โพสต์ดังกล่าวอธิบายถึงวงจรกลไกความปลอดภัยซึ่งสามารถใช้ในเรือดำน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยมนุษย์เพื่อป้องกันนักประดาน้ำในสถานการณ์ฉุกเฉิน ความคิดดังกล่าวได้รับการร้องขอจากคุณ Marielle

ข้อกำหนดทางเทคนิค

สำหรับโครงการ (สมัครใจ) ของ TU Delft ในเนเธอร์แลนด์เรากำลังสร้างเรือดำน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยมนุษย์ ในเรือดำน้ำนี้เราจำเป็นต้องมีทุ่นนิรภัยซึ่งจะต้องเป็นประเภท 'สวิตช์ของคนตาย' ขณะนี้เรากำลังออกแบบระบบไฟฟ้าสำหรับสิ่งนี้ ฉันอ่านบทความมากมายในบล็อกของคุณและคิดว่าคุณอาจช่วยเราในเรื่องระบบนี้ได้

ระบบใช้แม่เหล็กในการยึดทุ่นในการย่อย ควรปล่อยทุ่นหากคนขับปล่อยปุ่ม (เช่นปล่อยเมื่อปิด) เนื่องจากเราต้องการป้องกันไม่ให้เกิดอุบัติเหตุ (ไม่มีเหตุฉุกเฉินนิ้วเพียงแค่กดปุ่มระหว่างการแข่งขัน) เราจึงต้องการสร้างความล่าช้าสองวินาที (ไม่จำเป็นต้องเป็น 2 วินาที แต่จำเป็นต้องล่าช้าเล็กน้อย)

“อะไรคือสองส่วนหลักที่ประกอบกันเป็นระบบปฏิบัติการ? ”

หนึ่งในสมาชิกในทีมของเราได้ออกแบบระบบสำหรับมันซึ่งคุณสามารถดูได้ในไฟล์แนบ ฉันรับผิดชอบการออกแบบขั้นสุดท้ายซึ่งหมายความว่าฉันต้องตรวจสอบระบบนี้ด้วย ในฐานะนักเรียนวิศวกรรมเครื่องกลนี่ไม่ใช่จุดแข็งของฉันจริงๆ

คุณจะช่วยเราได้มากหากคุณสามารถดูระบบ ฉันหวังเป็นอย่างยิ่งว่าฉันจะมีคำศัพท์ภาษาอังกฤษที่ถูกต้องในภาพวาด แต่ถ้ามีอะไรไม่ชัดเจนโปรดถาม

ขอบคุณมากล่วงหน้าสำหรับเวลาและความรู้ของคุณ
ขอแสดงความนับถือ

Marielle van den Hoed
หัวหน้าวิศวกรของ WASUB
เรือดำน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยมนุษย์

การแก้คำขอ

เรียน Marielle

จากข้อมูลที่ระบุฉันเข้าใจว่าความต้องการของคุณคือวงจรจับเวลาแบบหน่วงเวลาแบบธรรมดา

เอกสารแนบแสดงวงจรโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งดูเหมือนจะซับซ้อนโดยไม่จำเป็นและฉันไม่เข้าใจการรวมตัวควบคุมจำนวนมากซึ่งเป็นวงจรเรียงกระแสเนื่องจากวงจรใช้แบตเตอรี่ 9V สิ่งเหล่านี้ไม่จำเป็นอย่างยิ่ง

อย่างไรก็ตามมีรายละเอียดบางประการที่ฉันต้องการทราบ: 1) ความต้านทานโดยประมาณของขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?

2) คุณต้องการสวิทช์รีเลย์ที่ทำงานด้วยมอสเฟ็ทหรือสวิตช์ที่ทำงานด้วยทรานซิสเตอร์หรือไม่?

3) เมื่อปล่อยทุ่นเป็นวงจรที่คาดว่าจะล็อคในตำแหน่งนั้นหรือคุณต้องการให้สวิตช์สลับแม่เหล็กไฟฟ้ากลับเข้าสู่พลังงาน แต่เห็นได้ชัดว่ามันไม่ได้ผลฉันเดาว่าเพราะเมื่อปล่อยทุ่นแล้ววิธีเดียวที่จะ นำกลับมาด้วยความพยายามของตนเอง
ความนับถือ.

ข้อเสนอแนะ:

เรียน Swagatam

ระบบของเราอาจซับซ้อนโดยไม่จำเป็น เราได้พยายามสร้างระบบที่ง่ายขึ้น แต่เรายังคงดิ้นรนกับมัน

คำว่า rectifier เป็นความผิดพลาดของฉัน ฉันพยายามแปลคำศัพท์ภาษาดัตช์เป็นภาษาอังกฤษและคอมพิวเตอร์ของฉันบอกฉันว่ามันเป็นตัวควบคุมหรือวงจรเรียงกระแส

ฉันตรวจสอบคำแปลทั้งสองวันนี้และสรุปได้ว่าคำที่ถูกต้องคือตัวควบคุม

คุณอาจคิดถูกที่หน่วยงานกำกับดูแลไม่จำเป็น สาเหตุที่เราใช้เนื่องจากส่วนประกอบที่แตกต่างกัน

ไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้ 5V และขดลวด 12V

เราต้องการใช้แบตเตอรี่ 9V สองก้อนเพราะกันน้ำได้ง่ายกว่าแบตเตอรี่ 12V จากนั้นจะต้องลดลงเหลือ 12V สำหรับขดลวด (ดังนั้นตัวควบคุม

1) และถึง 5V สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ (ดังนั้นตัวควบคุม 2)

เราไม่แน่ใจว่าส่วนประกอบทั้งหมดในระบบจะทำงานบน 9V โดยไม่มีการเบิร์น / ล้มเหลว / ฯลฯ

การวิเคราะห์การออกแบบ

ด้านล่างนี้ฉันได้ตอบคำถามของคุณ:

1) ความต้านทานของขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าคือ 37,9 โอห์ม สิ่งนี้คำนวณโดยใช้ข้อมูลจำเพาะบนเว็บไซต์ที่เราสั่งซื้อ (กำลังไฟเล็กน้อยคือ 3,8W และแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยคือ 12V) และสูตรง่าย ๆ : P คือ U กำลังสองหาร bij R

2) โดยสวิตช์ฉันคิดว่าคุณหมายถึงวงกลมในรูปวาดของฉันที่พูดว่า 'ทรานซิสเตอร์' อยู่ข้างๆ?

ถ้าเป็นเช่นนั้นก็คือทรานซิสเตอร์ NPN หากคุณหมายถึงสวิตช์ที่คนขับถือ (ปุ่ม):

เว็บไซต์นี้เป็นภาษาดัตช์ แต่เอกสารข้อมูลเป็นภาษาอังกฤษและหาได้ค่อนข้างง่าย อย่างไรก็ตามมันไม่สามารถเข้าใจได้ว่าคุณจำเป็นต้องรู้อะไรเกี่ยวกับเรื่องนี้แม้ว่าสวิตช์นี้จะเป็นสวิตช์ที่คุณหมายถึง

3) ไม่สำคัญว่าจะเกิดอะไรขึ้นหลังจากปล่อยทุ่น

นี่เป็นเพราะอย่างที่คุณกล่าวว่าต้องใช้ความพยายามด้วยตนเองในการนำกลับมา อย่างไรก็ตามเราต้องการให้มันปิดอยู่ (สลักในตำแหน่งนั้น)

วิธีนี้จะช่วยประหยัดพลังงาน (และการเปลี่ยนแบตเตอรี่ทำได้ยากเนื่องจากเคสกันน้ำ) และเมื่อสลับไปมาอย่างรวดเร็วเราเสี่ยงที่ทุ่นจะไม่ออกจากส่วนย่อย (ปล่อยให้สั้นติดอีกครั้ง) อาจเป็นความเสี่ยงเล็กน้อยและอาจป้องกันได้ แต่เราจำเป็นต้องโน้มน้าวผู้ตัดสินในการแข่งขันของเราว่าเป็นระบบที่ปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ดังนั้นไม่มีความเสี่ยงใดจะดีไปกว่าความเสี่ยงเล็กน้อยเสมอไป

ฉันหวังว่านี่จะตอบคำถามของคุณได้ เรายังคงทำงานอย่างเต็มที่ในเรื่องนี้และขอขอบคุณสำหรับความช่วยเหลือของคุณเป็นอย่างยิ่ง!

เรารอคอยความคิดของคุณ
ขอบคุณอีกครั้ง!

Marielle van den Hoed
หัวหน้าวิศวกรของ WASUB
เรือดำน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยมนุษย์

การออกแบบวงจร

การใช้สวิตช์ Push-To-OFF

วงจรสวิตช์ทุ่นความปลอดภัยของนักดำน้ำที่นำเสนอที่แสดงด้านล่างนี้เป็นวงจรหน่วงเวลาเปิด

ดังที่เห็นได้จากรูปที่ระบุแบตเตอรี่ 9V สองก้อนถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อรับ 18V ซึ่งลดลงอย่างเหมาะสมถึง 12V ผ่าน 7812 IC สำหรับป้อนเวลาหน่วงเวลาที่อยู่ติดกันบนเวทีจับเวลา

ปุ่มกดเพื่อปิดที่ระบุซึ่งนักดำน้ำต้องถือไว้ตราบใดที่บุคคลนั้นต้องการที่จะจมอยู่ใต้น้ำ สวิตช์นี้ต้องเป็นสวิตช์ประเภท PUSH-TO-OFF

คาดว่านักประดาน้ำจะได้รับน้ำจากการกดสวิตช์นี้

ในกรณี (อะไรก็ตาม) หากปล่อยสวิตช์ด้านบน 12v จะได้รับอนุญาตให้ส่งผ่านไปยังฐานของ T1 ถึง R2 อย่างไรก็ตาม T1 ถูกยับยั้งจาก 0.6V ที่ต้องการสำหรับช่วงเวลาที่คำนวณได้ (2 วินาที) จนกว่า C2 จะชาร์จเกินขีด จำกัด นั้น

ทันทีที่ T1 ดำเนินการ T2 จะตามและเปิดแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยทุ่นขึ้นไป

R5 / D4 ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวงจรได้รับการล็อคในตำแหน่งนี้ซึ่งทำให้เกิดการเปิดใช้งานถาวรกับแม่เหล็กไฟฟ้าจนกว่าวงจรจะถูกดึงออกจากน้ำ

T3 / R6 สร้างสวิตช์เปิดใช้งานน้ำเพื่อให้แน่ใจว่าวงจรจะทำงานเฉพาะเมื่อแช่อยู่ในน้ำและจุด A และ B เชื่อมกับปริมาณน้ำ

เฉพาะจุด A และ B เท่านั้นที่ต้องสัมผัสกับน้ำส่วนที่เหลือของวงจรต้องปิดผนึกอย่างแน่นหนาภายในกล่องหุ้มที่เหมาะสมกันน้ำ

แผนภูมิวงจรรวม

ส่วนรายการ

R1 = 1 ล
R2 = 100K
R3, R4 = 10K
R5 = 100k
R6 = 100 โอห์ม
C2 = ถูกเลือกสำหรับการรับช่วงเวลา 2 วินาทีที่ต้องการ
D1 ---- D4 = 1N4007
T1 = BC547
T2 = BC557
T3 = TIP127

การใช้สวิตช์ Push-to-ON

วงจรสวิตช์ความปลอดภัยของเรือดำน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยมนุษย์ถัดไปใช้สวิตช์กดเพื่อเปิดสำหรับการทำงานที่เหมือนกันกับข้างต้น

ทันทีที่นักดำน้ำกดปุ่มกดและดำลงไปในน้ำจุด A และ B จะถูกเชื่อมด้วยน้ำทำให้แหล่งจ่ายไหลในวงจร

การกดสวิตช์ค้างไว้ทำให้ T2 เปิดสวิตช์จึงถือพิน 14 ของ IC 4017 ไว้ที่กราวด์

แฟลชชั่วขณะที่สว่างเหนือ LED ช่วยให้แน่ใจว่าวงจรไฟฟ้าถูกรีเซ็ตและอยู่ในตำแหน่งสแตนด์บายการแจ้งเตือน

ตอนนี้ในกรณีที่นักดำน้ำใต้น้ำปล่อยปุ่มกดสิ่งนี้จะทำให้ T2 ปิด แต่หลังจากที่ C1 ระบายออกต่ำกว่าระดับ 0.6V เท่านั้น

เมื่อถึงจุดนี้ T2 ที่ปิดอยู่จะทำให้มีศักยภาพเชิงบวกในการปักหมุด 14 ของ IC 4017 ทำให้ลอจิกสูงที่พิน 3 เพื่อข้ามไปยังลำดับพินเอาต์เอาต์พุตถัดไปซึ่งในทางเทคนิคคือพิน # 2 แต่ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัยสูงสุดเอาต์พุตที่เหลือทั้งหมด ถูกยกเลิกไปที่ฐานของ T1 ผ่านไดโอดแต่ละตัว

การดำเนินการข้างต้นจะเรียกใช้ T3 และแม่เหล็กไฟฟ้าทันทีสำหรับการใช้งานที่ตั้งใจไว้

แผนภูมิวงจรรวม

ส่วนรายการ

R1 = 100 โอห์ม
R2, R6 = 100K
R4, R3, R5, R7 = 10K
R8 = 1 ล
C1 = จะคำนวณเพื่อให้ได้มาซึ่งการหน่วงเวลา 2 วินาทีที่ต้องการ
C2 = 0.22 ยูเอฟ
C3 = 0.5uF / 25V
D1 --- D10 = 1N4007
T1 = TIP127
T2, T3 = BC547
IC1 = IC 4017
IC2 = 7812
Switch = ประเภท push-to-ON
EM = แม่เหล็กไฟฟ้า

ข้อเสนอแนะจากคุณ Marielle

Marielle van den Hoed 18:24 น. (16 ชั่วโมงที่แล้ว) ถึงฉัน