek bir tasarım yapılmıştır (Şekil 6). b. Ekran açı algılayıcı denetleyicisi: Algılama birimi ile iletişimi sağlayan ve algılama birimini

4 bilgisayarın iki kullanıcı tarafından kullanmasını sağlamaktadır. Şekil 6. Elektronik kart yerleşimi ön çizimi Bu tasarımın tüm kullanım ve taşıma durumlarını gösteren görüntüler Şekil 7 de toplu olarak verilmiştir. Şekil 7. h2c Prototip ön çizimleri (4 Adet) 3. Sistemin Çalışması Proje konusu taşınabilir bilgisayarda kullanılan ekranlar arasındaki açı değerlilerine göre ekranların fonksiyonu ve kullanım şekilleri değişmektedir. Ekranların kullanım şekillerinin değişmesi vasıtasıyla taşınabilir bilgisayarın tek veya çok kullanıcı tarafından kullanılmasına olanak sağlanmaktadır. Ekranların her ikisi de girdi işlemlerinin yapılması amacıyla dokunmatiktir. Algılayıcı, ekranlar arasındaki açı değerini algılayan sensördür. Buna bağlı olarak, ekranlar arasındaki farklı açı değerlerine göre taşınabilir bilgisayarın farklı kullanım şekilleri bulunmaktadır. Söz konusu açı değerleri, 0 ile 180 derece arası, tam 180 derece, 180 ile 360 derece arası olmak üzere üç farklı açı değerleridir. Ekranlar arasındaki açı değeri 0 ile 180 derece arası veya tam 180 derece iken kontrol birimi taşınabilir bilgisayarın tek kullanıcı tarafından kullanmasını sağlarken, ekranlar arasındaki açı değeri 180 ile 360 derece arasındaki iken kontrol birimi taşınabilir Kontrol birimi, ekranlar arasındaki açı değeri 0 ile 180 derece arasında iken ekranlardan birini kullanıcının yapmış olduğu işlemleri gösteren gösterge birimi olarak belirlerken diğer ekranı ise kullanıcının klavye veya fare işlemlerini yapabilmesi için giriş birimi olarak belirlemektedir. Söz konusu uygulamada kontrol birimi ekranlardaki görüntülerin yatay doğrultuda, birbirleriyle aynı yönde gösterilmesini sağlamaktadır. Kullanıcılar klavye veya fare işlemleri için ekranı dokunmatik olarak kullanabilmektedir. Kullanıcıların klavye veya fare işlemlerini dokunmatik ekranı kullanarak yapmak istememe ihtimaline karşın klavye veya fare kablolu olarak da bağlanabilmektedir. Kontrol birimi, ekranlar arasındaki açı değeri tam 180 derece iken ekranların her ikisini de gösterge birimi olarak belirlemekte ve ekranlardaki görüntülerin düşey doğrultuda, birbirleriyle aynı yönde gösterilmesini sağlamaktadır. Söz konusu uygulamada, kontrol birimi ekranlar üzerinde kullanıcıya iki farklı seçenek sunmaktadır. Söz konusu iki farklı seçeneğin ilkinde kullanıcının ekran görüntüsünü büyütüp büyük ekranlı tek bir görüntü üzerinde çalışma yapması sağlanmaktadır. Diğer seçenekte ise kullanıcının iki farklı ekranda farklı uygulamaları kullanması sağlanmaktadır. Söz konusu ikinci seçenekte örneğin kullanıcı bir ekranda ödev hazırlarken diğer ekranda oyun oynayabilmektedir ve iki ekran büyüklüğünde tek bir uygulama üzerinde de çalışabilmektedir. Ekranlar arası açı değerinin tam 180 derece olduğu bu uygulamada kullanıcılar dokunmatik ekranları kullanarak taşınabilir bilgisayara girdi yapmakta, istenirse klavye veya fare kablolu veya kablosuz olarak takılarak kullanabilmektedir. Kontrol birimi, ekranlar arasındaki açı değeri 180 ile 360 derece arasında iken ekranların her ikisini de gösterge birimi olarak belirlemekte ve ekranlardaki görüntülerin yatay doğrultuda, birbirlerine zıt yönde gösterilmesini sağlamaktadır. Söz konusu zıt yön sayesinde iki kullanıcının taşınabilir bilgisayarı aynı anda kullanabilmesi sağlanmaktadır. Söz konusu uygulamada kontrol birimi taşınabilir bilgisayarı iki kullanıcının aynı anda kullanabilmesini sağlamaktadır. Windows işletim sistemi içerisine sanal bir işletim sistemi kurularak iki ekranın ayrı bilgisayar olarak aynı anda çalışması sağlanmıştır. Bir uygulama ile birden fazla USB cihazın kontrol ettiği imleçler oluşturularak onlara farklı çerçevelerde işlem yapma kabiliyeti kazandırılmıştır. Sensörlerden her

5 3sn de bir gelen veriler sayesinde prototipin hangi pozisyonda olduğu ve buna göre çalışma sistematiği kontrol edilmektedir. Fakat LCD test cihazının entegresi sırasında test cihazının varsayılan ayarları ikinci ekranı çalışır hale getirilmesine uygun olmadığından dolayı bilgisayar açılışta kontrol kartı konfigürasyonu gerçekleştirmektedir. Bu da iki ekranın aktif çalışabilmesi anlamında bir kaç saniyelik bir zaman kaybı meydana getirmektedir. Şekil 8 de gerçekleştirilen h2c adlı taşınabilir bilgisayar prototipine ait resimler verilmiştir. Şekil 8. Gerçekleştirilen h2c adlı taşınabilir bilgisayar prototipine ait resimler 4. Tartışma ve Sonuç Söz konusu uygulama sayesinde iki farklı kullanıcı birbirleriyle aynı veya farklı uygulamaları aynı taşınabilir bilgisayar üzerinden kullanmaktadır. Örneğin, kullanıcıların her ikisi de aynı çizim programını çalıştırabilmekte, beraber çizim yapabilmektedirler veya kullanıcılardan biri taşınabilir bilgisayarda bir program yazarken diğer kullanıcı aynı anda internete girip arkadaşlarıyla sohbet edebilmektedir. Söz konusu uygulamada kullanıcılar dokunmatik ekranları kullanarak taşınabilir bilgisayara girdi yapmakta ve/veya klavye ve/veya farelerini kablolu veya kablosuz olarak bağlantı birimine takarak kullanmaktadır. Projenin tasarlanma esnasında yapılan çizimlerdeki incelik, gerekli donanımların yerleştirilmesi sonrasında maalesef yakalanamamıştır. Bunun nedeni kullanılan kontrol kartlarının yükseklik ve genişliğinin özellikle soğutma sistemlerinden dolayı çok yer kaplamasıdır. Bilgisayar tasarımında kartların hacmi daha fazla küçültülerek daha iyi bir iç dizayn sağlanabilir. Bilindiği üzere; prototipleme, aşamalandırma veya fazlara ayıran yaklaşım, risklerin ve kısıtların erken tespit edilmesini kolaylaştırmakta, karşı önlemlerin planlanmasında ve uygulanmasındaki başarıyı arttırmaktadır. Hedeflenen ise; dünya çapında çok önem verilen yeni bir taşınabilir bilgisayar ürününü hayata geçirmektir. Geliştirilmiş sistem, geleneksel tek kullanıcılı bir bilgisayara göre, giriş bölümünde bahsedilen, birçok avantaja sahiptir. Daha düşük toplam sahip olma maliyeti, daha düşük enerji maliyeti ve basitleştirilmiş yönetim bu avantajlardan bazılarıdır. Dolayısı ile gerçekleştirilecek çalışmanın bilişim endüstrisine de uygun olması nedeniyle, çalışmadan elde edilecek sonuçların ilgili tasarımcılar ve üreticiler tarafından yararlanılabileceği değerlendirilmektedir. Son olarak, ekranları arasındaki açı değerine göre üç farklı şekilde kullanıma sahip olan ve iki kişinin aynı anda benzer ya da farklı bir uygulamayı kullanabileceği bir taşınabilir bilgisayar tasarımı, prototip şeklinde gerçekleştirilmiştir. Süreç sonunda oluşan ürün kullanıcılar üzerinde test edilmiş ve kullanılabilirliğini kanıtlamıştır. İşlem performansı kullanıcıları memnun eder düzeydedir. Bu bildiri ile hayalin öncelikle yazı ve şekle, daha sonra tasarıma ve en sonunda vücuda çıkarılmasını sevinerek sizlerle paylaşmak istedim. 5. Teşekkür Bir dizüstü bilgisayarı iki kullanıcının aynı anda, birbirini engellemeden, bağımlı ve/veya bağımsız olarak kullanmasını sağlayan bu buluşun Sıtkı Koçman Vakfı ve TÜBİTAK 1008-Patent Başvurusu Teşvik ve Destekleme Programı destekleri ile fikri mülkiyet ve patent koruması çalışmaları gerçekleştirilmiştir. TPE, Ulusal Patent belgesi, Patent No: TR B. Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Bilimsel Araştırma Proje desteği (Proje No: 13/107) ile prototipi gerçekleştirilmiştir. Bu nedenle adı geçen kurum, kuruluş ve vakıflara minnettarlıklarımı sunarım.

6 6. Kaynaklar [1] Dual-touchscreen, [2] V12 Designs' Dual-Touchscreen Notebook, designs-dual-touchscreen-notebookcoming-within-two-years [3] Estari, Dual-screen laptop, [4] OLPC laptop/tablet, [5] Asus' dual-screen concept laptop, [6] Microsoft Booklet, microsoft_courier/ [7] EnTourage edge, DGe [8] MSI s dual touchscreen netbook prototype, [9] Toshiba libretto Concept PC, [10] NEC LT-W Dual-Screen Tablet, ,00.asp [11] Acer Dual-Screen Iconia "Touchbook", [12] Sony Dual-Screen Android Tablets, [13] NComputing, [14] Thinsoft BeTwin 2000/XP, aring_betwin.aspx [15] Dual Screen Intel WiDi Application, /article/437858/dual-screen-wpf-widiapplication0.pdf [16] Xu, Y., Red, E., Jensen, C. G., A Flexible Context Architecture for a Multi-User GUI, Computer-Aided Design & Applications. 8(4): (2011).