Bài đăng giải thích một mạch cơ chế an toàn có thể được sử dụng trong tàu ngầm chạy bằng sức người để bảo vệ thợ lặn trong các tình huống khẩn cấp. Ý tưởng do ông Marielle yêu cầu.

Thông số kỹ thuật

Đối với một dự án (tự nguyện) của TU Delft ở Hà Lan, chúng tôi đang chế tạo một tàu ngầm chạy bằng sức người. Trong chiếc tàu ngầm này, chúng tôi cần một chiếc phao an toàn, phải thuộc loại 'công tắc người chết'. Hiện tại chúng tôi đang thiết kế hệ thống điện cho việc này. Tôi đã đọc nhiều bài viết trên blog của bạn và nghĩ rằng bạn có thể giúp chúng tôi với hệ thống này.

Hệ thống sử dụng một nam châm để giữ phao trong phụ. Phao sẽ được thả ra nếu người lái buông một nút (ví dụ như nhả khi tắt). Vì chúng tôi muốn ngăn chặn sự cố tình cờ xảy ra (không có trường hợp khẩn cấp, ngón tay chỉ trượt khỏi nút trong cuộc đua trong một giây), chúng tôi cũng muốn xây dựng trong thời gian trễ hai giây (không cần chính xác 2 giây , nhưng một chút chậm trễ là cần thiết).

“cổng logic được sử dụng để làm gì ”

Một trong những thành viên trong nhóm của chúng tôi đã thiết kế một hệ thống cho nó mà bạn có thể tìm thấy trong tệp đính kèm. Tôi chịu trách nhiệm về thiết kế cuối cùng, có nghĩa là tôi cũng có nhiệm vụ kiểm tra hệ thống này. Tuy nhiên, là một sinh viên kỹ thuật cơ khí, đây không phải là thế mạnh của tôi.

Bạn sẽ giúp chúng tôi rất nhiều nếu bạn có thể xem qua hệ thống. Tôi chắc chắn hy vọng rằng tôi đã hiểu chính xác các thuật ngữ tiếng Anh trong hình vẽ, nhưng nếu có điều gì không rõ ràng, vui lòng hỏi.

Rất cảm ơn bạn đã dành thời gian và kiến thức,
Trân trọng,

Marielle van den Hoed
Kỹ sư trưởng của WASUB
Tàu ngầm chạy bằng sức người

Giải quyết yêu cầu

Marielle thân mến,

Từ thông tin đã cho, tôi hiểu rằng yêu cầu của bạn là một mạch hẹn giờ BẬT trễ đơn giản.

Phần đính kèm cho thấy một mạch sử dụng bộ vi điều khiển có vẻ phức tạp không cần thiết, tôi cũng không thể hiểu được việc bao gồm quá nhiều bộ điều chỉnh, bộ chỉnh lưu, vì mạch sử dụng pin 9V, tất cả những thứ này hoàn toàn không bắt buộc.

Tuy nhiên, có một số chi tiết mà tôi muốn biết: 1) Điện trở gần đúng của cuộn nam châm điện là bao nhiêu?

2) Bạn muốn một công tắc vận hành bằng rơ le, một công tắc vận hành MOSFET hoặc một công tắc vận hành bóng bán dẫn điện?

3) Sau khi phao được thả ra là mạch dự kiến sẽ chốt ở vị trí đó hoặc bạn có muốn công tắc chuyển nam châm điện trở lại nguồn điện hay không, nhưng rõ ràng là điều đó sẽ không hoạt động, tôi đoán, vì một khi phao được thả ra thì cách duy nhất để mang nó trở lại là bằng một nỗ lực thủ công.
Trân trọng.

Phản hồi:

Swagatam thân mến,

Hệ thống của chúng tôi thực sự có thể phức tạp một cách không cần thiết. Chúng tôi đã cố gắng đưa ra một hệ thống đơn giản hơn, nhưng chúng tôi vẫn đang vật lộn với nó.

Thuật ngữ chỉnh lưu là một sai lầm của tôi. Tôi đã thử dịch một thuật ngữ tiếng Hà Lan sang tiếng Anh, và máy tính của tôi cho tôi biết đó là bộ điều chỉnh hoặc bộ chỉnh lưu.

Tôi đã kiểm tra cả hai bản dịch ngày hôm nay và kết luận rằng thuật ngữ phù hợp là điều chỉnh.

Bạn có thể đúng rằng các cơ quan quản lý là không cần thiết. Lý do chúng tôi sử dụng chúng là vì các thành phần khác nhau.

Bộ vi điều khiển sử dụng 5V, và cuộn dây 12V.

Chúng tôi muốn sử dụng hai pin 9V vì chúng dễ kín nước hơn so với kết hợp 12V. Điều này sau đó phải được giảm xuống 12V cho cuộn dây (do đó bộ điều chỉnh

1), và đến 5V cho bộ vi điều khiển (do đó, bộ điều chỉnh 2).

Chúng tôi không chắc chắn rằng tất cả các thành phần trong hệ thống sẽ hoạt động trên 9V mà không bị cháy / hỏng / v.v.

Phân tích thiết kế

Dưới đây tôi đã trả lời câu hỏi của bạn:

1) Điện trở của cuộn nam châm điện là 37,9 Ohm. Điều này được tính toán bằng cách sử dụng các thông số kỹ thuật trên trang web mà chúng tôi đặt hàng (công suất danh định là 3,8W và điện áp danh định là 12V) và công thức dễ hiểu: P là U bình phương chia bij R.

2) Bằng công tắc, tôi nghĩ bạn muốn nói đến vòng tròn trong bản vẽ của tôi, có ghi 'bóng bán dẫn' bên cạnh nó?

Nếu vậy, nó là một bóng bán dẫn NPN. Nếu bạn muốn chuyển đổi mà trình điều khiển giữ (nút):

Trang web này bằng tiếng Hà Lan, nhưng các bảng dữ liệu bằng tiếng Anh và chúng khá dễ tìm. Tuy nhiên, nó không thể tìm ra những gì bạn cần biết về nó mặc dù nếu công tắc này là công tắc bạn muốn.

3) Điều gì xảy ra sau khi phao được thả ra không thực sự quan trọng.

Điều này là do, như bạn đã nói, cần phải nỗ lực thủ công để đưa nó trở lại. Tuy nhiên, chúng tôi muốn rằng nó sẽ vẫn tắt (chốt ở vị trí đó).

Điều này sẽ giúp tiết kiệm điện năng (và khó thay pin vì vỏ kín nước) và khi nó bật lại nhanh chóng, chúng tôi có nguy cơ phao không thoát ra khỏi phụ (nhả ra ngắn, gắn lại). Đó có thể là một rủi ro nhỏ và có thể phòng tránh được, nhưng chúng ta cần thuyết phục các trọng tài trong cuộc đua của mình rằng đó là một hệ thống hoàn toàn an toàn, vì vậy không có rủi ro nào luôn tốt hơn rủi ro nhỏ.

Tôi hy vọng điều này trả lời câu hỏi của bạn. Chúng tôi vẫn đang làm việc rất chăm chỉ và chúng tôi đánh giá cao sự giúp đỡ của bạn!

Chúng tôi rất mong đợi ý tưởng của bạn,
Cảm ơn một lần nữa!

Marielle van den Hoed
Kỹ sư trưởng của WASUB
Tàu ngầm chạy bằng sức người

Thiết kế mạch

Sử dụng Công tắc Đẩy để TẮT

Mạch công tắc phao an toàn cho thợ lặn được đề xuất dưới đây về cơ bản là mạch hẹn giờ BẬT trễ.

Như có thể thấy trong hình đã cho, một vài pin 9V được ghép nối tiếp để thu được 18V được chuyển xuống 12V một cách thích hợp thông qua IC 7812 để cấp cho giai đoạn hẹn giờ BẬT trễ liền kề.

Nút nhấn-to-TẮT được chỉ định được người lặn yêu cầu giữ miễn là người đó muốn tiếp tục ngập nước. Công tắc này phải là loại công tắc PUSH-TO-OFF.

Người thợ lặn dự kiến sẽ lấy được nước khi công tắc này được giữ ở trạng thái lõm xuống.

Trong trường hợp (bất kỳ điều gì) nếu công tắc trên được giải phóng, 12v được phép chuyển đến cơ sở của T1 thông qua R2. Tuy nhiên T1 bị hạn chế từ 0,6V yêu cầu trong một khoảng thời gian tính toán (2 giây) cho đến khi C2 sạc đến giới hạn đó.

Ngay khi T1 tiến hành, T2 cũng chạy theo và BẬT nam châm điện thả phao hướng lên trên.

R5 / D4 đảm bảo rằng mạch được chốt ở vị trí này tạo ra sự kích hoạt vĩnh viễn cho nam châm điện cho đến khi mạch được kéo ra khỏi nước.

T3 / R6 tạo thành một công tắc được kích hoạt bằng nước, đảm bảo rằng mạch chỉ kích hoạt khi nó được ngâm trong nước và các điểm A và B là cầu nối với lượng nước.

Chỉ các điểm A và B phải tiếp xúc với nước, phần còn lại của mạch điện phải được bịt chặt bên trong một vỏ bọc thích hợp chống nước

Sơ đồ mạch

Danh sách các bộ phận

R1 = 1 triệu
R2 = 100 nghìn
R3, R4 = 10K
R5 = 100k
R6 = 100 ohm
C2 = được chọn để có được độ trễ yêu cầu 2 giây
D1 ---- D4 = 1N4007
T1 = BC547
T2 = BC557
T3 = TIP127

Sử dụng Công tắc Đẩy để BẬT

Mạch công tắc an toàn của tàu ngầm tiếp theo sử dụng công tắc nhấn-sang-BẬT cho một hoạt động tương tự như trên.

Ngay sau khi người thợ lặn nhấn nút và lặn trong nước, điểm A và điểm B được nối với nước làm cho nguồn cung cấp chảy trong mạch.

Công tắc được giữ nguyên làm cho T2 chuyển ON do đó giữ chân 14 của IC 4017 tiếp đất.

Đèn flash sáng thoáng qua đèn LED đảm bảo rằng mạch được đặt lại và ở vị trí chờ cảnh báo.

Bây giờ trong trường hợp người lặn dưới nước nhả nút nhấn, điều này sẽ khiến T2 TẮT nhưng chỉ sau khi C1 đã xả xuống dưới mức 0,6V.

Tại thời điểm này, T2 được chuyển sang TẮT sẽ tạo ra một điện thế dương đến chân 14 của IC 4017, khiến mức logic cao tại chân 3 nhảy sang thứ tự sơ đồ đầu ra tiếp theo là chân số 2 về mặt kỹ thuật, nhưng vì lý do an toàn cực kỳ nên tất cả các đầu ra còn lại đều có được kết cuối đến cơ sở của T1 thông qua các điốt riêng lẻ.

Hành động trên sẽ ngay lập tức kích hoạt T3 và nam châm điện để thực hiện dự định.

Sơ đồ mạch

Danh sách các bộ phận

R1 = 100 Ohms
R2, R6 = 100K
R4, R3, R5, R7 = 10K
R8 = 1M
C1 = được tính để xử lý thời gian trễ 2 giây cần thiết
C2 = 0,22uF
C3 = 0,5uF / 25V
D1 --- D10 = 1N4007
T1 = TIP127
T2, T3 = BC547
IC1 = IC 4017
IC2 = 7812
Switch = kiểu push-to-ON
EM = nam châm điện

Phản hồi từ ông Marielle

Marielle van den Hoed6: 24 PM (16 giờ trước) với tôi