Tauchcomputer

Hallo zusammen,

nach längerem Stillstand habe ich nun begonnen einen Tauchcomputer zu bauen. Na ja ... es soll mal einer werden ... irgendwann.

Nun gibt es bereits genug auf dem Markt, aber das soll einen nicht davon abhalten, seine eigenen Ideen zu verwirklichen (siehe auch Peter Rachow). Ich habe auch nicht vor, das ganze zu vermarkten. Es wird mit Sicherheit schon allein wegen der Größe (Akkus, ...) auch keinen Schönheitspreis gewinnen, aber es soll ja auch funktionieren.

Die Hardware soll wie folgt aussehen:
Versorgung aus herkömmlichen Mignon-Akkus, Spgsregler 5V für das 4x16-Display (reicht völlig aus), 3,3V-Spgsregler für die restliche Versorgung, SD-Karte zum Speichern, Drucksensor MS5541 von Intersema, serielle Schnittstelle zum Auslesen, Hallsensoren für die Bedienung von aussen ..... und einem ATMEGA32 bzw. 644.

Nun erstmal zur bereits geleisteten Vorarbeit.
Nachdem ich mir in Excel (wg. der leichteren Lesbarkeit, Diagrammen, usw.) ein Makro für die Sättigungs- und Entsättigungsvorgänge geschrieben habe, habe ich zahlreiche (Deko-)Tauchgänge von verschiedenen Tauchcomputern mit meiner Version (es ist ein von mir modifizierter Bühlmann) als auch mit der Originalsoftware analysiert.
Anschliessend habe ich das ganze per Bascom implementiert. Für einzelne Tauchgänge ist das ganze nun fertig.
Funktionen: Berechnung der Gewebesättigungen, Nullzeit, Dekostops und relevante Zeit, Aufstiegsgeschwindigkeit und Warnung, Pylestops, Gesamtentsättigungszeit, Bergseemodus und da ich in etwa weiss, wie hoch mein Atemminutenvolumen ist, kann ich auch eine Art Restluftmenge berechnen, die noch benötigt wird und mit meinen Finimeter vergleichen (ich möchte keinen Flaschendrucksensor miteinbauen, dazu sind mir 200bar eindeutig zu viel).

Display ansteuern ist kein Problem und mit der SD-Karte hatte ich auch schon erfolgreich hantiert. Dem Drucksensor (sogar temperaturkompensiert) habe ich bisher die Kalibrierdaten entlockt. Viel mehr ging nicht, da er für die Wandlung einen SCK von 32,768 kHz (der Uhrenquartz geht nicht) benötigt. Später fiel mir dann ein, den Takt vom Controller selbst per Interruptroutine zu erzeugen und auszugeben. Sollte doch möglich sein, oder?
Serielle Schnittstelle geht auch. Jetzt geht's um die Kombination von allem und der Erweiterung.

Die Platine ist provisorisch mal erstellt und ich würde sie gerne mal die nächsten Tage einstellen. Es ist meine Erste und ich würde mich über eure Verbesserungsvorschläge freuen (ich weiss: Platine die hunderste; aber ich zähle auf eure Geduld und Erfahrung). Ist die Linienbreite ok, was fehlt, was ist überflüssig, ....
Fertigen würde ich die Platine mit der Tonermethode.

Aktuell habe ich noch Taster anstatt der Hallsensoren gezeichnet. Hat jemand bereits Erfahrung mit z.B. TLE4905L?
Hallsensoren scheinen mir das vernünftigste, da man mit einem geführten, federbelasteten Stift im Gehäuse (Magnet auf der Unterseite) vom Wasserdruck unbeeindruckt bleibt.

Mit dem Spgsversorgungskonzept bin ich noch am Schwanken. Um nicht jedes mal die Akkus zu laden, habe ich zwei Möglichkeiten:
1. Display nach dem Tauchgang per Transistor abschalten und den Controller in den Schlaf versetzen. Somit könnte er alle heiligen Zeiten die Restsättigung berechnen und beim nächsten Einschalten gleich anzeigen bzw. berücksichtigen.
2. Die komplette Elektronik abschalten. Dazu muss man allerdings die aktuellen Werte zusätzlich auf der SD-Karte ablegen. Beim Einschalten, die Daten einlesen, kurz rechnen, anzeigen und für den Wiederholungstauchgang berücksichtigen.
Ich tendiere eher zu Variante 2.
Was ist eure Meinung?

Beim Gehäuse bin ich mir noch nicht schlüssig.
Alu mit Nut, O-Ring und Plexiglasscheibe: kann kein Alu fräsen.
Verbundstoffe (Glasfaser, ...): Wie bringe ich oben eine durchsichtige Scheibe an? Hab ich noch nie gemacht.
Kunststoff: einfach zu bearbeiten, aber die Ecken abdichten?
Kennt ihr sonst noch Varianten?

Den Drucksensor habe ich vor, in einer Silikonöl gefüllten, separaten Kammer (ganz einfache Gummimembran zur Aussenwelt) unterzubringen.

So ... bin mal gespannt über eure Meinung, Vorschläge, Tips, ....
Wenn jemand mitmachen möchte, habe ich natürlich nichts dagegen.

gruss,
wassermann

Plexiglasscheibe ist ok wenn das Gehäuse komplett mit Öl gefüllt wird. Soll es trocken bleiben - dicke Glasscheibe von Dev Pein.
Ich würde Akkus nehmen und induktiv von aussen laden.
Soll das Gerät ans Handgelenk? - vielleicht einen defekten Aladin ersteigern?
Drucksensor extern ist blöd, versuch eine Membran einzubauen.
Die Daten gehören auf jeden Fall ins EEProm.

Willst du eine PC-Schnittstelle?
Willst du mit dem Gerät durch die Flughafenkontrolle?

Hallo steg14.

induktiv von aussen laden. Ähnlich den elektrischen Zahnbürsten?
Ich hab bisher an verpresste/geklebte Kontakte von aussen gedacht. Es gibt von Kowalski alte Lampen, die ähnlich aufgebaut sind.

Das Gerät soll ans Handgelenk. Ich hab einen alten Aladin, aber der funktioniert leider noch ;-)
Da ich kein SMD löten kann/will, wird es in einem solchen Gehäuse vielleicht auch nicht Platz haben. Aber es ist eine gute Idee. Mal schauen, wie gross das ganze am Schluss wird.

Den Drucksensor wollte ich mit einer Membran abschotten. Hab's vielleicht missverständlich formuliert. Salzwasser mag er evtl. auch nicht ... obwohl er gelgefüllt ist.

Da ich nicht alle 20s protokollieren möchte, sondern vielleicht ca. 4-5s, kommen eine Menge an Daten zusammen für's Profil, deshalb die Idee mit der SD-Karte. Aber du hast Recht, die Restsättigung könnte ins EEprom. Dann wirds mit der SD-Karte auch einfacher.

Denkst du bei der PC-Schnittstelle an IR? Hab ich mich noch nicht damit beschäftigt. Werd ich mir bei Gelegenheit anschauen.

Keine Flughafenkontrolle :-) ... zumindest nicht geplant.

gruss,
wassermann

Hallo zusammen,

ich hatte aus diversen Gründen am Aufbau noch was zu ändern.
Die Akkus sind mittlerweile Micro und der 3,3V-Regler musste wg. dem Hallsensor durch einen LM317 ersetzt werden. Der TLE4905 läuft dann stabil bei 4.1V und der Drucksensor wird auch nur leicht über der üblichen Betriebsspannung betrieben (lt. Intersema kein Problem).
Mittlerweile .. hat ja auch lang gedauert ;-) sind die SD-Karte inkl. diverser Files (hab mich für Variante 2 entschieden), der Drucksensor, ein DS1307 und die Hallsensoren integriert.

Somit folgt nun die Platine. Deshalb die Frage an die Bastler: Ist das ganze per Tonermethode machbar? Auf was muss ich achten?

Die Bauteile sind aus Platzgründen so platziert. Die Hallsensoren benötigen einen gewissen Abstand zum anderen, das Display liegt über der eigentlichen Platine (Bohrlöcher), die Spgsregler müssen höhenbedingt daneben, die SD-Karte muss auch noch bedient werden können und evtl. will man das Programm mal optimieren.

Ich wäre um eure Vorschläge bzw. Einwände dankbar. Ansonsten probiere ich es einfach aus.
Danke schon mal im voraus.

gruss,
wassermann

[/img]

Die Spannungsregler kannst du auch hinlegen und ISP kannst du eventuell gewinkelt an den Rand machen...
Wie dick sind denn deine Leitbahnen? Hast vielleicht auch ein 3D Bild?!

Hallo the_muck,

war ein paar Tage "weg". Musste mir auch noch Eagle3D einverleiben.

Die Spgsregler wollte ich nicht "flachlegen" wg. dem dann benötigten Platz. ISP wäre eine Alternative.
Die Leiterbahnen sind durchwegs 16mil.
Die Jumper sind nur "Platzhalter" für Anschlüsse der Sensoren (Hall, MS5541, ...).
Im Anhang zwei Bilder. Ein Spgsregler erscheint auf der Unterseite, was natürlich nicht richtig ist.

Krieg ich das mit der Tonermethode hin?

gruss,
wassermann

hallo
mit welchen programm hast du die zeichnungen gemacht

eagle 3d__________________

Danke BlackDevil.
Bin zur Zeit am drucken, bügeln, ... und wieder reinigen mit Aceton. Das entsprechende Ergebnis ist noch nicht so, wie ich es haben möchte.
Meld mich wieder, wenn ich soweit bin.

So ... wie im ersten Beitrag erwähnt, wird es irgendwann ein Tauchcomputer werden.

Ich hatte mich wirklich bemüht, mit der Bügelmethode die Platine zu erzeugen. Aber trotz diverser Variationen war ich nicht in der Lage dazu.

Kurzerhand hab ich die Platine dann bei Bilex fertigen lassen. Preis und Qualität sind wirklich in Ordnung (22 Euronen für eine doppelseitige Platine 100x70mm). Nachdem alles verlötet war, gings das erste mal an Spannung. Resultat: LM317 funktionierte nicht. Konnte auch nicht, da ich das Poti falsch eingezeichnet hatte und vor der Fertigung nicht mehr bemerkt habe. [-X
Nun war also auf der Unterseite schon mal die erste Drahtbrücke.

Alles funktionierte einwandfrei, da ich bisher die Akkus immer noch in einer Halterung per Krokoklemmen mit der Platine verband. So lötete ich dann die Akkus zusammen und verband das ganze mit der Platine. Und dann funktionierte der DS1307 nicht mehr einwandfrei (siehe anderer Beitrag).
Letzten Endes scheint es nun dank der Unterstützung hier im Netz gelöst zu sein. Danke nochmal.

Zum Gerät selber: Bauteile wurden bereits in den Beiträgen vorher erwähnt. Im ersten Bild sieht man die Platine, das Display ist über Sockel steckbar/abnehmbar, im Hintergrund der kleine weisse Punkt an den bunten Drähten erkennt man den Drucksensor. Nach dem Einschalten wird kurz Datum/Uhrzeit angezeigt, dann kommt ein Menü zur Einstellung der Flaschengröße (alle Eingaben/Bestätigungen funktionieren über die Hallsensoren und Magnet), des Atemminutenvolumens und des Sauerstoffanteils im Gemisch. Anschliessend wird die SD-Karte initialisiert und die Daten der Logfiles eingelesen (es sind z.B. die wichtigsten Daten aller Tauchgänge abrufbar: siehe Bild 2). Tauchgangs-Nr., max. Tiefe, Tauchzeit in Minuten, min. Wassertemperatur, Entsättigungszeit und Leitgewebe.
Sollte nun der Druck über 80mbar ansteigen, springt das Menü automatisch in den Tauchmodus. Dieser kann aber auch separat über die Sensoren angewählt werden. Im Bild 3 sieht man dann die aktuelle Tiefe, aktuelle Temperatur, die Tauchzeit in min (darunter die sek), links in Zeile 2 wird man auf Tiefenstopps hingewiesen. Zeile 3 zeigt den gesamten noch benötigten Luftverbrauch bis zum Erreichen der Oberfläche (inkl. Aufstiegszeiten, Tiefenstops, Dekostops). Zeile 4 zeigt die max. Tiefe und rechts erkennt man die Nullzeit bzw. im Dekofall die Dekozeiten. Dann werden in Zeile 3 rechts die Dekostops (in m) eingeblendet. Die Hand im Hintergrund "übt gerade etwas Druck auf den Sensor aus" ;-)

Für den Tauchgang wird zu Beginn die Restsättigung infolge evtl. vorher stattgefundener Tauchgänge ermittelt und in die Berechnung miteinbezogen. Auch der Sauerstoffgehalt geht direkt in die Berechnung mit ein.

Einige Dinge können über die serielle Schnittstelle eingestellt werden (Datum/Uhrzeit/Protokollrate/usw.).

Da ich den Algorithmus im Makro auf dem PC mit bereits bekannten Tauchgängen analysiert und modifiziert habe (auch mit unterschiedlichen Gemischen), sollte sich bei realen Tauchgängen kein wesentlicher Unterschied zeigen. Zudem wäre es denkbar über die serielle Schnittstelle bzw. beim Einstellmenü mittels eines Faktor die Sättigungsrechnung konservativer bzw. sanfter einzustellen.


Na ja. Jetzt geht es ans Gehäuse. Dazu dachte ich an Kunststoff aus dem vollen gefräst und auch bereits mit den Bohrungen zum Laden/Einschalten/Drucksensor versehen. Die Bedienung mittels federbelasteten, vom Wasser hinterspülten Tasten habe ich verworfen, da ich unter Wasser keinerlei Bedienung benötige. Über Wasser geht das ganze mit einem kleinen magnetischen Stift zum Abruf der Daten/Einstellung.
Somit brauche ich oben nur eine Nut für den O-Ring und eine Glasscheibe.

Dazu werde ich mich mal mittags in der Firma umsehen und einen Schlosser aufsuchen ;-)

gruss,
wassermann

Hallo Wassermann,
wo bekommt denn der Drucksensor die Clockfrequenz her? Das erschließt sich mir aus dem schedule.png nicht. Super Sache aber, ich suche seit Wochen nach mir verständlichen Schaltungen mit dem MS5541. Schade, dass ich ihn mit der SD-Card auf einen Bus packen muss, sonst wäre das genau die Schaltung, die ich brauche. Vielen Dank, schöne Grüße