Príspevok vysvetľuje obvod bezpečnostného mechanizmu, ktorý je možné použiť v ponorkách poháňaných človekom na ochranu potápača počas mimoriadnych situácií. Túto myšlienku požadoval pán Marielle.

Technické špecifikácie

Pre (dobrovoľný) projekt TU Delft v Holandsku staviame ponorku poháňanú človekom. V tejto ponorke potrebujeme bezpečnostnú bóju, ktorá musí byť typu „mŕtvy muž“. V súčasnosti na to navrhujeme elektrický systém. Čítal som veľa článkov na vašom blogu a myslel som si, že by ste nám s týmto systémom mohli pomôcť.

Systém používa magnet na udržanie bóje v ponorke. Bóje by sa mala uvoľniť, ak vodič pustí gombík (napr. Uvoľniť, keď je vypnutý). Pretože chceme zabrániť náhodnému rozbehnutiu výbehu (žiadna núdzová situácia, prst na prstoch počas sekundy iba skĺzol z gombíka), chceli by sme tiež vybudovať dvojsekundové oneskorenie (nie je potrebné, aby to bolo presne 2 sekundy) , ale je potrebné mierne oneskorenie).

“konštrukcia analógových a digitálnych obvodov ”

Jeden z našich členov tímu pre to navrhol systém, ktorý nájdete v prílohe. Som zodpovedný za konečný návrh, čo znamená, že je tiež mojou úlohou skontrolovať tento systém. Ako študent strojárstva to však nie je moja silná stránka.

Veľmi by ste nám pomohli, keby ste sa mohli pozrieť na systém. Určite dúfam, že som na výkrese dostal správne anglické výrazy, ale ak niečo nie je jasné, opýtajte sa.

Ďakujem vopred za váš čas a vedomosti,
S úctou,

Marielle van den Hoed
Hlavný inžinier WASUB
Ľudská ponorka

Riešenie žiadosti

Milá Marielle,

Z uvedených informácií chápem, že vašou požiadavkou je jednoduché zapojenie časovacieho obvodu ON.

V prílohe je znázornený obvod využívajúci mikrokontrolér, ktorý sa javí ako zbytočne zložitý. Tiež som nemohol pochopiť začlenenie toľkých regulátorov, usmerňovača, pretože v obvode sa používa 9V batéria, to všetko nie je potrebné.

Existuje však niekoľko podrobností, ktoré by ma zaujímali: 1) Aký je približný odpor elektromagnetickej cievky?

2) Chcete spínač ovládaný relé, spínač napájaný mosfetom alebo spínač napájaný tranzistorom?

3) Po uvoľnení bóje sa očakáva, že sa obvod v tejto polohe zafixuje, alebo chcete, aby prepínač prepol elektromagnet späť na napájanie, ale to samozrejme nebude fungovať, myslím, pretože akonáhle sa bója uvoľní, jediný spôsob, ako prinavrátiť je to manuálnym úsilím.
S pozdravom.

Spätná väzba:

Drahý Swagatam,

Náš systém môže byť skutočne zbytočne zložitý. Snažili sme sa prísť s jednoduchším systémom, ale stále s ním bojujeme.

Pojem usmerňovač bola chyba, ktorú som urobil ja. Skúšal som preložiť holandský výraz do angličtiny a počítač mi povedal, že ide buď o regulátor, alebo usmerňovač.

Dnes som skontroloval oba preklady a dospel som k záveru, že správny výraz je regulátor.

Možno máte pravdu, že regulačné orgány nie sú potrebné. Dôvod, prečo sme ich použili, boli rôzne komponenty.

Mikrokontrolér používa 5 V a cievka 12V.

Chceli sme použiť dve 9V batérie, pretože sú ľahšie vodotesné ako kombinácia 12V. To sa potom muselo pre cievku (teda regulátor) znížiť na 12V

1) a na 5 V pre mikrokontrolér (teda regulátor 2).

Neboli sme si istí, že všetky komponenty v systéme budú pracovať na 9 V bez napaľovania / zlyhania / atď.

Analýza návrhu

Ďalej som odpovedal na vaše otázky:

1) Odpor elektromagnetickej cievky je 37,9 Ohm. Toto sa počíta pomocou špecifikácií na webových stránkach, z ktorých si ich objednávame (menovitý výkon je 3,8 W a menovité napätie je 12V) a ľahkého vzorca: P je U na druhú delené bij R.

2) Prepínačom myslím, že máte na mysli kruh na mojom výkrese, vedľa ktorého je uvedený tranzistor?

Ak je to tak, ide o NPN tranzistor. Ak ste mysleli na prepínač, ktorý drží vodič (tlačidlo):

Táto webová stránka je v holandčine, ale údajové listy sú v angličtine a dá sa ľahko nájsť. Nemohlo však prísť na to, čo o ňom potrebujete vedieť, aj keď je tento prepínač tým, čo ste mysleli.

3) Nezáleží na tom, čo sa stane po uvoľnení bóje.

Je to preto, lebo ako ste povedali, jeho vrátenie si vyžaduje manuálne úsilie. Preferujeme však, aby zostal vypnutý (v tejto polohe sa zablokuje).

To by ušetrilo energiu (a výmena batérií je kvôli vodotesnému puzdru tvrdá) a keď sa rýchlo prepne späť, riskujeme, že bója neopustí sub (uvoľnenie na skrat, opäť sa pripojí). Môže to byť malé riziko a dá sa mu predísť, ale musíme presvedčiť rozhodcov v našej rase, že ide o úplne bezpečný systém, takže žiadne riziko nie je vždy lepšie ako malé riziko.

Dúfam, že to odpovie na vaše otázky. Stále na tom skutočne tvrdo pracujeme a veľmi si vážime vašu pomoc!

Tešíme sa na vaše nápady
Ešte raz ďakujem!

Marielle van den Hoed
Hlavný inžinier WASUB
Ľudská ponorka

Navrhovanie obvodu

Pomocou spínača Push-To-OFF

Navrhovaný obvod spínača bezpečnostnej bóje pre potápačov, ktorý je zobrazený nižšie, je v podstate obvodom časovača oneskorenia zapnutia.

Ako je možné vidieť na danom obrázku, niekoľko 9V batérií je zapojených do série na získanie 18V, ktoré sú vhodne znížené na 12V prostredníctvom 7812 IC na napájanie susedného stupňa časovača zapnutia.

Uvedené tlačidlo push-to-OFF, ktoré musí potápač držať, pokiaľ si osoba želá zostať ponorená. Tento prepínač musí byť typu PUSH-TO-OFF.

Očakáva sa, že potápač dostane vodu, keď bude tento spínač stlačený.

V prípade, že (ak vôbec) dôjde k uvoľneniu vyššie uvedeného spínača, môže 12V prechádzať na základňu T1 cez R2. Avšak T1 je inhibovaný z požadovaných 0,6 V na vypočítanú dobu (2 sekundy), kým sa C2 nenabije až do tohto limitu.

Len čo T1 vedie, nasleduje aj T2 a zapne elektromagnet, ktorý uvoľní bóju smerom hore.

R5 / D4 sa uistite, že sa obvod zablokuje v tejto polohe, čo spôsobí trvalú aktiváciu elektromagnetu, kým sa obvod nevytiahne z vody.

T3 / R6 tvorí spínač aktivovaný vodou, ktorý zaisťuje, že sa obvod spustí iba vtedy, keď je ponorený do vody a body A a B sú premostené obsahom vody.

Iba body A a B musia byť vystavené vode, zvyšok okruhu musí byť pevne utesnený vo vodotesnom kryte

Schéma zapojenia

Zoznam položiek

R1 = 1 M
R2 = 100 tis
R3, R4 = 10K
R5 = 100k
R6 = 100 ohmov
C2 = zvoliť pre získanie požadovaného 2-sekundového oneskorenia
D1 ---- D4 = 1N4007
T1 = BC547
T2 = BC557
T3 = TIP127

Pomocou prepínača Push-to-ON

Nasledujúci bezpečnostný spínací obvod ponorky napájaný človekom používa prepínač push-to-ON na rovnakú operáciu, ako je uvedené vyššie.

Len čo potápač stlačí tlačidlo a ponorí sa do vody, body A a B sa premostia vodou, čo spôsobí, že v okruhu bude prúdiť voda.

Stále držané stlačené prepínanie spôsobí, že T2 sa zapne, čím drží kolík 14 IC 4017 na zemi.

Jasný okamžitý záblesk nad LED diódou zabezpečí, že sa obvod resetuje a nachádza sa v pohotovostnej pohotovostnej polohe.

Teraz, ak potápač pod vodou uvoľní tlačidlo, spôsobilo by to vypnutie T2, ale až po tom, čo C1 klesne pod hladinu 0,6V.

V tomto okamihu by vypnutie T2 spôsobilo pozitívny potenciál pre pin14 IC 4017, čo by spôsobilo, že logická výška na pin3 skočí na ďalšie poradie výstupu pinout, čo je technicky pin # 2, ale z extrémnych bezpečnostných dôvodov majú všetky zostávajúce výstupy boli zakončené na základňu T1 cez jednotlivé diódy.

Vyššie uvedená akcia by okamžite spustila T3 a elektromagnet pre zamýšľané implementácie.

Schéma zapojenia

Zoznam položiek

R1 = 100 ohmov
R2, R6 = 100 K
R4, R3, R5, R7 = 10K
R8 = 1 M
C1 = má sa vypočítať pre získanie požadovaného 2-sekundového oneskorenia
C2 = 0,22 uF
C3 = 0,5uF / 25V
D1 --- D10 = 1N4007
T1 = TIP127
T2, T3 = BC547
IC1 = IC 4017
IC2 = 7812
Prepínač = typ push-to-ON
EM = elektromagnet

Spätná väzba od pána Marielle

Marielle van den Hoed18: 24 PM (pred 16 hodinami) mne