يشرح المنشور دائرة آلية السلامة التي يمكن استخدامها في الغواصات التي تعمل بالطاقة البشرية لحماية الغواص أثناء حالات الطوارئ. الفكرة طلبها السيد مارييل.

المواصفات الفنية

لمشروع (طوعي) من TU Delft في هولندا ، نقوم ببناء غواصة تعمل بالطاقة البشرية. في هذه الغواصة ، نحتاج إلى عوامة أمان ، والتي يجب أن تكون من نوع 'مفتاح الموتى'. نقوم حاليًا بتصميم نظام كهربائي لهذا الغرض. لقد قرأت العديد من المقالات على مدونتك واعتقدت أنك قد تتمكن من مساعدتنا في هذا النظام.

يستخدم النظام مغناطيسًا لتثبيت العوامة في الغواصة. يجب تحرير العوامة إذا ترك السائق زرًا (على سبيل المثال ، حرر عند إيقاف التشغيل). نظرًا لأننا نريد منع حدوث bouy عن طريق الصدفة (لا توجد حالة طوارئ ، فقد انزلق إصبعك على الزر أثناء السباق لمدة ثانية) ، نود أيضًا أن نبني تأخيرًا مدته ثانيتان (لا حاجة إلى أن تكون 2 ثانية بالضبط ، ولكن القليل من التأخير ضروري).

“ما هو الفرق الرئيسي بين أنصاف الاضافات والكاملة الاضافات؟ ”

قام أحد أعضاء فريقنا بتصميم نظام له ، والذي يمكنك العثور عليه في المرفق. أنا مسؤول عن التصميم النهائي ، مما يعني أنه من مهمتي أيضًا التحقق من هذا النظام. كطالب هندسة ميكانيكية ، هذا ليس قوتي حقًا.

ستساعدنا كثيرًا إذا كان بإمكانك إلقاء نظرة على النظام. أتمنى بالتأكيد أن أحصل على جميع المصطلحات الإنجليزية بشكل صحيح في الرسم ، ولكن إذا كان هناك شيء غير واضح ، فيرجى السؤال.

شكرا جزيلا مقدما على وقتك ومعرفتك ،
تفضلوا بقبول فائق الاحترام،

مارييل فان دن هويد
رئيس المهندسين في WASUB
غواصة تعمل بالطاقة البشرية

حل الطلب

عزيزتي مارييل ،

من المعلومات المقدمة ، أفهم أن متطلباتك هي عبارة عن دارة مؤقت للتأخير في التشغيل.

يُظهر المرفق دائرة تستخدم متحكمًا يبدو أنها معقدة بشكل غير ضروري ، كما أنني لم أستطع فهم تضمين العديد من المنظمين ، وهو المعدل ، نظرًا لأن الدائرة تستخدم بطارية 9 فولت ، كل هذه الأشياء غير مطلوبة على الإطلاق.

ومع ذلك ، هناك بعض التفاصيل التي أود أن أعرفها: 1) ما هي المقاومة التقريبية للملف الكهرومغناطيسي؟

2) هل تريد مفتاح يعمل بالترحيل ، أو موسفيت يعمل أو مفتاح يعمل بالترانزستور؟

3) بمجرد تحرير العوامة ، من المتوقع أن تغلق الدائرة في هذا الموضع أو هل تريد أن يقوم المفتاح بتبديل المغناطيس الكهربائي مرة أخرى إلى الطاقة ، ولكن من الواضح أن هذا لن يعمل على ما أعتقد ، لأنه بمجرد تحرير العوامة ، فإن الطريقة الوحيدة إعادته بجهد يدوي.
يعتبر.

استجابة:

عزيزي سواغاتام ،

قد يكون نظامنا بالفعل معقدًا بشكل غير ضروري. لقد حاولنا التوصل إلى نظام أبسط ، لكننا ما زلنا نكافح معه.

مصطلح المعدل كان خطأ ارتكبته. حاولت ترجمة مصطلح هولندي إلى اللغة الإنجليزية ، وأخبرني جهاز الكمبيوتر الخاص بي أنه إما منظم أو مقوم.

راجعت كلا الترجمتين اليوم وخلصت إلى أن المصطلح الصحيح هو المنظم.

قد تكون محقًا في أن المنظمين غير ضروريين. كان سبب استخدامها بسبب المكونات المختلفة.

يستخدم الميكروكونترولر 5 فولت والملف 12 فولت.

أردنا استخدام بطاريتين 9 فولت لأنهما أسهل في جعلهما مانعة لتسرب الماء من تركيبة 12 فولت. ثم كان لا بد من تقليل هذا إلى 12V للملف (ومن ثم المنظم

1) ، وإلى 5V للميكروكونترولر (ومن ثم المنظم 2).

لم نكن متأكدين من أن جميع مكونات النظام ستعمل على 9 فولت دون حرق / فشل / إلخ.

تحليل التصميم

أدناه أجبت على أسئلتك:

1) مقاومة ملف المغناطيس الكهربائي هي 37.9 أوم. يتم حساب ذلك باستخدام المواصفات الموجودة على موقع الويب الذي نطلبه منه (الطاقة الاسمية هي 3،8 واط والجهد الاسمي هو 12 فولت) والصيغة السهلة: P هي U تربيع مقسمة bij R.

2) أعتقد أنك تقصد بالتبديل الدائرة الموجودة في رسومي والتي تقول 'ترانزستور' بجوارها؟

إذا كان الأمر كذلك ، فهو ترانزستور NPN. إذا كنت تقصد المفتاح الذي يحمله السائق (زر):

هذا الموقع باللغة الهولندية ، لكن أوراق البيانات باللغة الإنجليزية ، ومن السهل جدًا العثور عليها. ومع ذلك ، لم يستطع معرفة ما تحتاج إلى معرفته عنه على الرغم من أن هذا المفتاح هو المفتاح الذي تقصده.

3) لا يهم ما يحدث بعد تحرير العوامة.

هذا لأنه ، كما قلت ، يتطلب الأمر جهدًا يدويًا لإعادته. ومع ذلك ، نفضل أن يظل متوقفًا (مزلاج في هذا الموضع).

سيؤدي ذلك إلى توفير الطاقة (ويكون تغيير البطاريات أمرًا صعبًا بسبب العلبة المانعة لتسرب الماء) وعندما يتم التبديل مرة أخرى بسرعة فإننا نخاطر بعدم خروج العوامة من الجزء الفرعي (تحريرها لفترة قصيرة ، يتم توصيلها مرة أخرى). قد تكون مخاطرة صغيرة ، وقد يكون من الممكن منعها ، لكننا بحاجة إلى إقناع الحكام في سباقنا بأنه نظام آمن تمامًا ، لذلك لا توجد مخاطرة أفضل دائمًا من مخاطر صغيرة.

آمل أن يكون هذا يجيب عن أسئلتك. ما زلنا نعمل بجد على هذا الأمر ، ونحن نقدر مساعدتك كثيرًا!

نحن نتطلع إلى أفكاركم ،
شكرا لك مرة أخرى!

مارييل فان دن هويد
رئيس المهندسين في WASUB
غواصة تعمل بالطاقة البشرية

تصميم الدائرة

استخدام مفتاح Push-To-OFF

دائرة التبديل المقترحة لعوامة سلامة الغواصين الموضحة أدناه هي في الأساس دائرة مؤقت تشغيل مؤقت.

كما يتضح من الشكل المعطى ، تم ربط بطاريتين من البطاريات 9 فولت في سلسلة للحصول على 18 فولت والتي تم تخفيضها بشكل مناسب إلى 12 فولت من خلال 7812 IC لتغذية مرحلة مؤقت التشغيل المتأخر المجاورة.

زر الضغط لإيقاف التشغيل المشار إليه والذي يجب أن يحتفظ به الغواص طالما أن الشخص يرغب في البقاء مغمورًا. يجب أن يكون هذا المفتاح من نوع التبديل PUSH-TO-OFF.

من المتوقع أن يحمل الغواص الماء مع الضغط على هذا المفتاح.

في حالة (على الإطلاق) إذا تم تحرير المفتاح أعلاه ، يُسمح لـ 12 فولت بالمرور إلى قاعدة T1 إلى R2. ومع ذلك ، يتم منع T1 من 0.6V المطلوب لفترة زمنية محسوبة (ثانيتان) حتى يتم شحن C2 حتى هذا الحد.

بمجرد إجراء T1 ، يتبع T2 أيضًا المغناطيس الكهربائي ويقوم بتشغيله ويطلق العوامة لأعلى.

تأكد من R5 / D4 أن الدائرة يتم غلقها في هذا الوضع مما يؤدي إلى تنشيط دائم للمغناطيس الكهربائي حتى يتم سحب الدائرة من الماء.

يشكل T3 / R6 مفتاحًا مائيًا نشطًا ، مما يضمن أن الدائرة لا تعمل إلا عند غمرها داخل الماء وأن النقطتين A و B موصولة بمحتوى مائي.

يجب تعريض النقطتين A و B فقط للماء ، ويجب إغلاق باقي الدائرة بإحكام داخل حاوية مناسبة مقاومة للماء

مخطط الرسم البياني

قائمة الاجزاء

R1 = 1 م
R2 = 100 ألف
R3 ، R4 = 10 ألف
R5 = 100 ألف
R6 = 100 أوم
C2 = يتم تحديده للحصول على التأخير المطلوب لمدة ثانيتين
D1 ---- D4 = 1N4007
T1 = BC547
T2 = BC557
T3 = TIP127

استخدام مفتاح الضغط للتشغيل

تستخدم دائرة مفتاح أمان الغواصة التي تعمل بالطاقة البشرية التالية مفتاحًا للضغط على التشغيل لعملية مماثلة على النحو الوارد أعلاه.

بمجرد أن يضغط الغواص على زر الضغط ويغطس في الماء ، يتم سد النقطتين A و B بالماء مما يؤدي إلى تدفق الإمداد في الدائرة.

يؤدي استمرار الضغط على المفتاح إلى تشغيل T2 وبالتالي تثبيت pin14 من IC 4017 على الأرض.

يضمن الوميض اللحظي الساطع فوق مؤشر LED إعادة ضبط الدائرة وأنها في وضع الاستعداد للتنبيه.

الآن في حالة قيام الغطاس بتحرير زر الضغط تحت الماء ، فقد يتسبب ذلك في إيقاف تشغيل T2 ولكن فقط بعد تفريغ C1 تحت مستوى 0.6 فولت.

عند هذه النقطة ، سيتم إيقاف تشغيل T2 من شأنه أن يعرض إمكانية إيجابية لـ pin14 من IC 4017 ، مما يتسبب في ارتفاع المنطق عند pin3 إلى ترتيب pinout التالي الذي هو رقم 2 تقنيًا ، ولكن لأسباب تتعلق بالسلامة القصوى ، تحتوي جميع المخرجات المتبقية تم إنهاؤها إلى قاعدة T1 عبر الثنائيات الفردية.

سيؤدي الإجراء أعلاه إلى تشغيل T3 والمغناطيس الكهربائي على الفور للتطبيقات المقصودة.

مخطط الرسم البياني

قائمة الاجزاء

R1 = 100 أوم
R2 ، R6 = 100 ألف
R4 ، R3 ، R5 ، R7 = 10 ألف
R8 = 1 م
C1 = يتم حسابها من أجل الحصول على التأخير المطلوب لمدة ثانيتين
C2 = 0.22 فائق التوهج
C3 = 0.5uF/25V
D1 - D10 = 1N4007
T1 = TIP127
T2، T3 = BC547
IC1 = IC 4017
IC2 = 7812
التبديل = نوع الضغط على التشغيل
EM = مغناطيس كهربائي

ملاحظات من السيد مارييل

Marielle van den Hoed 6:24 مساءً (قبل 16 ساعة) إلي