V robotice: kam BLE patří a kam rozhodně ne
BLE je na robotovi užitečné a má přesně vymezené místo. Problémy začínají tam, kde se ho někdo pokusí použít na to, na co je Wi-Fi nebo drát.
Kam patří
- Konfigurace a diagnostika. Připojit se telefonem k robotovi, přečíst si stav, změnit parametr. Nepotřebuje rychlost ani jistotu doručení do milisekundy a nahrazuje kabel a konektor, které by jinak musely být venku na krytu.
- Telemetrie z čidel na baterii. Teplota ložiska, vibrace, stav dveří — věci, které hlásí jednou za sekundu až minutu a mají vydržet roky.
- Identifikace a lokalizace na hrubo. Majáky, které řeknou „robot je v sekci C“. Na přesnou polohu to není (na to je UWB, viz IoTLab), ale na zónu ano.
- Uživatelské rozhraní. Ruční terminál, tlačítko, čtečka.
Kam nepatří
| úloha | proč ne |
|---|---|
| regulační smyčka | zpoždění je celý interval a při ztrátě jeho násobek; 30 ms je pro smyčku na 100 Hz nepoužitelné |
| nouzové zastavení | viz níže — a je to důležitější než všechno ostatní na téhle stránce |
| video, obrazová data | 800 kb/s v ideálním případě; kamera potřebuje řádově víc |
| synchronizace času | jitter schůzek je v jednotkách milisekund a nedá se kompenzovat |
Nouzové zastavení: proč ne, jasně
Bezdrátové nouzové zastavení existuje a používá se — ale ne přes obyčejné BLE a ne přes obyčejnou Wi-Fi. Norma pro bezpečnostní funkce (EN ISO 13849, IEC 62061) žádá, aby systém poznal svou vlastní poruchu v definovaném čase a přešel do bezpečného stavu. To znamená:
- Detekce výpadku musí být zaručená a rychlá. BLE má supervision timeout, ale ten je typicky 2 až 4 sekundy. Za tu dobu ujede AGV pár metrů.
- Ticho musí znamenat zastav. Tomu se říká princip klidového proudu — bezpečný stav při ztrátě spojení. BLE spojení mlčí legálně (peripheral latency!), takže samotné ticho o poruše nevypovídá.
- Musí to jít doložit. Certifikovaná bezdrátová E-stop zařízení existují, mají vlastní protokol nad rádiem a doložený PL/SIL. Vlastní implementace nad BLE tuhle roli nemůže splnit, ať je napsaná jakkoli dobře.
Podrobně tenhle rozdíl rozebírá SafetyLab; tady stačí věta: BLE se smí dívat, nesmí zastavovat.
Sedm pravidel na závěr
- Interval vybírej podle zpoždění a baterie, ne podle propustnosti.
- Zapni DLE a vyjednej MTU 247. Jeden řádek, sedminásobná účinnost.
- Notifikace místo čtení v cyklu. Dvanáctinásobný rozdíl.
- Ověř nerovnost timeoutu. Jinak spojení padá samo a vypadá to jako vada rádia.
- Posílej data s časovou značkou a zahazuj zastaralé. BLE ti to neudělá.
- Kódované PHY, když je daleko. Deset decibelů zadarmo.
- Na řízení a bezpečnost použij něco jiného. BLE je smysl, ne sval.
Co tahle labka nemodeluje: párování a šifrování (to je bezpečnost, ne přenos, a jeho cena je jednorázová), LE Audio a izochronní kanály, Bluetooth Mesh, a hlavně to, jak si rádio rozvrhuje čas, když je BLE a Wi-Fi na jednom čipu — ten souběh je reálný, neveřejný a u každého výrobce jiný. Vždycky změřit, nikdy neodhadovat.