Netzschalter für einen Tauchcomputer

Ich erstelle einen Open-Source-Tauchcomputer ( www.diydivecomputer.com) und ich habe ein kleines Problem damit, herauszufinden, wie ich das Gerät ein- und ausschalte. Das Problem ist, dass das Gerät vollständig abgedichtet sein muss, da es unter Wasser und bei hohem Druck (bis zu 200 psi) betrieben wird, sodass im Gehäuse keine Löcher für einen Schalter vorhanden sein können. Ich werde Hall-Effekt-Sensoren/Magnete für die Tasten der Benutzeroberfläche verwenden und möchte das Gerät mit einer oder allen dieser Tasten ein- und ausschalten können (dh zum Einschalten eine beliebige Taste drücken). Ich möchte auch in der Lage sein, das Gerät auszuschalten, indem ich eine der Tasten einige Sekunden lang gedrückt halte (um das Gerät im Falle eines Softwareabsturzes neu zu starten). Schließlich möchte ich, dass sich das Gerät automatisch einschaltet, wenn das Gerät in Wasser getaucht wird. Ich werde Anschlüsse haben, die zum Aufladen zur Außenseite des Gehäuses führen, damit ich einen weiteren für die Wassererkennung hinzufügen kann (oder irgendwie die Ladestifte verwenden kann). Natürlich muss der Stromverbrauch im ausgeschalteten Zustand Null sein oder so nahe wie möglich daran liegen, da das Gerät zwischen den Verwendungen monatelang gelagert werden kann.

Ich bin ein Software-Ingenieur und Elektronik-Bastler, daher liegt dies etwas außerhalb meiner Fähigkeiten. Ich weiß, dass dies eine "Frage" ohne einfache Antwort ist, aber wenn mir jemand eine Richtung weisen kann, würde ich es schätzen! Wenn Sie dies jedoch für ein interessantes Problem halten, lade ich Sie ein, sich dem Projekt anzuschließen! Ich könnte die Hilfe gebrauchen!

Antworten (2)

Versuchen Sie nicht einmal, es ein- oder auszuschalten: Lassen Sie es eingeschaltet, aber in einem "Schlaf" -Modus mit geringem Stromverbrauch, aus dem ein Tastendruck es durch eine "Pin-Spannungsänderung" -Unterbrechung aufwecken kann.

Der TI MSP430-Prozessor kann bei unter 1 Mikroampere (bei laufendem Timer) „schlafen“ und auf diese Weise in einer Mikrosekunde wieder aufwachen. Im Ruhezustand könnte eine kleine Knopfzelle es jahrelang mit Strom versorgen, so dass es nichts zu gewinnen gibt, wenn es ausgeschaltet wird. Wenn es nicht genug Rechenleistung hat, gibt es ARM-basierte MPUs, die in Bezug auf Tiefschlafleistung oder Aufwachzeit nicht weit dahinter liegen. Dies ist ein 10-Dollar-Starterkit für einige der kleineren MSP430-Geräte.

Magnetsensoren (Reed-Schalter) sind die beste Wahl für die Erkennung von Tastendrücken. Sie brauchen im Schlaf keinen Strom. Hall-Effekt-Schalter funktionieren möglicherweise, obwohl ich nicht weiß, wie niedrig Sie ihren Stromverbrauch erreichen können. Oder möglicherweise optische (reflektierende) Sensoren, wie Anindo vorschlägt, obwohl sie die ganze Zeit Strom verbrauchen.

Kapazitive Sensoren können unter Wasser Schwierigkeiten haben, Finger zu erkennen! Ein kapazitiver Sensor ist jedoch wahrscheinlich ideal, um das Eintauchen in Wasser zu signalisieren.

Danke für die Hilfe. Mein ursprünglicher Plan war, den Low-Power-Modus des Prozessors zu verwenden, aber ich entschied mich für die Teensy 3.0-Plattform, weil sie sehr klein und leistungsstark ist und die Arduino IDE für die Entwicklung verwendet, was es für Menschen mit wenig Programmiererfahrung zugänglich macht, sie anzupassen. Der Teensy-Prozessor hat viele Low-Power-Modi, aber die Low-Power-Bibliotheken wurden noch nicht portiert und ich habe nicht die Bandbreite, um sie zu portieren. Sie machen jedoch einen guten Punkt und ich muss nicht alle Energiesparmodi unterstützen, sondern nur einen, sodass die Implementierung möglicherweise nicht schwierig ist. Danke!
Bare-Metal-Programmierung auf den Arduinos (dh unterhalb der Ebene der Arduino-Schnittstelle) ist nicht schwer, und Sie haben Recht: Sie benötigen nur den niedrigsten Leistungsmodus, der die Arbeit erledigt. Ich weiß nicht, wie man Energiesparmodi mit der Arduino-Schnittstelle kombiniert, ich finde Ada einfacher richtig zu machen als C.

Annahme : Mit "Ausschalten" impliziert die Frage eine Art "Schlafmodus mit extrem geringem Stromverbrauch" - da jede elektronische Erfassungslösung eine gewisse Leistung benötigt, um die Betätigung "Einschalten" zu erfassen.

Ein üblicher Ansatz für das Schalten versiegelter Einheiten besteht darin, einen kapazitiven Berührungsschalter zu verwenden, um die Nähe der Finger zu erfassen. Dies funktioniert jedoch nicht unter Wasser, da (unreines oder Meer-) Wasser ein elektrischer Leiter ist.

Eine sofort einsatzbereite Alternative ist die Verwendung eines auf optischer Reflexion basierenden Näherungssensors wie dem Sharp GP2Y0A21YK , der im Gehäuse versiegelt ist, als Schaltmechanismus.

GP2Y0A21YK

Wenn sich ein Finger (oder ein anderes Objekt) innerhalb der Auslösedistanz des Sensors nähert, würde die Reflexion des vom Gerät emittierten Infrarotstrahls von seinem Sensor erfasst und kann zum Umschalten der Geräteleistung verwendet werden.

Beachten Sie, dass Infrarot nicht sehr weit durch Wasser trägt - kleinere Wellenlängen wie Blau oder UV sind viel besser. Außerdem muss das Gehäuse für Infrarot ausreichend transparent sein, damit dies funktioniert.

Eine andere Lösung, vielleicht weiter außerhalb der Box, ist die Verwendung eines kostengünstigen Hall-Effekt-Sensors mit Verriegelung wie dem Melexis US1881 im Inneren des druckdichten Gerätegehäuses. Ein flexibel angebrachter kleiner Magnet außerhalb des Gehäuses kann als taktiler „Knopf“ fungieren, den der Benutzer drücken kann.

Verriegelungs-Hall-Effekt-Sensor

Ein dritter, mehr Inside-the-Box-Ansatz ist die Verwendung von Kippschaltern, die speziell für den Betrieb unter Wasser entwickelt wurden, wie z. B. der Otto HTL2 , der für den wasserdichten Betrieb nach IP68S ausgelegt ist:

HTL2 Linearer Kippschalter

Ich hatte nicht daran gedacht, einen IR-Sensor für die UI-Eingabe zu verwenden, aber es ist sehr interessant! Ich könnte einen Reed-Schalter zum Einschalten verwenden (da er keinen Strom benötigt) und IR für die anderen verwenden, da dies möglicherweise zuverlässiger ist. Danke!
Ich muss sagen, dass ich diesen Joystick gerne verwenden würde, er hat jedoch die Schutzart IP68S, was laut Spezifikation besagt, dass er unter Wasser in Tiefen von mehr als 1 m betrieben werden kann, ein Tauchcomputer jedoch möglicherweise in 100 m Tiefe funktioniert. Der Teil „S“ besagt, dass das Gerät während des Tests stillstand und ein Tauchcomputer niemals stillsteht. Ein Hall-Effekt und ein Magnet war das, was ich ursprünglich dachte, aber ich wusste nicht, dass sie einrastende machen, das ist interessant ...
Netzschalter für einen Tauchcomputer
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