Le message explique un circuit de mécanisme de sécurité qui peut être utilisé dans les sous-marins à propulsion humaine pour protéger le plongeur lors de situations d'urgence. L'idée a été demandée par M. Marielle.

Spécifications techniques

Pour un projet (volontaire) de la TU Delft aux Pays-Bas, nous construisons un sous-marin à propulsion humaine. Dans ce sous-marin, nous avons besoin d'une bouée de sécurité, qui doit être du type «interrupteur d'homme mort». Actuellement, nous concevons un système électrique pour cela. J'ai lu de nombreux articles sur votre blog et j'ai pensé que vous pourriez peut-être nous aider avec ce système.

Le système utilise un aimant pour maintenir la bouée dans le sous-marin. La bouée doit être relâchée si le conducteur lâche un bouton (par exemple, relâchez-la lorsqu'elle est désactivée). Puisque nous voulons éviter que la bouy ne passe par accident (pas d'urgence, le doigt vient de glisser d'un bouton pendant la course pendant une seconde), nous aimerions également prévoir un délai de deux secondes (pas besoin que ce soit exactement 2 secondes , mais un peu de retard est nécessaire).

“conception de circuit échantillonneur-bloqueur ”

Un des membres de notre équipe a conçu un système pour cela, que vous pouvez trouver dans la pièce jointe. Je suis responsable de la conception finale, ce qui signifie que c'est aussi ma tâche de vérifier ce système. En tant qu'étudiant en génie mécanique, ce n'est cependant pas vraiment ma force.

Vous nous aideriez beaucoup si vous pouviez jeter un œil au système. J'espère très certainement que j'ai trouvé tous les termes anglais correctement dans le dessin, mais si quelque chose n'est pas clair, veuillez demander.

Merci d'avance pour votre temps et vos connaissances,
Cordialement,

Marielle van den Hoed
Ingénieur en chef de WASUB
Sous-marin à propulsion humaine

Résoudre la demande

Chère Marielle,

D'après les informations fournies, je comprends que votre exigence est un simple circuit de temporisation ON.

La pièce jointe montre un circuit utilisant un microcontrôleur qui semble être inutilement complexe, je ne pouvais pas non plus comprendre l'inclusion de tant de régulateurs, un redresseur, car le circuit utilise une batterie 9V, tout cela n'est absolument pas nécessaire.

Cependant, il y a quelques détails que je voudrais savoir: 1) Quelle est la résistance approximative de la bobine d'électroaimant?

2) Voulez-vous un interrupteur actionné par relais, un interrupteur actionné par mosfet ou un interrupteur actionné par transistor de puissance?

3) Une fois que la bouée est relâchée, le circuit devrait se verrouiller dans cette position ou voulez-vous que l'interrupteur remette l'électroaimant en marche, mais évidemment cela ne fonctionnera pas, je suppose, car une fois la bouée relâchée, le seul moyen de le ramener est par un effort manuel.
Salutations.

Retour d'information:

Cher Swagatam,

Notre système peut en effet être inutilement complexe. Nous avons essayé de mettre au point un système plus simple, mais nous sommes toujours aux prises avec lui.

Le terme redresseur était une erreur de ma part. J'ai essayé de traduire un terme néerlandais en anglais et mon ordinateur m'a dit qu'il s'agissait d'un régulateur ou d'un redresseur.

J'ai vérifié les deux traductions aujourd'hui et j'ai conclu que le bon terme est régulateur.

Vous avez peut-être raison de dire que les régulateurs ne sont pas nécessaires. La raison pour laquelle nous les avons utilisés était à cause des différents composants.

Le microcontrôleur utilise 5V et la bobine 12V.

Nous voulions utiliser deux batteries 9V car elles sont plus faciles à rendre étanches qu'une combinaison 12V. Celui-ci devait alors être réduit à 12V pour la bobine (d'où le régulateur

1), et à 5V pour le microcontrôleur (d'où le régulateur 2).

Nous n'étions pas sûrs que tous les composants du système fonctionneraient sur 9V sans graver / échouer / etc.

Analyse de la conception

Ci-dessous, j'ai répondu à vos questions:

1) La résistance de la bobine d'électroaimant est de 37,9 Ohm. Ceci est calculé en utilisant les spécifications du site Web sur lequel nous le commandons (la puissance nominale est de 3,8 W et la tension nominale est de 12 V) et la formule simple: P est U carré divisé par R.

2) Par interrupteur, je pense que vous entendez le cercle dans mon dessin, qui dit «transistor» à côté?

Si tel est le cas, il s'agit d'un transistor NPN. Si vous vouliez dire l'interrupteur que le pilote tient (bouton):

Ce site Web est en néerlandais, mais les fiches techniques sont en anglais et sont assez faciles à trouver. Cependant, il ne pouvait pas comprendre ce que vous deviez savoir à ce sujet si ce commutateur était celui que vous vouliez.

3) Peu importe ce qui se passe après le largage de la bouée.

C'est parce que, comme vous l'avez dit, il faut un effort manuel pour le ramener. Nous préférons cependant qu'il reste éteint (verrou dans cette position).

Cela économiserait de l'énergie (et changer les piles est difficile à cause du boîtier étanche) et quand il bascule rapidement, nous risquons que la bouée ne quitte pas le sous-marin (relâchez trop court, se rattache). C'est peut-être un petit risque, et peut-être évitable, mais nous devons convaincre les juges de notre race qu'il s'agit d'un système parfaitement sûr, donc aucun risque n'est toujours meilleur qu'un petit risque.

J'espère que cela répond à vos questions. Nous travaillons toujours très dur sur ce sujet et nous apprécions beaucoup votre aide!

Nous attendons vos idées avec impatience,
Merci encore!

Marielle van den Hoed
Ingénieur en chef de WASUB
Sous-marin à propulsion humaine

Conception du circuit

Utilisation d'un interrupteur Push-To-OFF

Le circuit de commutation de bouée de sécurité proposé pour les plongeurs illustré ci-dessous est essentiellement un circuit de minuterie de retard ON.

Comme on peut le voir sur la figure donnée, quelques batteries 9V sont jointes en série pour acquérir 18V qui est convenablement réduit à 12V via un circuit intégré 7812 pour alimenter l'étage de temporisation ON à retard adjacent.

Le bouton poussoir indiqué qui doit être tenu par le plongeur tant que la personne souhaite rester immergée. Cet interrupteur doit être de type PUSH-TO-OFF.

On s'attend à ce que le plongeur soit transporté par l'eau avec cet interrupteur enfoncé.

Dans le cas (que ce soit) si le commutateur ci-dessus est relâché, le 12v est autorisé à passer à la base de T1 à R2. Cependant, T1 est inhibé à partir du 0,6 V requis pendant une période de temps calculée (2 secondes) jusqu'à ce que C2 se charge jusqu'à cette limite.

Dès que T1 conduit, T2 suit également et met en MARCHE l'électro-aimant libérant la bouée vers le haut.

R5 / D4 s'assurer que le circuit est verrouillé dans cette position, ce qui entraîne une activation permanente de l'électroaimant jusqu'à ce que le circuit soit retiré de l'eau.

T3 / R6 forme un interrupteur activé par l'eau, garantissant que le circuit ne se déclenche que lorsqu'il est immergé dans l'eau et que les points A et B sont pontés avec la teneur en eau.

Seuls les points A et B doivent être exposés à l'eau, le reste du circuit doit être scellé hermétiquement à l'intérieur d'une enceinte appropriée étanche à l'eau

Schéma

Liste des pièces

R1 = 1 M
R2 = 100 K
R3, R4 = 10K
R5 = 100 000
R6 = 100 ohms
C2 = à sélectionner pour l'acquisition du délai de 2 secondes requis
D1 ---- D4 = 1N4007
T1 = BC547
T2 = BC557
T3 = TIP127

Utilisation d'un interrupteur Push-to-ON

Le prochain circuit d'interrupteur de sécurité sous-marin à propulsion humaine utilise un interrupteur à pression pour une opération identique à celle ci-dessus.

Dès que le plongeur appuie sur le bouton poussoir et plonge dans l'eau, les points A et B sont pontés avec de l'eau provoquant le passage de l'alimentation dans le circuit.

L'interrupteur étant maintenu enfoncé amène T2 à passer en MARCHE, maintenant ainsi la broche 14 de l'IC 4017 à la masse.

Un flash lumineux momentané au-dessus de la LED garantit que le circuit est réinitialisé et est en position d'attente d'alerte.

Maintenant, au cas où le plongeur sous l'eau relâche le bouton-poussoir, cela entraînerait la désactivation de T2, mais seulement après que C1 se soit déchargé en dessous du niveau de 0,6 V.

À ce stade, T2 éteint rendrait un potentiel positif à la broche 14 de l'IC 4017, ce qui ferait passer la logique haute à la broche 3 à l'ordre de brochage de sortie suivant qui est techniquement la broche n ° 2, mais pour des raisons de sécurité extrêmes, toutes les sorties restantes ont terminé à la base de T1 via des diodes individuelles.

L'action ci-dessus déclencherait instantanément T3 et l'électroaimant pour les implémentations prévues.

Schéma

Liste des pièces

R1 = 100 Ohms
R2, R6 = 100K
R4, R3, R5, R7 = 10K
R8 = 1 M
C1 = à calculer pour acquérir le délai de 2 secondes requis
C2 = 0,22 uF
C3 = 0,5 uF / 25 V
D1 --- D10 = 1N4007
T1 = TIP127
T2, T3 = BC547
IC1 = IC 4017
IC2 = 7812
Interrupteur = type push-to-ON
EM = électroaimant

Commentaires de M. Marielle

Marielle van den Hoed6: 24 PM (il y a 16 heures) tome