Diseñar un bloqueo a prueba de fallos con arduino. Preguntas sobre fiabilidad y diseño.

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Estoy haciendo un candado con arduino. Planeo usar un servomotor. Necesito que el motor no consuma energía cuando los pasadores que traban la puerta y el cuerpo se mantienen en su lugar hasta que se abre. Esto se debe a que será una falla mecánica en caso de que falle la electrónica. He leído que un solenoide puede hacer esto, pero no encontré ninguna explicación. Algunas de las sugerencias tenían formas que no consumían energía para mantenerla en su lugar, pero aún la necesitaban para desbloquearla. Si esto no es lo suficientemente específico como una pregunta sobre electrónica, entonces muévalo a la sección correspondiente

Hice una maqueta rápida, no tengo un mouse, por lo tanto, necesito un poco de holgura. Y este es mi primer diseño de un sistema de motor. Sé que puedo manejar el aspecto mecánico lo suficientemente bien. Traté de hacerlo bastante sencillo. Lo que menciono a prueba de fallas es una función a prueba de fallas específica en la cual si la electrónica falla, un mecanismo retira lentamente la barrera durante un período de tiempo y deja que el resorte # 1 empuje el perno hasta la posición de desbloqueo. Sé que probablemente podría usar 2 solenoides, pero preferiría usar un servo y un solenoide ya que en realidad puedo bloquear el perno en su lugar después, para que no pueda ser manipulado. Ahora veo que el resorte # 1 en su posición actual definitivamente estaría en el camino de la segunda retención, movería el resorte para tirarlo desde el otro lado

Sospecho que me burlarán de un diseño demasiado complicado sin ventajas.

    
pregunta ahugeC_change

2 respuestas

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¿Qué quieres decir con 'a prueba de fallos'?

¿Quieres que se abra, por lo que si hay un incendio que daña la electrónica, la gente todavía puede salir con vida?

¿Quieres que el cierre se cierre, por lo que si los posibles ladrones no funcionan con un encendedor, aún no pueden entrar?

Puede tener ambas opciones si opta por un 'nightlatch', que siempre se puede abrir desde el interior, y que el desbloqueo desde el exterior no se cierre. Pero entonces eso siempre se abre desde el interior.

No puede tener los tres, seguridad personal desde el interior y acceso restringido desde ambos lados en caso de falla.

Si usa un motor y una caja de cambios para mover un cerrojo, entonces será difícil hacer retroceder cualquier caja de cambios de alta relación. Es imposible hacer retroceder un engranaje de gusano si la eficiencia es de < 50%, y tiene que trabajar muy duro para lograr que la eficiencia del gusano sea mayor que eso.

Yendo a una versión de nightlatch, hay dos tipos de bloqueo. Bloqueo y transferencia. Puede hacer que cualquiera de los dos funcione con un solenoide, que está bloqueado en la condición de apagado. Como no tiene que mover realmente el perno, podría ser una potencia bastante baja, por lo que es adecuada para el uso de la batería.

Un mecanismo de bloqueo es el más fácil de hacer funcionar, pero también es el menos seguro. Algo que puede ser retirado por el solenoide se interpone en el camino del eslabón al perno. Esto tiene la desventaja de que si alguien usa la fuerza suficiente en el mango externo (y sentirá que el bloqueo impide el movimiento), finalmente, algo se romperá. Si el bloque se rompe, ellos tienen acceso. Si algo más se rompe, todavía tienes una cerradura rota. Los Early Mini se pueden abrir deslizando un trozo de tubo de acero de 12 "sobre la palanca de la puerta, y apoyándose en ella.

Un mecanismo de transferencia es mejor. La manija se mueve libremente pero de forma impotente cuando está bloqueada, sin vínculo con el perno. Al desbloquear, el solenoide inserta el eslabón final en la cadena de movimiento. Esto es mucho mejor. Puedes concentrar toda la fuerza de supervivencia del vándalo en el asa simple, y como el malo puede sentir que se mueve libremente, no está tentado a aplicar fuerza.

Eso es todo cerraduras y mecánicos. ¿Qué tal la electrónica? Necesita verificar el estado de la batería, y hacer ruido si está bajo. ¿Cómo evitas que se estrelle con un encendedor? Los watchdogs a bleat y reset, y los 'guardias contra choques', saltan a una función de rescate 'ayuda a que estoy siendo hackeado', instalado en toda la tabla de vectores de interrupciones y en todas las partes no utilizadas de su código. Y no hay código monolítico, inserta saltos sobre tus guardias de choque. Esto aumenta la probabilidad de que si el contador del programa se corrompe, pronto ejecutará un salto a su código de rescate. Y como las MCU son bastante baratas, ¿triple redundancia?

    
respondido por el Neil_UK
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Creo que puede estar usando el mecanismo incorrecto para el bloqueo. Los maglocks (cerraduras magnéticas) son ampliamente utilizados para este tipo de aplicaciones en la seguridad de edificios. Vienen en dos modos: liberan cuando se apaga (adecuado para la mayoría de las aplicaciones) y requieren poder para liberarse (prisiones, etc.).

Figura1.Maglockconpolosmagnéticosexpuestosyretenedor.

Noloséconseguridad,perosospechoquelostrespolosestándispuestoscomosur-norte-sur(oviceversa)yquelabobinaestáenrollada,introducidaenlasranurasnegrasyencapsuladaensuposición.Unavezqueel(electro)imángolpeaelretenedor,secierraelcircuitomagnético.Comosabrácualquieraquehayajugadoconunimándeherradura,abrirelcircuitocerradoesmuydifícil.Interferirconestecircuitocerradodesdeelexteriorseríamuydifícildebidoalarelativamentebajapermeabilidaddelaireconrespectoalaplancha.Elhierroesaproximadamente5,000vecesmáspermeablequeelaire.

Figura2.Vistatransversal.

Aquípodemosverqueconelcandadoabierto,lascarasexpuestassonpolosdelelectroimán.Tengaencuentatambiénquelatrayectoriamagnéticaesdosvecesmásanchaenelpolocentralqueenlospolossuperioreinferior,porloqueladensidaddeflujoesbastanteconstante.Unavezquelacerradurasecierra,elflujoformaunbucleatravésdelnúcleodehierro.

  

Algunasdelassugerenciasteníanformasquenoconsumíanenergíaparamantenerlaensulugarperoqueaúnlanecesitabanparadesbloquearla.

Laversión"normalmente bloqueada" requiere poder para desbloquear. Las bobinas suelen ser de 12 o 24 V, por lo que el controlador puede funcionar con una pequeña batería de respaldo de batería de plomo. Necesitaría revisar las hojas de datos para saber cuánta corriente consumen.

    
respondido por el Transistor

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