Safety-Schaltung

[gento]

Ich wollte so was 'Basteln`
Mit CPU allen Micki's doch ohne Relais.

Drum mal dumm nachfrage :
1) Was ist Pflicht was die können muß
2) Was ist erwünscht.

An Buk`s oder IC`s soll`s nicht scheitern.

Nun legt Mann`s & die eine Dame mal los.

Gento lauscht ................

[thomas]

Ja, vor allem muß sie einfach zu justieren sein, ohne stundenlange Einstellversuche mit Oszi, wie schon gehabt.
Von der Funktion her natürlich die Überwachung des Feedbacksignales und eine Bewegungskontrolle, damit der Strahl nicht stehenbleibt, wenn der Rechner abstürtzt.
Z.B. innerhalb von 0.5s muß eine der beiden Achsen sich um X Positionen verändert haben.


Und auf geht's!

[alexs]

Also ich hab' hier ein halbfertiges Projekt rumliegen:
Folgende Eckdaten:
- CPU ist ein Atmel Mega128
- schnelle AD-Wandler fuer XY Feedback der Scanner und ILDA Signal
- Display 20x4, mit einigen Tasten und einem Drehcodiertaster
- Testbildgenerator als Alternative ( 16x16 Linienraster )
- evtl. noch ein DMX interface zur Fernsteuerung
- wichtig> die CPU hat einen Watchdog intern. (zur selbstueberwachung)
- Ausgang fuer einen Strahlabschatter oder die 6 PCAOM Farbkanaele
- Eingang fuer einen Not-Aus Taster

Gruesse, Alex.

[fst-laser]

0,5s sind zu lange. Die Safty muß innerhalb von 50ms den Fehler erkennen. Die Abtastung muß also ziehmlich schnell (ca. 20ms oder weniger) von statten gehen in der sich der Weg um ein Minimum (Einstellbar) ändert.

Zudem muß man noch den leichten Weg- bzw. Zeit-Versatz von Soll (PC) und Ist (Scanner-Feedback) mit einbeziehen.

Gruß
Flo

[ekkard]

Hi Gento und alle anderen:
Wenn das Ganze "sicher" z.B. i.S. DIN56912 sein soll, dann muss die Abschaltung *
* ausfallsicher sein (unabhängig davon, was die CPU oder die ICs machen)
* im Falle eines Bewegungsmangels innerhalb 100 ms strahlungslos sein.

Natürlich reichen 100 ms nicht, 50ms auch nicht. Die Überlegung ist folgende: In dieser Zeit besteht nur eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit, dass nach Ausfall der Bewegung ein Unfall eintritt. Und wenn umgekehrt der Strahlfleck auf einer Zuschauerpupille zum Stehen kommt, kommt bei leistungsstarken Lasern jeder Eingriff zu spät! Würde "man" (die Normengeber) einen solchen Unfall erwarten müssen, dürfte man leistungsstarke Laser im Showgewerbe überhaupt nicht zulassen.

[gento]

Ich hatte an 25 mSek gedacht ..... das sind < 40 Punkte je Sekunde.

Normal gute Scanner fahren in <0,04 mSek Punkte ab.

Soll und ist vergleichen bringt nur was wenn keine CPU vorhanden ist sowie das ist geblankt zusätzlich ausgewertet wird.
Oder wenn eine Achse platt geht , was aber nicht gefährlich ist. (bei 25 mSek)

lg Gento

[thomas]

Natürlich reichen 100 ms nicht, 50ms auch nicht.

Naja, das hängt vom Einsatzgebiet ab.
Viele Laserfirmen stehen solchen Safetys oft noch skeptisch gegenüber, weil sie unverhofft in die Show eingreifen können, wo es nun überhaupt nicht passen würde. Wenn z.B. aus künstlerischen Gründen mit einzelnen Beams irgendwelche Effekte angestrahlt werden sollen, muß diese Safety-Funktion entsprechend abgeschwächt bzw. ausgeschaltet werden können.
In diesem Fall sollte die Safety nur der Notnagel sein.
Die Auswertung des Feedbacksignales bleibt davon unabhängig.

Anders sieht es bei Anlagen aus, die in Discotheken installiert werden, und bei denen die unerfahrenen Betreiber die Effekte auch selber erstellen wollen. Da ist natürlich die größte Sicherheitsstufe angesagt.

[jojo]

Wenn z.B. aus künstlerischen Gründen mit einzelnen Beams irgendwelche Effekte angestrahlt werden sollen..

Dazu gibts sogenannte Sicherheitsbereiche, die festlegen, in welchem Bereich die Safety aktiv ist und in welchem nicht.
Wäre natürlich paradox zu sagen: "Ich will eine Safety einsetzen, aber willkürlich stehende Beams produzieren".

[ekkard]

Mal ne dumme Frage: Wenn es Bereiche gibt, wo ein stehender Strahl gebraucht wird und sich dort keine Zuschauer befinden, könnte man den dafür zuständigen Raumwinkel doch durch eine geeignete Blende eingrenzen? In diesem Raumwinkel besteht zwar ein Laserbereich, der durch geeignete Absperrungen vor Zutritt geschützt sein muss. Dadurch darf aber ein Klasse 3B Laser in diesen Laserbereich strahlen (bis 500 mW).

[construct]

Mal ne dumme Frage: Wenn es Bereiche gibt, wo ein stehender Strahl gebraucht wird und sich dort keine Zuschauer befinden, könnte man den dafür zuständigen Raumwinkel doch durch eine geeignete Blende eingrenzen? In diesem Raumwinkel besteht zwar ein Laserbereich, der durch geeignete Absperrungen vor Zutritt geschützt sein muss. Dadurch darf aber ein Klasse 3B Laser in diesen Laserbereich strahlen (bis 500 mW).

Und wenn man dann wieder unterhalb diese Bereiches scannen will?
Man will ja nicht die ganze Zeit stehende Beams haben sondern unterhalb der Marke möchte man ja auch noch scannen können, was durch die Blende vor der Scannereinheit dann nicht mehr möglich wäre.

[sanaia]

Hallo,

Mal ne dumme Frage: Wenn es Bereiche gibt, wo ein stehender Strahl gebraucht wird und sich dort keine Zuschauer befinden, könnte man den dafür zuständigen Raumwinkel doch durch eine geeignete Blende eingrenzen?

könnte man - aber das führt den sinn eines scanners ad absurdum.

Die sache mit dem beamscanning wurde ja schon im einsteigerbereich diskutiert. Raum-FX mit einem scanner anzupeilen halte ich für unverantwortlich. Laß bei dem scanner mal die achse klemmen - dann gehen u.U. mehrere Watt ins publikum

Man könnte mittels diverser fensterdiskriminatoren, deren ausgänge logisch verkettet sind, verschiedene zonen definieren in denen die safety ignoriert wird - allerdings muß sowas peinlichst genau vor jeder show eingestellt werden. Außerhalb dieser zonen müßte die safety dann jeden stehenden beam abschalten. Eine minimale zeit festzulegen, die der beam stehen darf, halte ich für gefährlich - denn es ist ein ziemlicher unterschied, ob da ein 2mW beam oder ein 2W beam z.B. 10ms in der gegend rumsteht.
Mehrere zonen deshalb, weil man z.B. einen saal mit galerie erwischen kann. Die erste unsichere zone wäre dann unterhalb 2,70, die zweite z.B. zw. 4 und 6 m. Dazwischen und darüber ist eine sichere zone, denn da würde der beam eh nur gegen die wand gehen.
Ob der strahl steht oder nicht, kann mit einem hochpassfilter aus dem feedbacksignal abgeleitet werden. Man könnte hier sogar mit einem weitern schwellwertschalter feststellen, ob der strahl schnell genug bewegt wird.
Mikrocontrollerbasierten lösungen traue ich nicht. Ein spike auf der versorgungsspannung und die stürzen ab - und das ist natürlich gerade für eine safetyschaltung fatal

Für eine diskrete realisierung braucht man zwar jede menge chips - aber die ist wenigstens failproof - es sei denn, ein chip raucht ab ...

[afrob]

Mikrocontrollerbasierten lösungen traue ich nicht. Ein spike auf der versorgungsspannung und die stürzen ab - und das ist natürlich gerade für eine safetyschaltung fatal

Die Ausfallüberwachung für Mikrocontroller wurde schon erfunden und ist sogar bei gängigen Typen schon mit eingebaut.

Die Ausfallwahrscheinlichkeit potenziert sich mit der Anzahl der Bauteile.

[thomas]

Die sache mit dem beamscanning wurde ja schon im einsteigerbereich diskutiert. Raum-FX mit einem scanner anzupeilen halte ich für unverantwortlich. Laß bei dem scanner mal die achse klemmen - dann gehen u.U. mehrere Watt ins publikum

Wenn eine Safety dran hängt, kann das mit Sicherheit nicht passieren, da die Feedbacküberwachung alarm schlägt.
Fällt der gesamte Scanner aus, macht ebenfalls die Safety zu. Hat man keine Safety, ist es egal ob man Spiegel-Beams scannt oder normale Figuren.
Durch Spiegel-Beams erhöht sich ja nicht die Leistung.

Werden die Spiegel über Strahlschalter angepeilt, können sie ebenfalls erfahrungsgemäß nach wenigen Tagen dejustiert sein und den Spiegel verfehlen, was keine Safety merkt. Um hier alles perfekt zu machen, muß eine Rückmeldung den getroffenen Spiegel bestätigen.

Es gibt auch Safetys, bei denen Laserbereiche eingestellt werden können, ist aber ziemlich umständlich und deshalb nur für Festinstallationen sinnvoll.

Ist eigentlich auch garnicht nötig. Wenn mehrere Spiegel/Effekte gleichzeitig angestraht werden, was bei höheren Leistungen auch sinnvoll ist, und diese besser zu verteilen, schlägt die Safety nicht an.

Gruß.

[sanaia]

Die Ausfallüberwachung für Mikrocontroller wurde schon erfunden und ist sogar bei gängigen Typen schon mit eingebaut.

ich weiß - nennt sich watchdog. Und, kann die einen ausfall, incl. reboot in den *arbeitsfähigen* zustand unterhalb 20ms detektieren ?

[thomas]

Tja,

man kann die Sache drehen wie man will... , irgend ein Restrisiko wird man immer finden. Ob nun der Tiger den Zuschauer beißt oder der Feuerschlucker das Zelt abbrennt.
Selbst wenn die Sicherheitseinrichtungen der Anlage bis zur Perfektion ausgebaut werden, kommt am Ende der unvermeidliche Zuschauer und hält mit irgendeiner Verlängerung einen Spiegel in den Strahlengang, wie schon geschehen.

Das ist nunmal der Stand der Technik und diese wurde als sicher definiert.
Vielleicht sollten die Safety-Schaltungen zukünftig einer Norm entsprechen, um maximale Sicherheit zu garantieren. Aber was nützt die beste Safety, wenn die Laser viel billiger sind und nichts mehr übrig bleibt für Sicherheit. Da liegt ein viel größeres Problem.

[jojo]

Vielleicht sollten die Safety-Schaltungen zukünftig einer Norm entsprechen, um maximale Sicherheit zu garantieren.

HIIIILFE!! Nicht noch mehr Regularien!

[ekkard]

Ich fürchte, hier wird zuviel von den Sicherheitseinrichtungen verlangt - gewissermaßen im Rundumschlag-Verfahren.

Ich würde das vorübergehende Austasten der Strahlung als "Betriebsfall" definieren und nicht als "Notfall". Das bedeutet: Das Austasten kann jederzeit, andauernd und überall eingesetzt werden und braucht nicht sicherer zu sein, als sonstige Betriebsmittel.

Hingegen müssen Notfall-Einrichtungen dann ausfallsicher greifen, wenn z.B. eine Ablenkeinheit klemmt, deren Spannung ausbleibt oder irgendein Modul anfängt zu spinnen. Zu diesen Modulen gehört dann auch die Austasteinrichtung.

Notfall-Einrichtungen sprechen im Idealfall nie an. Man testet sie allenfalls vor Inbetriebnahme der Anlage. Im Gegensatz dazu werden Austasteinrichtungen fortwährend betrieben bzw. angesteuert, und sie müssen nicht ausfallsicher abschalten (austasten).

[gento]

Ich gehe die Sache so an.
Ohne CPU überwachung ob die läuft.

Die Scannzone , da darf ich lange stehen wird von Ops ermittelt und mit Spindeltrimmern eingestellt.

Es wird grundsätzlich nach 25 mSek ausgeschaltet ohne CPU , es sei die CPU sendet alles I.O. & Zeit reseten. (Gruß vom NE 555)

Steht der Scanner ((X and Y)or (X or Y)) wählbar, ohne Blank sagt die CPU Dunkel machen.

Wer ein leicht abgleichbares System mag, mein Tip ,greife zum 1 mW Pointer .
Weil zu leicht machen, da denkt Anfänger leicht ,alles ist einfach und einfach sind Eyes rausgeschossen my Meinung.

Gento

p.s. soll für hochwertige Scanner sein (nicht mot tauglich)

[ekkard]

Hi Gento,
ICs (dazu zählt natürlich auch jede Art von CPU) stellen im Zweifelsfall keine Sicherheit her. Das vorweg.

So, wie Du die Sicherheit beschreibst, bin ich damit einverstanden unter dem Vorbehalt, dass ein Impuls von 25 ms Dauer als Einzelimpuls die MZB einhält.
Wenn die CPU arbeitet und die Funktion aller Ablenkeinheiten feststellt, dann darf sie den Shutter aufziehen. In allen anderen Fällen bleibt der Shutter ohne Signal und damit geschlossen. Soweit die CPU (oder sonstige ICs).
Dies stellt jedoch einen Betriebsfall oder eine Betriebsweise dar und ist keine Sicherheit im Sinne einer ausfallsicheren Schaltung.

Die Sicherheit ist erst dadurch gewährleistet, dass nach 25 ms der Shutter immer schließt, es sei denn die CPU beweist, dass sie noch arbeitet - also einen logischen Wechsel am Ausgang abliefert.
Wäre im Fehlerfall die CPU zu keinem Wechsel mehr fähig (also Ausgang Dauer-0 oder Dauer-1) bleibt der Shutter zu oder schließt nach 25 ms. (Bis jemand oder etwas die CPU wieder flott macht).

[turntabledj]

@Gento & Alex

da ich mir als nächstes ne Safety zulegen möchte, würd mich interessieren, ob's bereits Neuigkeiten zu den Projekten gibt ?

Ansonsten ein kleinwenig Off...: Könnt Ihr mir eine bestimmte Safety empfehlen !? Ist für CT6800 mit den "alten" Originaltreibern gedacht.
Sollte einstellbare Zone(n) haben und je unkomplizierter die Einstellerei, umso besser...

Grüße
Achim