Redundanz

Ein Sensor ist eine Meinung. Hängt er im Gewächshaus zu nah an der Heizung, meldet er 25 °C, während die Tomaten am anderen Ende frieren. Fällt er aus, weißt du gar nichts mehr. Mit mehreren Sensoren wird aus der Meinung eine Entscheidung.

Zwei Sensoren vergleichen#

Mit zwei Sensoren erkennst du, dass etwas nicht stimmt:

sub diff ta tb
abs diff diff
sgt uneinig diff TOLERANZ    # mehr als 2 K auseinander

Welcher der beiden recht hat, weißt du damit noch nicht. Zwei Sensoren reichen also für eine Warnung („Sensoren uneinig, bitte nachsehen“), aber nicht für eine sichere Entscheidung.

Mehrheitsentscheid mit drei Sensoren#

Drei Sensoren stimmen ab. Jeder gibt eine Stimme „zu kalt“ ab, und die Heizung folgt der Mehrheit:

slt kalt ta EIN
slt tmp tb EIN
add kalt kalt tmp
slt tmp tc EIN
add kalt kalt tmp
sge tmp kalt 2           # mindestens zwei Stimmen

Ein einzelner Sensor neben der Heizung wird überstimmt. Und weil ein Vergleich mit NaN immer 0 ist, gibt ein ausgefallener Sensor einfach keine Stimme ab – die beiden anderen entscheiden allein.

Mit derselben Idee bekommt die Heizung eine Hysterese: Stimmen für „zu kalt“ schalten ein, Stimmen für „zu warm“ schalten aus. Liegt die Temperatur dazwischen, bleibt alles, wie es ist.

Ausfall melden#

Redundanz hat eine Falle: Fällt ein Sensor aus, merkt es niemand, weil ja alles weiterläuft. Bis der zweite ausfällt. Deshalb zählt der Chip die gültigen Sensoren mit und meldet jeden Ausfall sofort. Unter zwei gültigen Sensoren gibt es keine Mehrheit mehr – dann geht die Heizung in den sicheren Zustand.