Выключатель питания для подводного компьютера

Я создаю подводный компьютер с открытым исходным кодом ( www.diydivecomputer.com), и у меня возникла небольшая проблема, пытаясь понять, как включать и выключать устройство. Проблема в том, что устройство должно быть полностью герметизировано, так как оно будет работать под водой и под высоким давлением (до 200 фунтов на квадратный дюйм), поэтому в корпусе не должно быть отверстий для переключателя. Я буду использовать датчики/магниты на эффекте Холла для кнопок пользовательского интерфейса и хотел бы иметь возможность включать и выключать устройство с помощью одной или всех этих кнопок (т. е. нажать любую кнопку для включения). Я также хотел бы иметь возможность выключать устройство, удерживая одну из кнопок в течение нескольких секунд (для перезагрузки устройства в случае сбоя программного обеспечения). Наконец, я хотел бы, чтобы устройство автоматически включалось, когда устройство погружается в воду. У меня будут разъемы, ведущие к внешней стороне корпуса для зарядки, поэтому я могу добавить еще один для датчика воды (или каким-то образом использовать контакты для зарядки). Конечно, энергопотребление при выключенном питании должно быть равно нулю или как можно ближе к нему, поскольку между использованиями устройство может храниться месяцами.

Я инженер-программист и любитель электроники, поэтому это немного выходит за рамки моих возможностей. Я знаю, что это «вопрос» без простого ответа, но если кто-нибудь может указать мне направление, я был бы признателен! Однако, если вы найдете это интересной проблемой, я приглашаю вас присоединиться к проекту! Я мог бы использовать помощь!

Ответы (2)

Даже не пытайтесь включить или выключить его: оставьте его включенным, но в «спящем» режиме с низким энергопотреблением, из которого нажатие кнопки может разбудить его прерыванием «изменение напряжения на контакте».

Процессор TI MSP430 может «засыпать» при силе тока менее 1 микроампер (при работающем таймере) и таким образом просыпаться за микросекунду. В спящем состоянии маленький кнопочный элемент может питать его годами, так что от отключения питания ничего не выиграешь. Если у него недостаточно вычислительной мощности, есть MPU на базе ARM, которые не сильно отстают по мощности глубокого сна или времени пробуждения. Это стартовый комплект за 10 долларов для пары меньших устройств MSP430.

Магнитные датчики (герконы) — это способ обнаружения нажатия кнопки. Им не нужна энергия во время сна. Переключатели на эффекте Холла могут работать, хотя я не знаю, насколько низким может быть их энергопотребление. Или, возможно, опто (отражающие) датчики, как предлагает Аниндо, хотя они все время потребляют энергию.

Емкостные датчики могут с трудом обнаруживать пальцы под водой! Однако емкостной датчик, вероятно, идеально подходит для сигнализации о погружении в воду.

Спасибо за помощь. Мой первоначальный план состоял в том, чтобы использовать режим низкого энергопотребления процессора, но я остановился на платформе Teensy 3.0, потому что она очень маленькая, мощная и использует Arduino IDE для разработки, что делает ее доступной для людей с небольшим опытом программирования для настройки. У процессора Teensy много режимов с низким энергопотреблением, но библиотеки с низким энергопотреблением еще не портированы, и у меня нет пропускной способности для их переноса. Тем не менее, вы делаете хорошее замечание, и мне не нужно поддерживать все режимы с низким энергопотреблением, только один, так что это может быть несложно реализовать. Спасибо!
Программирование на «голом железе» на Arduino (т. е. ниже уровня интерфейса Arduino) не сложно, и вы правы: вам нужен только режим с низким энергопотреблением, который выполняет свою работу. Я не знаю, как совместить режимы пониженного энергопотребления с интерфейсом Arduino, я считаю, что Ada легче понять, чем C.

Предположение : под «отключением питания» вопрос подразумевает какой-то «спящий режим со сверхнизким энергопотреблением», поскольку любому электронному сенсорному решению потребуется некоторая мощность для определения срабатывания «включения питания».

Обычный подход к переключению герметичных устройств заключается в использовании емкостного сенсорного переключателя для определения близости пальцев. Однако это не сработает под водой из-за того, что (грязная или морская) вода является проводником электричества.

Стандартным альтернативным предложением является использование датчика приближения на основе оптического отражения, такого как Sharp GP2Y0A21YK , запечатанного внутри корпуса, в качестве механизма переключения.

GP2Y0A21YK

Если палец (или другой объект) приближается на расстояние срабатывания датчика, отражение излучаемого инфракрасного луча от устройства будет обнаружено его датчиком и может использоваться для переключения питания устройства.

Обратите внимание, что инфракрасное излучение не распространяется очень далеко в воде — меньшие длины волн, такие как синий или ультрафиолетовый, намного лучше. Кроме того, чтобы это работало, корпус должен быть достаточно прозрачным для инфракрасного излучения.

Другим решением, возможно, более нестандартным, является использование недорогого фиксирующего датчика Холла, такого как Melexis US1881, внутри герметичного корпуса устройства. Небольшой магнит, установленный на гибкой основе снаружи корпуса, может действовать как тактильная «кнопка», которую пользователь должен нажать.

Датчик Холла с фиксацией

Третий, более закрытый подход заключается в использовании тумблеров, специально предназначенных для работы под водой, таких как Otto HTL2 , рассчитанных на водонепроницаемость IP68S:

Линейный тумблер HTL2

Я не думал об использовании ИК-датчика для ввода пользовательского интерфейса, но это очень интересно! Я мог бы использовать один геркон для включения питания (поскольку он не потребляет энергию) и использовать ИК для других, так как это может быть более надежным. Спасибо!
Должен сказать, что я хотел бы использовать этот джойстик, однако он имеет класс защиты IP68S, что, согласно спецификации, говорит о том, что он может работать под водой на глубине более 1 м, но подводный компьютер может работать на глубине 100 м. Часть «S» говорит о том, что во время теста устройство стояло на месте, а подводный компьютер никогда не стоит на месте. Эффект Холла и магнит - это то, о чем я изначально думал, однако я не знал, что они делают защелки, это интересно ...
Выключатель питания для подводного компьютера
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v