Voci vode utesnena prechodka pre hriadel ovladania snimaca

[Bobes]

Ahojte,
Realizujem specificky pocitac pre kamaratov sportovych potapacov (orientacne plavanie pod vodou). Uz mam prototyp elektroniky, prototyp casti senzora merania preplavanej vzdialenosti a aj prototyp casti SW. Aktualne potrebujem doriesit ovladaci snimac (on/off, vyber z menu, start/stop merania, atd) pocitaca. Kedze v blizkosti pocitaca sa bude nachadzat kompas, tak nechem pouzivat kombinaciu magnetov a jazyckovych kontaktov/hallovych snimacov. Rad by som pouzil encoder (signaly A, B) aj s tlacitkom (pusch button) ako napr. tento:
https://www.tme.eu/sk/details/pec11l-4 ... rc=aw.ds
Jasne, ze puzdro pocitaca aj inkrementalneho snimaca musi byt vodotesne (bohate staci do 10m, pretlak 1atm). A teraz tu prichadza vyzva ako ovladat uvedeny snimac umiestneny v suchu puzdra. Zakladnu ideu vidim v utesneni 4mm nerezovej hriadele vyuzitim O-kruzku pri prechode telom puzdra pocitaca. Danu hriadel by som nasledne prepojil s hriadelou inkrementalneho snimaca. Telo utesnenia prechodu hriadele by malo byt sustruzene z nerezu (idealne AISI316).
Nieco som si uz aj nacrtol, ale vsetky riesenia sa mi zatial zdaju komplikovane na vyrobu v serii do 10ks. Stale vsak mam pocit, ze nemozem byt prvy, ktory riesi takyto problem a teda to (mala utesnena prechodka 4mm hriadela) uz niekto vyraba seriovo. Par hodin som googlil, ale nic relevantne som nenasiel. Teda okrem, podla mna, nie moc vydarenych tesneni lodnych hriadelov na modelarskych strankach.
Tymto by som sa rad spytal ci ste uz niekto nieco podobne riesili a vedeli by odporucit slovne spojenie, na ktore googl najde nieco relevantne. Alebo mozno mi poradite nieco ine (idea komponentov zo vzduchariny, atd).

Dik, Juro

[miv]

Ahojte,
Realizujem specificky pocitac pre kamaratov sportovych potapacov (orientacne plavanie pod vodou). Uz mam prototyp elektroniky, prototyp casti senzora merania preplavanej vzdialenosti a aj prototyp casti SW. Aktualne potrebujem doriesit ovladaci snimac (on/off, vyber z menu, start/stop merania, atd) pocitaca. Kedze v blizkosti pocitaca sa bude nachadzat kompas, tak nechem pouzivat kombinaciu magnetov a jazyckovych kontaktov/hallovych snimacov. Rad by som pouzil encoder (signaly A, B) aj s tlacitkom (pusch button) ako napr. tento:
https://www.tme.eu/sk/details/pec11l-4 ... rc=aw.ds
Jasne, ze puzdro pocitaca aj inkrementalneho snimaca musi byt vodotesne (bohate staci do 10m, pretlak 1atm). A teraz tu prichadza vyzva ako ovladat uvedeny snimac umiestneny v suchu puzdra. Zakladnu ideu vidim v utesneni 4mm nerezovej hriadele vyuzitim O-kruzku pri prechode telom puzdra pocitaca. Danu hriadel by som nasledne prepojil s hriadelou inkrementalneho snimaca. Telo utesnenia prechodu hriadele by malo byt sustruzene z nerezu (idealne AISI316).
Nieco som si uz aj nacrtol, ale vsetky riesenia sa mi zatial zdaju komplikovane na vyrobu v serii do 10ks. Stale vsak mam pocit, ze nemozem byt prvy, ktory riesi takyto problem a teda to (mala utesnena prechodka 4mm hriadela) uz niekto vyraba seriovo. Par hodin som googlil, ale nic relevantne som nenasiel. Teda okrem, podla mna, nie moc vydarenych tesneni lodnych hriadelov na modelarskych strankach.
Tymto by som sa rad spytal ci ste uz niekto nieco podobne riesili a vedeli by odporucit slovne spojenie, na ktore googl najde nieco relevantne. Alebo mozno mi poradite nieco ine (idea komponentov zo vzduchariny, atd).

Dik, Juro

Pokud jsi již takto vybral snímač, pak jsi také definoval způsob těsnění (o kroužek) a moc toho nevymyslíš.
Já osobně bych šel cestou optického snímače a skleněné trubičky. Pak může být ovládací prvek zrcátko - přesněji hřídelka z nerezu s leštěnými plochami. Snímače a led diody jsou uvnitř kryté sklem a tím dokonale vodotěsně oddělené.

[elbarto]

Popros mistra Procházku, to je odborník na vodu a hloubku největší. Nezaponenu na naše baterky před 15 roky. Předmět testu vždycky byl, kolik se po ponoru vylije vody. V té době ještě v baterce NiMH a podlehové halogenky. Vzpomínám na to rád Do 10M to ten O kroužek nebo jejich pár asi dá. Jen si vyber vhodnější osičku místo shitky za 2.50

[prochaska]

Pokud to chceš řešit mechanicky, hřídelka 4 mm je moc tlustá. Použij tenčí, kalenou, leštěnou, těsněnou nitrilovým o-kroužkem + druhý stejný o-kroužek jako prachovka (spíš bahnovka). Nebudeš mít problém s vyrovnáním protitlaku (vratná pružina bude významně silnější než tlak na hřídelku v maximální hloubce) a nebude ti s hloubkou kolísat ovládací síla.

Osobně bych ale šel do indukčních tlačítek, prostup stěnou potápěčského přístroje je vždycky možný bod závady.

[Bobes]

Dik za radu, vazim si ju! Mojimi kriteriami vyberu elektromechanickeho enkodera kombinovaneho s tlacitkom boli/su:
- vyuzitie tlacitka nie len ako potvrdzovanie v menu ale aj zapnutie (ON) pocitaca tym istym tlacitkom - zapojenie kombinujuce tlacitko, dve shottky diody, dva MOSFETY (P a N v jednom puzdre), nejake odpory. Vysledkom je, ze jedno tlacitko dokaze zapnut pocitac (ako spinac je pouzity P MOSFET) a byt aj sucastou ovladania. Vypnutie (OFF) sa deje uz SW. Vyhodou je nulovy odber zariadenia pocas yvpnutia. Akykolvek obvod spotrebuvavajuci energiu aj pocas vypnutia prinasa problem s vybitim akumulatora. Akumulator ma totiz ochranny obvod proti vybitiu. A ak sa ten aktivuje, tak je nutny manualny reset obvodu tlacitkom a to vyzaduje otvorenie celeho vodotesneho puzdra...
- optimalizovat spotrebu el. energie. Pre opticky snimac potrebujem napajat dalsiu LED. Avsak toto kriterium by sa dalo ozeliet v stave zapnutia. Problemom je vsak spotreba LED v stave vypnutia pocitaca. Tu by bol moznym riesenim asi samostatny blikac pre LED s "rozumnou" striedou a frekvenciou zapnutia LED - znizenie spotreby LED aby akumulator prezil aspon rok bez dobijania a zaroven niekolko tyzdnove vypnutie nesposobovalo jeho pozorovatelne vybitie. Toto bude potrebne detailne premysliet.

Na zaklade uvedeneho by som sa este raz skusil vratit k elektromechanickemu rieseniu. Ak mate niekto skusenost s uvedenym typom utesnenia hriadelky, tak kazda rada je vitana. Hlavne tie, ktore by odkazovali na uz vyrabany komponent/ zostavu v rozumnej cene.


PS: Opticky snimac uz pouzivam v senzore merania preplavanej vzdialenosti: 40kHz blikajuca infra LED voci dvom IrDa snimacom, infra luc prerusovany nerezovou clonkou a cele zaliate v epoxide - vid foto. Ako pozeram na foto, tak menim popis snimaca z prototyp na proof of concept:)

[Bobes]

Pouzitie 4mm hriadele pramenilo z mojch zasob. Planoval som len prelestit AISI 316 tycku pridavneho materialu na TIG zvaranie. Ale je jasne, ze 3mm je z pohladu tlaku a kompenzacnej pruziny lepsia volba. Pridavny matros pre TIG sa robi v priemere 3,2mm. Mozna tie dve desatinky nebudu na zavadu - skusim otestovat. Ta pripomienka s dvoma kruzkami (bahnovka) ma velmi povzbudila. Na mojich Ikelite foto puzdrach som vzdy videl len jeden kruzok a myslel som si, ze na co to budem komplikovat. Ale to bude asi tym, ze kto by uz isiel fotit pri viditelnosti do 30cm. A orientacne plavanie pod vodu sa realizauje vo vodach s nizkou dohladnostou, sposobenou roznymi necistotami.
Alesi, videl si niekde seriovo vyrabany komponent (nerezove telo s o kruzkom, ine) pre utesenie napr. tu spominanej 3mm hriadele? Najradsej by som ho nakupoval, ak bude v prijatelnej cene.

[prochaska]

Dělá se toho spousta, namátkou třeba https://eocean.eu/en/do-it-yourself/24- ... utton.html
Výrobci zakázkových pouzder pro foťáky si to většinou nedělají sami, ale nakupují hotové a pak to "jenom" poskládají. Těch subdodavatelů pro potápěčské vybavení je docela dost a lidi z toho vyrábějí pěkné věci. Dělají se i otočné přepínače, inkrementální snímače, ale zkušenost nemám, já ty nakupované nepoužívám. Všechno se to v téhle velikosti těsní přes o-kroužky. Na lodní hřídele jsou pak keramické ucpávky (ceramic mechanical seal), ty fungují dokonale, ale to je na tvé potřeby asi už moc humpolácké.

Ohledně toho low-power stavu indukčního nebo optického tlačítka, v zásadě není problém to snímat třeba procesorem, ten jednou za vteřinu probudit, zjistit stav a zase usnout. Holt pro wake-up podržíš tlačítko dvě vteřiny, ale to je obvyklý postup. Zase to vydrží na jednu Li-ion tužkovku třeba rok. Je fakt, že to zní jednoduše, ale dá to dost práce taková tlačítka dotáhnout do funkčního spolehlivého stavu, nevím, jestli se ti do toho bude chtít kvůli deseti kusům.

[Bobes]

Dělá se toho spousta, namátkou třeba https://eocean.eu/en/do-it-yourself/24- ... utton.html
Výrobci zakázkových pouzder pro foťáky si to většinou nedělají sami, ale nakupují hotové a pak to "jenom" poskládají. Těch subdodavatelů pro potápěčské vybavení je docela dost a lidi z toho vyrábějí pěkné věci. Dělají se i otočné přepínače, inkrementální snímače, ale zkušenost nemám, já ty nakupované nepoužívám. Všechno se to v téhle velikosti těsní přes o-kroužky. Na lodní hřídele jsou pak keramické ucpávky (ceramic mechanical seal), ty fungují dokonale, ale to je na tvé potřeby asi už moc humpolácké.

Ohledně toho low-power stavu indukčního nebo optického tlačítka, v zásadě není problém to snímat třeba procesorem, ten jednou za vteřinu probudit, zjistit stav a zase usnout. Holt pro wake-up podržíš tlačítko dvě vteřiny, ale to je obvyklý postup. Zase to vydrží na jednu Li-ion tužkovku třeba rok. Je fakt, že to zní jednoduše, ale dá to dost práce taková tlačítka dotáhnout do funkčního spolehlivého stavu, nevím, jestli se ti do toho bude chtít kvůli deseti kusům.

Asi sa teda opat pozriem na moznost optickych tlacitiek. To pridrzanie tlacitka na par sekund nie je problem - uz aj dnes to mam tak spravene (ochrana pred nahodnym zapnutim). Musim vsak preskumat tie sleep mody v kombinacii, ze pouzivam hotovy modul NUCLEO-L432KC s MBED OS a modul Pico-UPS-A pre napajanie. Spravit to cele len na vlastnom HW navrhu sa mi kvoli par kusom nechce. Ak by k tomu prislo, tak by som asi aj vyhodil MBED OS a isiel absolutne optimalizovat spotrebu. I ked mozno cesta je ciel:) Naposledy som takyto HW a SW robil pred 30rokmi v ere assembleru a 8051 (MHB8748 klon - cely manual vratane popisu vsetkych instrukcii bol 232 stranok). Od vtedy som len servisoval (fixoval problemy s kurvitkami) rozne zariadenia. Realne sa zivim telco sietami, ich dizajnom, implementaciou, strategiou, business planmi, atd. Takze tento projekt ma vacsinou svoje casove okno len hlboko v noci.

[prochaska]

My to máme na řadě STM32, ale neříkám, že to je na to nejlepší, spíš abychom měli rodinku procesorů pohromadě. Elektricky na tom nic není, nejhorší je přesně to uspávání a probouzení a udržení spotřeby dole, musí se tam vychytat spousta věcí. Ale jde to Na manuál o 230 stránkách raději zapomeň, tolik stránek mají jen errata

[Bobes]

My to máme na řadě STM32, ale neříkám, že to je na to nejlepší, spíš abychom měli rodinku procesorů pohromadě. Elektricky na tom nic není, nejhorší je přesně to uspávání a probouzení a udržení spotřeby dole, musí se tam vychytat spousta věcí. Ale jde to Na manuál o 230 stránkách raději zapomeň, tolik stránek mají jen errata

Noo, uspavanie STM32L432KC mi uz ide, len sa procak nechce zobudit Spotreba po zaspati cca 40uA (procak aj s ostatnymi obvodmi) je dobry smer. Poladim (datasheet procaku basni o 1uA), uvidim a nejako sa finalne rozhodnem.
Este by som sa spytal jednu otazku. Puzdro pocitaca planujem vyrobit:
- priezor polykarbonat - utesneny na O kruzok s "vela" pritlacnymi skrutkami umiestnenymi len na mokrej casti puzdra
- zvysok tela chcem nechat vyrobit z plastu na cnc frezke. S volbou plastu by som potreboval poradit od niekoho z realnej praxe. Aky plast je vhodny na trieskove obrabanie a zaroven je vhodny na aplikaciu vo vode (dlhodoba odolnost/nestarnutie, aby nenapucal, atd)? PE, HDPE, ine?

[prochaska]

Polykarbonát není moc vhodný, raději plexi. PC má velký creep, to sklíčko se pak pod tlakem trvale prohne. PMMA je dlouhodobě odolnější. Doporučuju nalepit nějakou ochrannou fólii. Na tělo počítače jednoznačně POM-C (Delrin, Ertacetal, ...). Ten je nenavlhavý (nebobtná jako třeba PA) a luxusně se obrábí.

[Bobes]

Polykarbonát není moc vhodný, raději plexi. PC má velký creep, to sklíčko se pak pod tlakem trvale prohne. PMMA je dlouhodobě odolnější. Doporučuju nalepit nějakou ochrannou fólii. Na tělo počítače jednoznačně POM-C (Delrin, Ertacetal, ...). Ten je nenavlhavý (nebobtná jako třeba PA) a luxusně se obrábí.

Super rady, dik!

[Jiří M]

Což takhle zkusit jako vypínač piezokrystal, při zaťukání na krabičku se zapne a pak zbytek ovládat opticky, jak je psáno. A věřím, že by optika mohla fungovat jen na dotyk prstem/rukavicí díky lomu světla plast-voda.

[prochaska]

Což takhle zkusit jako vypínač piezokrystal, při zaťukání na krabičku se zapne a pak zbytek ovládat opticky, jak je psáno. A věřím, že by optika mohla fungovat jen na dotyk prstem/rukavicí díky lomu světla plast-voda.

Takhle to řeší Shearwater (tedy ten má pouze piezotlačítka) a několik dalších výrobců potápěčských počítačů. Není to úplně pohodlné, piezotlačítka nemají haptickou odezvu (ta se dá ale částečně nahradit vibračním motorkem). Když už by tam mělo fungovat probuzení poklepáním, tak bych využil MEMS snímače zrychlení (ty se taky dají provozovat v uspaném nebo low-energy stavu). Odhaduju, že ty v tom navigačním přístroji beztak budou, minimálně kvůli kompenzaci inklinace kompasu.

[Dawe]

Presne tak, na tohle se hodi MEMS.
Nedavno jsme takovou vec v ramci jednoho projektu delali s inercialni jednotkou MPU6050.
Dostali jsem se na asi 400uA standby spotreby celeho zarizeni s ESP32S3 a dalsich obvodu. Bylo potreba vychytat tresholdy a povypinat nepotrebne sensory toho IMU (hlavne gyra), aby to tolik nezralo - defaultne to bastilo asi 4mA. Samotne low power mody nebo sleep samotneho IMU nejde pouzivat, protoze se vzdy vypina ten interni vyhodnocovaci engine (u MPU6050 jde o DMP processor) a zustava jen treba pomaly sampling. Cili nefunguji ty detekce co potrebujes.