Obwód wyłącznika boi bezpieczeństwa dla łodzi podwodnej zasilanej przez człowieka

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





Słupek wyjaśnia obwód mechanizmu bezpieczeństwa, który może być używany w łodziach podwodnych napędzanych przez ludzi do ochrony nurka w sytuacjach awaryjnych. Pomysł został zgłoszony przez pana Marielle.

Specyfikacja techniczna

W ramach (dobrowolnego) projektu TU Delft w Holandii budujemy łódź podwodną o napędzie ludzkim. W tej łodzi podwodnej potrzebujemy boi bezpieczeństwa, która musi być typu „czuwakowego”. Obecnie projektujemy do tego instalację elektryczną. Przeczytałem wiele artykułów na Twoim blogu i pomyślałem, że możesz nam pomóc z tym systemem.



System wykorzystuje magnes do trzymania boi w łodzi podwodnej. Boja powinna być zwolniona, jeśli sterujący puści przycisk (np. Puszczenie, gdy jest wyłączony). Ponieważ chcemy zapobiec przypadkowemu uruchomieniu bouy (brak sytuacji awaryjnej, palec właśnie ześlizgnął się z przycisku podczas wyścigu na sekundę), chcielibyśmy również zbudować z dwusekundowym opóźnieniem (nie ma potrzeby, aby było to dokładnie 2 sekundy , ale potrzebne jest niewielkie opóźnienie).

Jeden z członków naszego zespołu zaprojektował dla niego system, który można znaleźć w załączniku. Jestem odpowiedzialny za ostateczny projekt, co oznacza, że ​​moim zadaniem jest również sprawdzenie tego systemu. Jako student inżynierii mechanicznej nie jest to jednak tak naprawdę moja siła.



Bardzo byś nam pomógł, gdybyś mógł przyjrzeć się systemowi. Mam z całą pewnością nadzieję, że wszystkie angielskie terminy zostały poprawnie zapisane na rysunku, ale jeśli coś jest niejasne, zapytaj.

Z góry wielkie dzięki za poświęcony czas i wiedzę,
Z poważaniem,

Marielle van den Hoed
Główny Inżynier WASUB
Okręt podwodny zasilany przez ludzi

Rozwiązanie wniosku

Droga Marielle,

Z podanych informacji rozumiem, że twoim wymaganiem jest prosty obwód timera opóźnienia włączenia.

Załącznik pokazuje obwód wykorzystujący mikrokontroler, który wydaje się być niepotrzebnie skomplikowany, również nie mogłem zrozumieć włączenia tylu regulatorów, prostownika, ponieważ obwód korzysta z baterii 9V, wszystko to absolutnie nie jest wymagane.

Jest jednak kilka szczegółów, które chciałbym wiedzieć: 1) Jaka jest przybliżona rezystancja cewki elektromagnesu?

2) Czy chcesz mieć przełącznik z przekaźnikiem, z mosfetem czy z tranzystorem mocy?

3) Po zwolnieniu boi obwód powinien zatrzasnąć się w tej pozycji, czy też chcesz, aby przełącznik włączył elektromagnes z powrotem do zasilania, ale oczywiście to nie zadziała, ponieważ po zwolnieniu boi jedyną drogą do przywrócić go ręcznie.
Pozdrowienia.

Informacje zwrotne:

Drogi Swagatam,

Nasz system może rzeczywiście być niepotrzebnie skomplikowany. Próbowaliśmy wymyślić prostszy system, ale wciąż się z nim zmagamy.

Określenie prostownik to mój błąd. Próbowałem przetłumaczyć holenderski termin na angielski, a mój komputer powiedział mi, że to albo regulator, albo prostownik.

Sprawdziłem dziś oba tłumaczenia i doszedłem do wniosku, że właściwy termin to regulator.

Możesz mieć rację, że organy regulacyjne są niepotrzebne. Powodem ich użycia były różne komponenty.

Mikrokontroler wykorzystuje 5 V, a cewka 12V.

Chcieliśmy użyć dwóch akumulatorów 9 V, ponieważ są one łatwiejsze do uzyskania wodoszczelności niż kombinacja 12 V. To następnie musiało zostać zredukowane do 12 V dla cewki (stąd regulator

1) i do 5V dla mikrokontrolera (stąd regulator 2).

Nie byliśmy pewni, że wszystkie komponenty w systemie będą działać na 9V bez wypalania / awarii / itp.

Analiza projektu

Poniżej odpowiedziałem na Twoje pytania:

1) Rezystancja cewki elektromagnesu wynosi 37,9 Ohm. Oblicza się to na podstawie specyfikacji na stronie, z której go zamawiamy (moc nominalna to 3,8W, a napięcie nominalne to 12V) i prostego wzoru: P to U do kwadratu podzielone bij R.

2) Przez przełącznik myślę, że masz na myśli kółko na moim rysunku z napisem „tranzystor” obok niego?

Jeśli tak, to jest to tranzystor NPN. Jeśli chodziło Ci o przełącznik, który trzyma kierowca (przycisk):

Ta strona jest w języku holenderskim, ale arkusze danych są w języku angielskim i są one dość łatwe do znalezienia. Nie mógł jednak dowiedzieć się, co musisz o tym wiedzieć, jeśli ten przełącznik jest tym, o którym masz na myśli.

3) Nie ma znaczenia, co się stanie po wypuszczeniu boi.

Dzieje się tak, ponieważ, jak powiedziałeś, przywrócenie go wymaga wysiłku ręcznego. Wolimy jednak, aby pozostawał wyłączony (zatrzask w tej pozycji).

Pozwoliłoby to zaoszczędzić energię (a wymiana baterii jest trudna ze względu na wodoszczelną obudowę), a gdy włączy się z powrotem zbyt szybko, ryzykujemy, że boja nie wyjdzie z łodzi podwodnej (zwolnij za krótko, ponownie się przyczepi). Może to być niewielkie ryzyko i można temu zapobiec, ale musimy przekonać sędziów w naszym wyścigu, że jest to system całkowicie bezpieczny, więc żadne ryzyko nie jest zawsze lepsze niż małe ryzyko.

Mam nadzieję, że odpowiada to na wasze pytania. Nadal ciężko nad tym pracujemy i bardzo dziękujemy za pomoc!

Czekamy na Twoje pomysły,
Dzięki jeszcze raz!

Marielle van den Hoed
Główny Inżynier WASUB
Okręt podwodny zasilany przez ludzi

Projektowanie obwodu

Korzystanie z przełącznika Push-To-OFF

Proponowany obwód wyłącznika boi bezpieczeństwa dla nurków pokazany poniżej jest w zasadzie obwodem timera z opóźnieniem włączenia.

Jak widać na podanym rysunku, kilka akumulatorów 9 V jest połączonych szeregowo w celu uzyskania 18 V, które jest odpowiednio obniżane do 12 V przez układ 7812 IC w celu zasilania sąsiedniego stopnia czasowego opóźnienia włączenia.

Wskazany przycisk push-to-OFF, który musi być trzymany przez nurka tak długo, jak długo osoba chce pozostać zanurzona. Ten przełącznik musi być przełącznikiem typu PUSH-TO-OFF.

Oczekuje się, że nurek otrzyma wodę przy wciśniętym przycisku.

W przypadku (w każdym razie), jeśli powyższy przełącznik zostanie zwolniony, 12v może przejść do podstawy T1 do R2. Jednak T1 jest zablokowane z wymaganego 0,6 V przez obliczony okres czasu (2 sekundy), aż C2 naładuje się do tego limitu.

Gdy tylko T1 przewodzi, T2 również następuje i włącza elektromagnes zwalniając bojkę do góry.

R5 / D4 upewnij się, że obwód zostanie zablokowany w tej pozycji, powodując trwałą aktywację elektromagnesu, dopóki obwód nie zostanie wyciągnięty z wody.

T3 / R6 tworzy przełącznik aktywowany wodą, zapewniając, że obwód jest uruchamiany tylko wtedy, gdy jest zanurzony w wodzie, a punkty A i B są zmostkowane przez zawartość wody.

Tylko punkty A i B muszą być wystawione na działanie wody, reszta obwodu musi być szczelnie zamknięta w wodoodpornej odpowiedniej obudowie

Schemat obwodu

Lista części

R1 = 1 M.
R2 = 100K
R3, R4 = 10K
R5 = 100k
R6 = 100 omów
C2 = należy wybrać w celu uzyskania wymaganego 2-sekundowego opóźnienia
D1 ---- D4 = 1N4007
T1 = BC547
T2 = BC557
T3 = WSKAZÓWKA127

Korzystanie z przełącznika Push-to-ON

Następny obwód przełącznika bezpieczeństwa łodzi podwodnej z napędem ludzkim wykorzystuje przełącznik typu push-to-ON dla identycznej operacji jak powyżej.

Gdy tylko nurek naciśnie przycisk i zanurkuje w wodzie, punkty A i B zostają zmostkowane przez wodę, powodując przepływ wody w obwodzie.

Trzymanie wciśniętego przełącznika powoduje, że T2 włącza się, utrzymując w ten sposób bolec 14 układu IC 4017 do masy.

Jasny, chwilowy błysk nad diodą LED zapewnia, że ​​obwód jest zresetowany i znajduje się w stanie gotowości do alarmu.

Teraz w przypadku, gdy nurek pod wodą zwolni przycisk, spowoduje to wyłączenie T2, ale dopiero po rozładowaniu C1 poniżej poziomu 0,6 V.

W tym momencie wyłączenie T2 spowodowałoby dodatni potencjał na styku 14 układu IC 4017, powodując, że układ logiczny wysoki na styku 3 przeskoczył do następnej kolejności wyprowadzeń wyjściowych, która jest technicznie stykiem nr 2, ale ze względów bezpieczeństwa wszystkie pozostałe wyjścia zostało zakończone do bazy T1 przez poszczególne diody.

Powyższe działanie natychmiast uruchomiłoby T3 i elektromagnes dla zamierzonych implementacji.

Schemat obwodu

Lista części

R1 = 100 omów
R2, R6 = 100K
R4, R3, R5, R7 = 10 K.
R8 = 1 M.
C1 = do obliczenia w celu uzyskania wymaganego 2-sekundowego opóźnienia
C2 = 0,22 uF
C3 = 0,5 uF / 25 V.
D1 --- D10 = 1N4007
T1 = TIP127
T2, T3 = BC547
IC1 = IC 4017
IC2 = 7812
Przełącznik = typu push-to-ON
EM = elektromagnes

Informacje zwrotne od pana Marielle

Marielle van den Hoed 18:24 (16 godzin temu) Dla mnie

Hej Swagatam,

Właśnie przeczytaliśmy Twojego bloga i wygląda świetnie!
Bardzo ci dziękuje za pomoc!

Pozdrowienia,
Marielle




Poprzedni: Obwód timera mieszadła silnika pralki Dalej: Najprostszy obwód falownika z pełnym mostkiem