Innlegget forklarer en krets for sikkerhetsmekanismer som kan brukes i ubåter som drives av mennesker for å beskytte dykkeren i nødssituasjoner. Ideen ble bedt om av Mr. Marielle.

Tekniske spesifikasjoner

For et (frivillig) prosjekt av TU Delft i Nederland bygger vi en menneskedrevet ubåt. I denne ubåten trenger vi en sikkerhetsbøye som må være av en dødmannsbryter-type. Foreløpig designer vi et elektrisk system for dette. Jeg leste mange artikler på bloggen din og tenkte at du kanskje kunne hjelpe oss med dette systemet.

Systemet bruker en magnet for å holde bøyen i underdelen. Bøyen skal slippes hvis sjåføren slipper en knapp (f.eks. Slipp når den er av). Siden vi ønsker å forhindre at ulykken går ved et uhell (ingen nødsituasjoner, fingeren bare gled av knappen under løpet i et sekund), vil vi også bygge en to sekunders forsinkelse (ikke behov for at den skal være nøyaktig 2 sekunder , men litt forsinkelse er nødvendig).

“hvordan lage solkoker ”

Et av teammedlemmene våre har designet et system for det, som du finner i vedlegget. Jeg er ansvarlig for den endelige utformingen, noe som betyr at det også er min oppgave å sjekke dette systemet. Som maskiningeniørstudent er dette imidlertid ikke min styrke.

Du vil hjelpe oss mye hvis du kan se på systemet. Jeg håper absolutt at jeg har de engelske ordene riktig på tegningen, men hvis noe ikke er klart, så spør.

Mange takk på forhånd for din tid og kunnskap,
Med vennlig hilsen,

Marielle van den Hoed
Overingeniør i WASUB
Menneskedrevet ubåt

Løse forespørselen

Kjære Marielle,

Fra den gitte informasjonen forstår jeg at kravet ditt er en enkel forsinkelse på tidtakerkrets.

Vedlegget viser en krets ved hjelp av en mikrokontroller som ser ut til å være unødvendig kompleks, og jeg kunne ikke forstå inkluderingen av så mange regulatorer, en likeretter, siden kretsen bruker et 9V batteri, alt dette er absolutt ikke nødvendig.

Imidlertid er det noen få detaljer som jeg ønsker å vite: 1) Hva er den omtrentlige motstanden til elektromagnetsspolen?

2) Ønsker du en relébetjent bryter, en mosfet-betjent eller en strømtransistorstyrt bryter?

3) Når bøyen er sluppet, forventes kretsen å låses i den posisjonen, eller vil du at bryteren skal slå elektromagneten tilbake til strømmen, men åpenbart vil det ikke fungere, antar jeg, for når bøyen er sluppet, er den eneste måten å bringe den tilbake er ved en manuell innsats.
Hilsen.

Tilbakemelding:

Kjære Swagatam,

Systemet vårt kan faktisk være unødvendig komplisert. Vi har prøvd å komme på et enklere system, men vi sliter fortsatt med det.

Begrepet likeretter var en feil som ble gjort av meg. Jeg prøvde å oversette et nederlandsk begrep på engelsk, og datamaskinen min fortalte meg at det enten var regulator eller likeretter.

Jeg sjekket begge oversettelsene i dag og konkluderte med at det riktige begrepet er regulator.

Du kan ha rett i at regulatorene er unødvendige. Grunnen til at vi brukte dem var på grunn av de forskjellige komponentene.

Mikrokontrolleren bruker 5V, og spolen 12V.

Vi ønsket å bruke to 9V batterier fordi de er lettere å gjøre vanntette enn en 12V kombinasjon. Dette måtte deretter reduseres til 12V for spolen (derav regulator

1), og til 5V for mikrokontrolleren (derav regulator 2).

Vi var ikke sikre på at alle komponentene i systemet ville fungere på 9V uten å brenne / svikte / osv.

Analyserer designet

Nedenfor har jeg svart på spørsmålene dine:

1) Motstanden til elektromagnetsspolen er 37,9 Ohm. Dette beregnes ved hjelp av spesifikasjonene på nettstedet vi bestiller det fra (nominell effekt er 3,8W og nominell spenning er 12V) og den enkle formelen: P er U kvadrat delt med R.

2) Ved bryter tror jeg du mener sirkelen i tegningen min, som sa 'transistor' ved siden av?

I så fall er det en NPN-transistor. Hvis du mente bryteren, holder sjåføren (knapp):

Dette nettstedet er på nederlandsk, men databladene er på engelsk, og de er ganske enkle å finne. Det kunne imidlertid ikke finne ut hva du trengte å vite om det, men hvis denne bryteren er den du mente.

3) Det spiller ingen rolle hva som skjer etter at bøyen er sluppet løs.

Dette er fordi, som du sa, det krever manuell innsats for å bringe den tilbake. Vi foretrekker imidlertid at den vil forbli av (sperre i den posisjonen).

Dette vil spare strøm (og det er vanskelig å skifte batterier på grunn av det vanntette tilfellet), og når det slår seg raskt på igjen, risikerer vi at bøyen ikke går ut av underdelen (slipp for kort, festes igjen). Det kan være en liten risiko, og det kan forebygges, men vi må overbevise dommerne i vårt løp om at det er et helt sikkert system, så ingen risiko er alltid bedre enn en liten risiko.

Jeg håper dette svarer på spørsmålene dine. Vi jobber fortsatt veldig hardt med dette, og vi setter stor pris på din hjelp!

Vi gleder oss til ideene dine,
Takk igjen!

Marielle van den Hoed
Overingeniør i WASUB
Menneskedrevet ubåt

Designe kretsen

Bruke en Push-To-OFF-bryter

Den foreslåtte kretsen for sikkerhetsbøyebrytere som vises nedenfor, er i utgangspunktet en forsinkelse på tidtakerkrets.

Som det kan sees i den gitte figuren, er et par 9V batterier koblet i serie for å anskaffe 18V, som passende trappes ned til 12V gjennom en 7812 IC for å mate den tilstøtende forsinkelsen PÅ timer-scenen.

Den angitte trykk-til-AV-knappen som må holdes inne av dykkeren så lenge personen ønsker å være under vann. Denne bryteren må være en PUSH-TO-OFF-bryter.

Dykkeren forventes å bli vannbåret med denne bryteren holdt nede.

I tilfelle (overhodet) hvis bryteren ovenfor frigjøres, får 12v passere til basen til T1 gjennom R2. Imidlertid hindres T1 fra den nødvendige 0,6V i en beregnet tidsperiode (2 sekunder) til C2 lades opp til den grensen.

Så snart T1 leder, følger T2 også og slår PÅ elektromagneten som slipper bøyen oppover.

R5 / D4 må du forsikre deg om at kretsen blir låst i denne posisjonen og gir en permanent aktivering av elektromagneten til kretsen trekkes ut av vannet.

T3 / R6 danner en vannaktivert bryter, som sørger for at kretsen bare utløses når den er nedsenket i vann og punktene A og B er broet med vanninnhold.

Bare punktene A og B må utsettes for vann, resten av kretsen må forsegles tett i et vanntett kabinett

Kretsdiagram

Deleliste

R1 = 1M
R2 = 100K
R3, R4 = 10K
R5 = 100k
R6 = 100 ohm
C2 = skal velges for å få den nødvendige forsinkelsen på 2 sekunder
D1 ---- D4 = 1N4007
T1 = BC547
T2 = BC557
T3 = TIP127

Ved hjelp av en Push-to-ON-bryter

Den neste menneskelige drevne ubåtsikkerhetsbryterkretsen bruker en trykk-til-PÅ-bryter for en identisk operasjon som ovenfor.

Så snart dykkeren trykker på trykknappen og dykker i vannet, blir punkt A og B broet med vann som får tilførselen til å strømme i kretsen.

Når bryteren holdes nede, får T2 til å slå seg på og holder derved pin 14 på IC 4017 til bakken.

En lys øyeblikkelig blits over LED-en sørger for at kretsen tilbakestilles og er i beredskapsposisjon.

I tilfelle dykkeren under vann slipper trykknappen, vil dette føre til at T2 slås AV, men bare etter at C1 har sluppet ut under 0,6V-nivået.

På dette tidspunktet vil T2 bli slått AV, noe som vil gi et positivt potensial til pin14 på IC 4017, og føre til at logikken høy ved pin3 hopper til neste pinout-rekkefølge for utgangen som er teknisk pin # 2, men av ekstreme sikkerhetsgrunner har alle gjenværende utganger blitt avsluttet til basen av T1 via individuelle dioder.

Ovennevnte handling vil umiddelbart utløse T3 og elektromagneten for de tiltenkte implementeringene.

Kretsdiagram

Deleliste

R1 = 100 ohm
R2, R6 = 100K
R4, R3, R5, R7 = 10K
R8 = 1M
C1 = beregnes for å oppnå den nødvendige forsinkelsen på 2 sekunder
C2 = 0,22 uF
C3 = 0.5uF / 25V
D1 --- D10 = 1N4007
T1 = TIP127
T2, T3 = BC547
IC1 = IC 4017
IC2 = 7812
Bryter = trykk-til-PÅ-type
EM = elektromagnet

Tilbakemelding fra Mr. Marielle

Marielle van den Hoed18: 24 (16 timer siden) til meg