Il post spiega un circuito del meccanismo di sicurezza che può essere utilizzato nei sottomarini a propulsione umana per proteggere il subacqueo durante le situazioni di emergenza. L'idea è stata richiesta dal Sig. Marielle.

Specifiche tecniche

Per un progetto (volontario) del TU Delft nei Paesi Bassi, stiamo costruendo un sottomarino a propulsione umana. In questo sottomarino abbiamo bisogno di una boa di sicurezza, che deve essere del tipo 'interruttore uomo morto'. Attualmente stiamo progettando un impianto elettrico per questo. Ho letto molti articoli sul tuo blog e ho pensato che potresti aiutarci con questo sistema.

Il sistema utilizza un magnete per tenere la boa nel sottomarino. La boa dovrebbe essere rilasciata se il conducente lascia andare un pulsante (es. Rilascia quando è spento). Dal momento che vogliamo impedire che il bouy si spenga accidentalmente (nessuna emergenza, il dito è semplicemente scivolato dal pulsante durante la gara per un secondo), vorremmo anche costruire un ritardo di due secondi (non è necessario che sia esattamente 2 secondi , ma è necessario un piccolo ritardo).

“vantaggi della commutazione di pacchetto sulla commutazione di circuito ”

Uno dei membri del nostro team ha progettato un sistema per questo, che puoi trovare in allegato. Sono responsabile del progetto finale, il che significa che è anche mio compito controllare questo sistema. Come studente di ingegneria meccanica, questo non è tuttavia il mio punto di forza.

Ci aiuteresti molto se potessi dare un'occhiata al sistema. Sicuramente spero di aver interpretato correttamente tutti i termini inglesi nel disegno, ma se qualcosa non è chiaro chiedetelo.

Molte grazie in anticipo per il tuo tempo e la tua conoscenza,
Cordiali saluti,

Marielle van den Hoed
Ingegnere capo di WASUB
Sottomarino a propulsione umana

Risolvere la richiesta

Cara Marielle,

Dalle informazioni fornite capisco che la tua esigenza è un semplice circuito timer di ritardo ON.

L'allegato mostra un circuito che utilizza un microcontrollore che risulta essere inutilmente complesso, inoltre non sono riuscito a capire l'inclusione di tanti regolatori, un raddrizzatore, dato che il circuito utilizza una batteria da 9V tutti questi non sono assolutamente necessari.

Tuttavia ci sono alcuni dettagli che vorrei sapere: 1) Qual è la resistenza approssimativa della bobina dell'elettromagnete?

2) Vuoi un interruttore a relè, un interruttore a mosfet o un interruttore a transistor di potenza?

3) Una volta che la boa è stata rilasciata, il circuito dovrebbe bloccarsi in quella posizione o vuoi che l'interruttore riattivi l'elettromagnete, ma ovviamente non funzionerà, immagino, perché una volta che la boa viene rilasciata l'unico modo per riportarlo indietro è uno sforzo manuale.
Saluti.

Risposta:

Caro Swagatam,

Il nostro sistema può effettivamente essere inutilmente complesso. Abbiamo provato a trovare un sistema più semplice, ma siamo ancora alle prese con esso.

Il termine raddrizzatore è stato un errore fatto da me. Ho provato a tradurre un termine olandese in inglese e il mio computer mi ha detto che era regolatore o raddrizzatore.

Oggi ho controllato entrambe le traduzioni e ho concluso che il termine giusto è regolatore.

Potresti avere ragione sul fatto che i regolatori non sono necessari. Il motivo per cui li abbiamo utilizzati è stato a causa dei diversi componenti.

Il microcontrollore utilizza 5 V e la bobina 12V.

Volevamo utilizzare due batterie da 9V perché sono più facili da rendere stagne rispetto a una combinazione da 12V. Questo poi doveva essere ridotto a 12V per la bobina (quindi regolatore

1), ea 5V per il microcontrollore (da qui il regolatore 2).

Non eravamo sicuri che tutti i componenti del sistema funzionassero su 9V senza masterizzare / fallire / ecc.

Analizzando il design

Di seguito ho risposto alle tue domande:

1) La resistenza della bobina dell'elettromagnete è di 37,9 Ohm. Questo viene calcolato utilizzando le specifiche sul sito Web da cui lo ordiniamo (la potenza nominale è 3,8 W e la tensione nominale è 12V) e la formula facile: P è U quadrato diviso bij R.

2) Per interruttore penso che intendi il cerchio nel mio disegno, che ha detto 'transistor' accanto ad esso?

Se è così, è un transistor NPN. Se intendevi l'interruttore che il conducente tiene (pulsante):

Questo sito Web è in olandese, ma le schede tecniche sono in inglese e sono abbastanza facili da trovare. Tuttavia, non è riuscito a capire cosa dovevi sapere al riguardo se questo interruttore è quello che intendevi.

3) Non importa cosa succede dopo che la boa è stata rilasciata.

Questo perché, come hai detto, è necessario uno sforzo manuale per ripristinarlo. Preferiamo tuttavia che rimanga spento (fermo in quella posizione).

Questo risparmierebbe energia (e cambiare le batterie è difficile a causa della custodia a tenuta stagna) e quando si riattiva rapidamente rischiamo che la boa non esca dal sottomarino (rilascia per breve, si attacca di nuovo). Potrebbe essere un piccolo rischio e potrebbe essere prevenibile, ma dobbiamo convincere i giudici della nostra gara che è un sistema perfettamente sicuro, quindi nessun rischio è sempre meglio di un piccolo rischio.

Spero che questo risponda alle tue domande. Stiamo ancora lavorando molto duramente su questo e apprezziamo molto il tuo aiuto!

Attendiamo le vostre idee,
Grazie ancora!

Marielle van den Hoed
Ingegnere capo di WASUB
Sottomarino a propulsione umana

Progettare il circuito

Utilizzo di un interruttore Push-To-OFF

Il circuito dell'interruttore boa di sicurezza per i subacquei proposto mostrato di seguito è fondamentalmente un circuito temporizzato di ritardo all'attivazione.

Come si può vedere nella figura riportata, una coppia di batterie da 9V sono unite in serie per l'acquisizione di 18V che viene opportunamente ridotta a 12V tramite un IC 7812 per alimentare l'adiacente stadio del timer di ritardo ON.

L'indicato pulsante push-to-OFF che deve essere tenuto dal subacqueo fintanto che la persona desidera rimanere sommersa. Questo interruttore deve essere di tipo PUSH-TO-OFF.

Il subacqueo dovrebbe portare l'acqua tenendo premuto questo interruttore.

Nel caso (qualunque) se l'interruttore di cui sopra viene rilasciato, il 12v può passare alla base di T1 attraverso R2. Tuttavia, T1 viene inibito dallo 0,6 V richiesto per un periodo di tempo calcolato (2 secondi) fino a quando C2 si carica fino a tale limite.

Non appena T1 conduce, anche T2 segue e accende l'elettromagnete rilasciando la boa verso l'alto.

R5 / D4 assicurarsi che il circuito venga bloccato in questa posizione rendendo l'attivazione permanente dell'elettromagnete fino a quando il circuito non viene estratto dall'acqua.

T3 / R6 forma un interruttore attivato dall'acqua, assicurando che il circuito si inneschi solo quando è immerso nell'acqua e i punti A e B sono collegati con il contenuto d'acqua.

Solo i punti A e B devono essere esposti all'acqua, il resto del circuito deve essere sigillato ermeticamente all'interno di un'apposita custodia impermeabile

Schema elettrico

Elenco delle parti

R1 = 1M
R2 = 100K
R3, R4 = 10K
R5 = 100k
R6 = 100 ohm
C2 = da selezionare per acquisire il ritardo di 2 secondi richiesto
D1 ---- D4 = 1N4007
T1 = BC547
T2 = BC557
T3 = TIP127

Utilizzo di un interruttore push-to-ON

Il prossimo circuito dell'interruttore di sicurezza sottomarino alimentato dall'uomo utilizza un interruttore push-to-ON per un'operazione identica come sopra.

Non appena il subacqueo preme il pulsante e si tuffa in acqua, i punti A e B vengono colmati dall'acqua facendo defluire l'alimentazione nel circuito.

L'interruttore che viene tenuto premuto fa sì che T2 si accenda tenendo così il pin 14 dell'IC 4017 a massa.

Un lampo luminoso momentaneo sul LED assicura che il circuito sia ripristinato e si trovi in una posizione di allerta di standby.

Ora, nel caso in cui il subacqueo sott'acqua rilasci il pulsante, questo causerebbe lo spegnimento di T2, ma solo dopo che C1 si è scaricato al di sotto del livello di 0,6 V.

A questo punto lo spegnimento di T2 renderebbe un potenziale positivo al pin14 dell'IC 4017, facendo sì che la logica alta sul pin3 salti all'ordine di piedinatura dell'uscita successivo che è tecnicamente il pin # 2, ma per ragioni di sicurezza estrema tutte le uscite rimanenti hanno terminato alla base di T1 tramite diodi individuali.

L'azione di cui sopra attiverebbe istantaneamente T3 e l'elettromagnete per le implementazioni previste.

Schema elettrico

Elenco delle parti

R1 = 100 Ohm
R2, R6 = 100K
R4, R3, R5, R7 = 10K
R8 = 1M
C1 = da calcolare per l'acquisizione del ritardo di 2 secondi richiesto
C2 = 0,22 uF
C3 = 0,5 uF / 25 V.
D1 --- D10 = 1N4007
T1 = TIP127
T2, T3 = BC547
IC1 = IC 4017
IC2 = 7812
Switch = tipo push-to-ON
EM = elettromagnete

Feedback dal Sig. Marielle

Marielle van den Hoed6: 24 PM (16 ore fa) per me