Como as paradas de emergência devem ser conectadas?

Paradas de emergência são obviamente uma boa ideia para a maioria dos robôs. Como devem ser conectados? Quais sistemas devem ser eliminados imediatamente e o que deve continuar funcionando?

Paradas de emergência são um recurso de segurança, normalmente encontrado em equipamentos industriais.

Eles devem ser usados ​​quando o robô puder ferir seres humanos ou causar danos a outros ativos. Isso geralmente depende do peso do robô e da potência dos motores (velocidade na qual o robô se move).

Por exemplo, um robô de 1 kg é muito leve para causar muitos danos. Por outro lado, se for de 50 kg, poderá causar alguns danos. Da mesma forma, um robô voador de 5 kg que se move muito rapidamente pode ser perigoso.

Você desejará montar uma parada de emergência no robô e, possivelmente, outra parada no robô (embora essa seja uma configuração mais difícil). A maneira segura de conectar uma parada de emergência é normalmente fechada. Isso significa que o comutador está normalmente fechado e os dois terminais estão conectados. Ao conectar uma extremidade ao lógico 1 e puxar a outra extremidade ao lógico 0 através de um resistor, ele pode ser usado para determinar o estado da parada de emergência.

Se a parada de emergência for acionada, a chave será aberta e o sinal será puxado para 0 lógico (0 volts).

Isso normalmente é alimentado em um relé que controla a energia do robô.

Observe que outro requisito de segurança das paradas de emergência é que a redefinição de uma parada de emergência não deve iniciar o robô novamente. Para ligá-lo novamente, é necessário reiniciar a parada de emergência e pressionar o interruptor on.

EHow tem um diagrama mostrando como isso deve ser conectado:

http://www.ehow.com/how-does_5151421_do-emergency-stop-buttons-work.html

Como Mark Booth apontou, para aumentar ainda mais a robustez, você também deve usar a chave normalmente aberta. Para fazer isso, conecte este sinal (com um resistor pull down) ao sinal STOP de um relé ( http://en.wikipedia.org/wiki/Relay_logic ).

Os sistemas que devem ser eliminados devem incluir todos os atuadores. Isso significa qualquer coisa que possa se mover. Se você tiver um computador a bordo, poderá separar sua energia para outro sistema para evitar perda repentina de energia. No entanto, você deve garantir que ele não esteja alimentando nenhum atuador diretamente (por exemplo, USB).

Para aplicações de baixa energia, tente economizar espaço pulando o relé e conecte a parada de emergência em série à sua principal fonte de energia (baterias). Não faça isso. Existem dois problemas:

• Isso violaria o princípio de segurança de que a redefinição da parada de emergência não deve por si só ligar a energia novamente.
• Toda a corrente fluirá através de sua parada de emergência. Existem paradas de emergência classificadas até 10A (outras são classificadas apenas como 5A). Seu aplicativo provavelmente exigirá mais atualizações

Se uma parada de emergência for necessária no seu robô, ela provavelmente é grande o suficiente para ter espaço para relés.

Além dos pontos destacados pela ronalchn , se você possui um sistema crítico de segurança , a parada de emergência selecionada deve usar pelo menos uma interface de 4 fios em vez de uma interface mais simples de dois fios.

A parada de emergência deve ter dois comutadores internos, um normalmente fechado e o outro normalmente aberto ( como uma dessas opções da OMRON , consulte A22E-M-11-EMO e A22E-M-11-EMSna p2 da folha de dados ). A activação da E-Stop tanto abre o NC ^{(Normalmente fechado)} interruptor e fecha o NO ^{(Normalmente aberto)} interruptor.

A razão para isso é redundância.

Um modo de falha de um circuito de parada de emergência normalmente fechado de dois fios é que os fios ficam em curto, abrindo a chave NC não faria nada. Isso pode acontecer em uma situação em que um cabo é esmagado, o isolamento deslocado e os fios agora nus se tocam.

Porém, se você decidir ligar o seu batente de parada da maneira oposta, com um circuito normalmente aberto, um de seus modos de falha é que o fio de parada de batida é cortado, fechando o interruptor NO não faria nada. Isso pode acontecer em uma situação em que um cabo é preso entre duas superfícies ou em que o movimento puxa um cabo para fora do soquete.

O risco desses modos de falha significa que nenhum deles é suficiente.

Ao incluir os circuitos NF e NA-Stop, você praticamente elimina esse risco, pois qualquer um dos circuitos de parada de emergência que registram uma condição de parada de emergência causaria uma condição geral de parada de emergência. Não é um extremamente pequena chance de que o circuito NC poderiam ser curto , ao mesmo tempo que o circuito NO está desligado, mas qualquer valor sistema de segurança o seu sal faria a janela de oportunidade para este muito pequeno (ou seja transistor taxas de mudança).

Sobre o que matar em uma parada de emergência, na minha opinião, você deve matar tudo o que pode se mover e tudo o que pode causar danos (como um laser).

Minha experiência é com robótica industrial , onde os mecânicos são tipicamente projetados para que seja inerentemente seguro matar a energia a qualquer momento. Os eixos são projetados para que os motores não atuem contra a gravidade sem engrenagens significativas (por exemplo , robôs SCARA , onde a maioria dos eixos está em um plano horizontal) ou são projetados para que, em uma condição de parada de emergência, os motores sejam em curto, trazendo-os para uma parada abrupta .

O que cortar nem sempre é uma questão simples

Uma complicação surge quando os atuadores realmente precisam de energia para permanecerem seguros. Por exemplo: um braço de robô com tração traseira ou compatível tinha pegado um objeto pesado e está usando a força do motor para manter o objeto no ar. Se você matar o poder, o peso do objeto derrubará os braços e quebrará o objeto, o robô ou uma pessoa.

Uma maneira de implementar recortes

No caso acima, em vez de reduzir a energia do atuador, pode ser aconselhável enviar uma mensagem a todos os atuadores para entrar no modo de segurança. Exatamente o que isso significa depende da natureza do robô e do atuador específico. Eles podem parar ou simplesmente entrar em um modo de baixa energia, onde caem lentamente.

Outra maneira de implementar recorte

No Shadow Robot Hand , o sistema de detecção, o barramento e os atuadores são todos alimentados pela mesma linha de alimentação de 48v. Cada um dos sensores e atuadores possui seus próprios reguladores, cada um com sua própria configuração de bloqueio de tensão não-voltagem. Os atuadores cortam em 25v, enquanto os sensores cortam em 9v. Quando ocorre uma parada de emergência, a linha de fonte de alimentação é reduzida para 18v, o que faz com que a fonte de alimentação dos atuadores seja cortada, mantendo a energia dos sensores e do barramento de comunicação.

Se você não estiver perto do robô, mas precisar de uma parada eletrônica, considere um circuito de vigilância observando um sinal remoto. O circuito fica atento a um sinal de pulsação e, se o sinal parar de pulsar, ativa o circuito de parada de emergência. Você deseja ter isso o mais próximo possível de um circuito físico, o que significa que o pulso não pode ser interpretado por um computador nem por um microcontrolador, porque é provável que qualquer um deles tenha estados de falha que os impedirão de atuar adequadamente o e -Pare.

Como muitas das outras respostas estão afirmando, a parada eletrônica ideal é aquela em que qualquer modo de falha causa uma parada de emergência, o que significa que as leis da física estão fazendo a maior parte do trabalho da parada eletrônica, em vez de algo parecido Programas. Obviamente, tentar interpretar essa parada corretamente depende muito do que o robô deve fazer e das consequências de interromper a ação, mas a falha de um sistema de parada de emergência não deve garantir que o robô continue funcionando.