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Der Selbstbau-Tauchcomputer (SBTC)

Der Simulator für den Drucksensor

1. Allgemeines

Am besten testet man den SBTC natürlich bei realen Tauchgängen. Leider lassen sich nicht alle Faktoren die einen Tauchgang, bzw. dessen Profil determinieren, bei eigenen TG abbilden. Als Beispiel seien genannt das dauernde Aufsuchen sehr großer Tiefen, bestimmte Ab- und (exzessive) Aufstiegsgeschwindigkeiten, Jo-Jo-Profile, die gesundheitlich bedenklich sind. etc.

So entstand der Wunsch, reale oder imaginäre Tauchprofile aus dem PC in den SBTC zu übertragen und in Echtzeit ablaufen zu lassen, um die Rechenergebnisse des SBTC verifizieren zu können. Dazu gäbe es grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten, etwa das Profil als Kette von Zahlenwerten in das EEPROM des SBTC zu übertragen und von dort aus ablaufen zu lassen oder die Ports des Mikrocontrollers zu benutzen.
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Ich wollte jedoch weder die Software noch die Hardware des SBTC weiter verändern und habe mich daher aus Gründen der Vereinfachung entschlossen einen DA-Wandler zu konstruieren, der ein Tauchprofil (im Datenformat von Visual Decompression 3 ), das mit 8-Bit Breite an den Druckerport gesendet wird, in entsprechende Spannungswerte umzusetzen, die dem SBTC an Eingang des Messverstärkers zugeführt werden. Dieser DA-Wandler verhält sich nun exakt wie der piezo-resistive Drucksensor, d. h. er emuliert den Sensor vollständig.

2. Die Schaltung

Erläuterungen:

Vom Druckerport werden die 8 Datenleitungen D0 bis D7 verwendet.
Tr ist ein Treiber IC wie z. B. ein 74LS244. DIe Ausgangsspannung spielt keine Rolle, sie wird mit dem 500k -Potenziometer eingestellt (der 74LS244 hat nur 3,84 V Ausgangsspannung) Wird ein TriState-Treiber wie der 74LS244 benutzt, so sind die Leitungen 1G und 2G auf Masse zu legen (siehe Datenblatt).
An die Treiberausgänge schließt sich ein R2R-Netzwerk an, das die eigentliche Konversion der digitalen Ausgangsmuster in eine entsprechende Spannung übernimmt. Aus Gründen der Optimierung der Linearität des Konverters sollte man alle Widerstände aus einer Serie verwenden und sich 24 Stück ausmessen (mit dem Ohmmeter) bei denen die Widerstandswertabweichungen minimal sind.
Selbiges gilt für die 4 Widerstände der Wheatstone-Brücke mit je 2k .
An den beiden 500k -Potenziometern wird entweder der Maximalwert eingestellt (Poti links unten) bzw. die Nullpunktjustierung vorgenommen (Poti rechts oben). Beide werden wechselseitig so eingestellt, dass bei "0" am Datenausgang des Druckerports der SBTC 0m Wassertiefe anzeigt, bei "255" z. B. 80m Wassertiefe. Bei max. 80m Wassertiefe reichen 8 Bit für eine Auflösung von ca. 0,3 m was sich als völlig ausreichend erwiesen hat, um den SBTC zu testen.

3. Die Software

Eine einfache Software übernimmt die Umrechnung eines Tauchprofiles in eine Abfolge von Bitmustern, die zeitsynchron (in Echtzeit) an den Druckerport übertragen werden. Dort werden sie in entsprechende Spannungswerte gewandelt und vom SBTC als Druckwerte interpretiert.

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