Eenvoudig wachtalarm boot

Ten eerste welkom.

Op maandag 22 januari 2024 16:34:30 schreef ilCigno:
....en hou af en toe ook graag een soldeerbout vast.

Wel aan de goede kant mag ik hopen.

Een niet al te ingewikkeld ontwerpje kan ik meestal best zelf maken. Maar zelf een (IC)schakeling ontwerpen dat kan ik niet. Als fervent zeiler wil ik graag een 'wachtalarm' maken, maar daarvoor heb ik wat hulp nodig. Al vast dank!

Persoonlijk zou ik daar een microcontroller voor gebruiken, met daaraan gekoppeld een display en een paar drukknoppen. Daar kun je alle kanten mee op. Maar dat vergt programmeer werk en dat gaat hem niet worden denk. Je kunt het ook uitbesteden natuurlijk.

De rest wat je beschrijft is geen probleem met het hierboven beschrevene.

Als je het met losse IC's gaat maken, heb je meerdere IC's nodig. Als je een controller gebruikt heb je er maar één nodig.

Schema heb ik zo niet, dat zou eerst uitgezocht moeten worden.

I.p.v. een losse microcontroller kan je ook een Arduino nemen. Het programmeerwerk valt mee omdat er al veel standaard progjes te vinden zijn om bijv. een display aan te sturen. ook display modules zijn te koop.
De arduino nano every heeft een zuinige geschakelde voeding aan boord die een ingangsspanning tot 21 Volt mag hebben.

Beste Timo,

Welkom. Om te beginnen een vraag: Hoe is je ervaring met software (programmeren) en/of ben je bereid dit te leren* of wil je dat liever uit besteden?

*Een timer zoals jij wil hebben is een leuk beginnersprojectje wat betreft software.

Je zou de oplossing ook in module vorm kunnen zoeken zoals een digitaal tijdrelais of inpulsklok. Je zou de datasheets moeten doorspitten om een geschikt model voor jou toepassing te vinden. Zo zijn er ook typen waar je externe schakelaars aan kunt koppelen. Vaak hebben ze een schakeluitgang waar je dan weer een eigen zoemer mee aan kunt sturen.

Wil je meer flexibliteit, dan bestaan er ook 'intelligente display modules' die je grafisch kunt programmeren. 4D Systems is een voorbeeld, er zijn allerlei merken.

PS: Mijn linkjes verwijzen als voorbeeld naar TME omdat ik daar een beetje de weg weet op de site.

Ik aarzel erg om dit met een microcontroller op te lossen. Het programmeren zou ik daarvan inderdaad uit moeten besteden, het laden en bouwen moet nog wel lukken. Maar de aarzeling zit meer in de robuustheid die het moet hebben. Dit kastje wordt straks buiten in de kuip gebruikt en krijgt ondanks een IP67 behuizing toch altijd te maken met schokken, trillingen, sterke temperatuurswisselingen (overdag zon, 's-nachts kkkkoud) en onvermijdelijk ook vocht. Een ingegoten printplaatje met IC's is daartegen goed te beschermen, maar bij een controller is dat denk ik veel lastiger. De omstandigheden op een boot op zee zijn onvergelijkbaar met die van bijvoorbeeld een auto.

Ook liever geen gedoe met herprogrammeren na een onbedoeld rimpeltje in de voeding of scheefgevallen bitje. Gewoon hard gecodeerde IC's zijn robuust en als het werkt dan blijft het meestal ook gewoon werken.

Klopt het dat je dan twee IC's nodig hebt, één voor de timer en één voor het display? Ik vond dit
www.circuitsonline.net/schakelingen/106/diversen/4060-timer.html
en dat lijkt al een heel eind op wat ik zoek.

En ja, ik weet welke kant van de soldeerbout je vast moet houden

Je kunt een instelbare timer maken met een 4060, 1 IC en wat weerstanden en condensators. 7 segment display erbij is of heel erg veel electronica (hele berg ICs) of een Arduino of Raspberry pi pico.

Of een alarm of timer in je telefoon zetten. Hoef je niet eens een app voor te hebben.

Op maandag 22 januari 2024 17:42:47 schreef fred101Of een alarm of timer in je telefoon zetten. Hoef je niet eens een app voor te hebben.

Via een app op je telefoon of met een keukenwekker lijkt logisch, maar is het niet. Het is aan niet-zeezeilers moeilijk uit te leggen hoe de omstandigheden zijn waarbij je zo'n wachtalarm nodig hebt. Een kleine poging:

Het is koud en het miezert. Je draait wachten van pakweg 3 uur en daardoor brak. De rest van de bemanning slaapt en jij draagt de verantwoordelijkheid voor hun veiligheid en die van de boot. De boot hangt scheef en beweegt voortdurend in alle richtingen, soms heel heftig. Hierdoor kost iedere activiteit, hoe klein ook, veel energie. Je zit dik ingepakt in vele lagen kleding en een zeilpak. Even je telefoon pakken is er niet bij en als dat al zou lukken is de kans dat die door het water onbruikbaar is erg groot, nog afgezien van mogelijke waterschade. En door de golven en de wind is er heel veel geluid, een weggestopte telefoon hoor je niet. De kans dat je vergeet om de timer opnieuw in te stellen is vrij groot. De kans dat je van vermoeidheid in slaap sukkelt ook...

In zware omstandigheden is op een knopje drukken iets wat nog te doen is, veel meer wordt al lastig.

Ik heb een 11 meter tweemaster en woon op een motor-boot (ze liggen naast elkaar op zout water) Ik gebruik mijn telefoon voor navigatie op de motor en als backup navigatie bij het varen. Het ding zit dan in een waterdichte houder in een telefoonhouder. Anders een waterdichte smart watch.

Een kastje met een drukknop kun je waterdicht uitvoeren. Alleen zul je het wel moeten horen als het alarm afgaat. Een zoemertje hoor je niet. Dat kastje kun je bv in de buiskap monteren. Daar kun je en claxon voor gebruiken en die met een relais schakelen.

Op maandag 22 januari 2024 17:33:48 schreef ilCigno:

Ook liever geen gedoe met herprogrammeren na een onbedoeld rimpeltje in de voeding of scheefgevallen bitje. Gewoon hard gecodeerde IC's zijn robuust en als het werkt dan blijft het meestal ook gewoon werken.

Als ik in de startpost lees wat je wilt maken zul je er niet geraken zonder µcontroller en wat ervaring.
Een beetje kunnen solderen zal niet volstaan.

Ik heb dat 11 jaar geleden eens gemaakt voor een solozeiler om rond zijn hals te hangen zodat hij niet in slaap viel, moest om de zoveel minuten op een knop drukken (instelbaar)
Op de foto het prototype.

Het kan met discrete logica, maar daar zou ik anno nu niet meer aan beginnen. Dat is toch bijna een eurokaart vol met TTL/CMOS meuk.

Op maandag 22 januari 2024 18:14:24 schreef fred101:
Alleen zul je het wel moeten horen als het alarm afgaat. Een zoemertje hoor je niet. Dat kastje kun je bv in de buiskap monteren. Daar kun je en claxon voor gebruiken en die met een relais schakelen.

Uiteraard kan de beeper eenvoudig vervangen worden door een relaisje, maar ik wilde het niet al te veel compliceren.

Ik vond ergens een verwijzing naar het CD40110 IC. Twee daarvan gekoppeld kunnen op basis van pulsjes een 2x 7-vlaks tellertje af laten tellen. Is dat niet op één of andere manier te koppelen aan een timer IC zoals bijvoorbeeld de genoemde 4060? De teller hoeft niet supernauwkeurig te zijn.

Als het tellen in 'resterende minuten' te ingewikkeld wordt kan het een alternatief zijn om, ongeacht de ingestelde tijd, altijd lineair van 10 naar 0 af te laten tellen. Dat staat 1 tel gelijk aan de ingestelde tijd gedeeld door 10. Minder fraai maar zeker ook acceptabel.

Vergeef mij als ik domme vragen stel of het te simpel voorstel. Ik zie het vooral ook als een leuk stukje hobby en om van te leren. En als het lukt om iets robuusts te bouwen zijn er vast ook andere zeilers die daar graag gebruik van willen maken. Daarvoor deel dit soort projectjes ook binnen de zeilers community.

Op maandag 22 januari 2024 17:42:47 schreef fred101:
Je kunt een instelbare timer maken met een 4060, 1 IC en wat weerstanden en condensators. 7 segment display erbij is of heel erg veel electronica (hele berg ICs) of een Arduino of Raspberry pi pico.
[bijlage]

Of een alarm of timer in je telefoon zetten. Hoef je niet eens een app voor te hebben.

prima schakelingetje dit, draait al 10+ jaren in mn wekker.

Ik gebruikte die om na bv 2 uur mijn lamp op de werkbank te laten uitgaan omdat ik altijd de tijd vergeet. Werkte prima.

Microprocessor: koop een Arduino, download ergens timer software en anders programeer je dat zo zelf. Mooi in een waterdicht doosje. Display is geen probleem. Voordeel: je hoeft geen PCB te ontwerpen. Ze kosten bijna niks dus je bouwt er zo 2 als je extra zekerheid wilt. Als de boel vastloopt zet je hem aan en weer uit of monteert een reset knop. Herprogrammering doe je alleen als je de firmware wilt aanpassen. Handig als je meer of andere functies wil. Je kunt bv de taken op het display laten zien. Of het zo maken dat je de tijden kunt aanpassen. Trekt weinig stroom en kan zelfs batterij gevoed worden.

Een buzzer is 2 draadjes, een relais is twee draadjes. Alleen hoor je die buzzer niet (of jouw 888 is een stuk stiller dan mijn boot) die klaxon wel. Daarnaast zijn die er waterdicht.

Jou CD40110 + 7 segment LED oplossing: Zuipt waarschijnlijk stroom vergeleken met een Arduino, moet heel goed ontstoord worden op een boardnet anders loopt het om de haverklap vast. Te veel stroom voor batterijen. Toeter of zoemer is even veel werk als bij de Arduino. Maar dan komt het, wil je het robuust dan je moet daar een PCB voor ontwerpen. Dat is moeilijker dan een timer programmatje schrijven. (wat in basis niks meer is dan bv een for-next loop)
while reset knop = 0 do
For x = 0 to 60 step 1 minuut
delay 1 minuut
lees reset knop
laat X op de display zien
next X
print "wakker worden"
Zet toeter aan

Dit is even niet in officiele code maar dat is een teller die een uur telt of tot je op reset drukt

Maar ik snap het wel, ik heb ook een hekel aan programmeren en doe het liever analoog. Het verschil is alleen dat ik dat laatste beter kan dan het eerste. Als je beide niet kunt is programmeren de makkelijke optie.

Eens met eerdere reacties: processortje is niet aan te ontkomen - "incontournable" in het nieuw-Vlaamsch

De bezorgdheid om gevoeligheid aan trillingen, weer, en wat nog al niet, is begrijpelijk maar niet terecht: neem nu maar een Arduino Nano, of iets gesofistikeerder een of andere ESP-module, dat zijn ook maar DIP-voeten om in een print te solderen, en een print met zo'n ding erop kan net zo goed worden ingegoten als eentje met "ouderwetse" logische ic's. Niet dat ik geloof in dat ingieten, maar ik ben dan ook niet vertrouwd met het maritieme milieu.

Het programmeren mag echt niet onoverkomelijk zijn, het is niet meer dan een nieuwe taal leren spreken, en dan nog een erg simpele en logische taal - zelf ben ik VEEL vlotter in de Arduino-IDE dan in een babbeltje in de Portugese kroeg Maar als het voor u onoverkomelijk is, overweeg dan het inroepen van externe hulp. Bv. vanop dit forum - woonplaats aangeven in profiel durft helpen - of maak er een project van voor een technische school. Minstens in Vlaanderen moet er volop belangstelling zijn bij middelbare scholen om een dergelijk projectje aan de leerlingen voor te schotelen; en ik kan me niet voorstellen dat het in NL erg anders zou zijn.

Op maandag 22 januari 2024 18:32:26 schreef ilCigno:
Ik vond ergens een verwijzing naar het CD40110 IC. Twee daarvan gekoppeld kunnen op basis van pulsjes een 2x 7-vlaks tellertje af laten tellen. Is dat niet op één of andere manier te koppelen aan een timer IC zoals bijvoorbeeld de genoemde 4060? De teller hoeft niet supernauwkeurig te zijn.

Dat kan inderdaad een mooie basis vormen.

De 4060 is een teller en deler met ingebouwde tijdbasis. Met een kristal is de tijd het meest stabiel (zie datasheet).
Door de basisfrequentie te delen, kan je berekenen welke poort(en) naar het 7-segment ic moeten om zo minuten weer te geven (evt een 2e deler gebruiken). Tevens kan je van de 4060 een pin gebruiken om een alarm te schakelen.

Let wel dat het instellen van de tijd niet echt gebruiksvriendelijk is is eigenlijk alleen bij het solderen in te stellen is. Met een stukje software in een microcontroller is dat veel gebruiksvriendelijker te maken. Net zoals de duur dat het alarm klinkt, de helderheid van het display, enz.

Op maandag 22 januari 2024 17:33:48 schreef ilCigno:
...maar bij een controller is dat denk ik veel lastiger. De omstandigheden op een boot op zee zijn onvergelijkbaar met die van bijvoorbeeld een auto.

Ook liever geen gedoe met herprogrammeren na een onbedoeld rimpeltje in de voeding of scheefgevallen bitje. Gewoon hard gecodeerde IC's zijn robuust en als het werkt dan blijft het meestal ook gewoon werken.

Ik vraag me af of dat een juiste gedachte is.

Een microcontroller is ook in te gieten. Dat is geen verschil. Juist bij het gebruik van 'losse ic's' is zo'n onbedoeld rimpeltje sneller een probleem. In software zijn dit soort dingen af te vangen door de getoonde tijd in het geheugen op te slaan als de spanning (even) weg valt, waarmee de tijd gewoon weer verder gaat als de spanning weer opkomt. Bij losse ic's betekend dat al gauw een reset van de tijd wat je juist niet wil.

PS: Zelf heb ik een motorboot, huur wel eens een zeilboot, dus ik weet (ook) goed waar je het over hebt

Het stroomverbruik dient zo klein mogelijk te zijn. Op zeilboten telt iedere mA. Hoe minder hoe beter, ook als daarvoor bijvoorbeeld een duurdere IC nodig is.

Als dat ook nog belangrijk is dan zie ik ook niet hoe zonder microcontroller kan. Veel µc kunnen ook nog eens in diverse slaap modus maar of je timer dan door blijft gaan weet ik niet zo goed. Met een µC kan je ook het display uitzetten en pas als je op een knop druk deze activeren. Dit omdat het display verreweg de meeste stroom trekt.

Met een arduino en zijn miljoenen gebruikers is er altijd wel iemand die soort gelijks heeft gemaakt wat je dan aan moet passen. Maar dit programma is simpel genoeg dat je dat in zeg 2 weken wel elf kan leren en programmeren.

In de arduino zit bv al de functie millies()
10 minuten is 10 * 60 * 1000 = 600.000 miliseconde. In pseudo code krijg je bv zo iets als

starttijd = millies();
alarminterval = 600000;
If ((starttijd + alarmInterval) >= millies()) then sound_alarm(); 

PS sound_alarm is dus pseudo code en bestaat in deze vorm nog niet maar het gaat even om het idee.

Een ingegoten printplaatje met IC's is daartegen goed te beschermen, maar bij een controller is dat denk ik veel lastiger.

Een µC kan je net zo goed ook ingieten. Qua trillingen zijn die net zo goed als je eigen soldeerwerk .

Op maandag 22 januari 2024 18:17:17 schreef MGP:
[...]
Als ik in de startpost lees wat je wilt maken zul je er niet geraken zonder µcontroller en wat ervaring.
Een beetje kunnen solderen zal niet volstaan.

Natuurlijk kan dat ook gewoon.
www.circuitsonline.net/schakelingen/106/diversen/4060-timer.html
Bovenstaande schema is al een heel eind op weg maar er komen dan nog minimaal 2 IC bij die de minuten tellen en dan no 2 IC die de inhoud van teller omzet naar 7 segment display en nog 2 displays.

[Bericht gewijzigd door benleentje op maandag 22 januari 2024 20:04:47 (26%)]

Puur functioneel zonder displays toeters en bellen (nouja .. wel een toeter) is het met een handje vol discrete logica nog behapbaar te bouwen.

Wil je meer, dan wordt dat spannender.

Ik stem ook voor de µC.

Mijn suggesties voor functies/eisen:

- laat de draaiknop weg, een toets is eenvoudiger, netter, makkelijker waterdicht.
- reset en instellen kan met 1 toets (kort indrukken is reset, 3 seconden indrukken brengt je naar het instellen)
- apart reset en insteltoets kan natuurlijk ook maar maak de insteltoets niet te nerveus, als je meteen de instelling veranderd (en een reset doet?) met één lichte puls dan wordt het rommelig.

- een felle led kan je tijdens de laatste X seconden laten opgloeien of een korte puls laten geven. Je kan dan resetten voordat er herrie komt.

- de zoemer kan je ook laten aanzwengelen door korte of minder luide pulsen.

- wil je nog een soort stop? Mag het ding gewoon 2 uren of dagen blijven piepen in de haven als je er niet bent?

Een cpu lijkt de enige mogelijke oplossing. Maar aan het simpelste idee "dat van fred101 " wordt wel makkelijk voorbij gelopen. Een eenvoudige RC timer met een deler kan het prima oplossen. Door de deler in te stellen kun je de interval tijd instelbaar maken, Kan zeer zuinig op een eenvoudige batterij lopen. Met uitsluitend een resetknop aan de buitenzijde als bedieningselement, ben je eigenlijk al klaar. Ik zou er nog wel iets in maken dat een alarm geeft als de batterij te zwak wordt. En heel nauwkeurig hoeft het allemaal niet. Of je je nu een halve minuut eerder of later wakker wordt gerammeld maakt waarschijnlijk ook niet heel veel uit. Gebruik je in plaats van een RC tijd een ouderwets kristalletje ben zeker nauwkeurig zat.

Ik denk dat dit de allereenvoudigste oplossing is. Microprocessors, displays, moeilijke bedieningsknoppen maken alles alleen maar ingewikkelder, storingsgevoeliger en een grotere stroomgebruiker.

Maar ja tegenwoordig moet alles digitaal enzo. Anders is het niets.

[Bericht gewijzigd door Ex-fietser op maandag 22 januari 2024 22:40:26 (14%)]

Hij wil juist digitaal met twee 7 segment led displays. En dan is een Arduino vele malen makkelijker. (hij kan iets bouwen, maar ik denk niet dat hij een discreet circuit opgebouwd met 4000 logic kan debuggen en een PCB ontwerpen.

Voor mij zelf zou ik het discreet opbouwen. Ik heb net een water alarm gebouwd met een flipflop mbv een 4093 en wat analoge electronica en protectie. Dat had ik ook met een Rasp pico kunnen doen, was minder werk geweest want ik was nog wel even bezig voor ik de boel stabiel had. Het kreng begon steeds te oscilleren. (lang leve de scoop )

Op maandag 22 januari 2024 18:53:43 schreef fred101:
Jou CD40110 + 7 segment LED oplossing: Zuipt waarschijnlijk stroom vergeleken met een Arduino, moet heel goed ontstoord worden op een boardnet anders loopt het om de haverklap vast.

Het enige wat stroom zuipt zijn de 7-segment ledjes.
Omdat het hele systeem op 12V werkt is de CD40xx logica zeer ongevoelig voor stoorpulsen en kan dus bijna niet vastlopen. Alleen 24V-transistorlogica of vacuumbuizenlogica presteert beter.
Stroomverbruik van werkende CD40xx logica is in de range van nanoampere tot enkele µA per IC. Uiteraard moet daar dan de belastingstroom van de peripherals (belastingsweerstanden of interface-IC's) bij opgeteld worden.
Dus qua stroomverbruik en betrouwbaarheid is de CD40xx familie superieur aan 5V-µcomputer-familie.
.
Hier zou mijn keuze ook iets in de µcomputer-familie zijn.
De hardware is eenvoudig en de software staat een hoge flexibiliteit van de schakeling toe.

Op maandag 22 januari 2024 22:43:35 schreef fred101:
Ik heb net een water alarm gebouwd met een flipflop mbv een 4093 en wat analoge electronica en protectie. .. want ik was nog wel even bezig voor ik de boel stabiel had. Het kreng begon steeds te oscilleren.

Hoe krijg je dat voor elkaar? Het is mij nog nooit gelukt om een CD40xx ongewenst te laten oscilleren. Heb jij een flipflop met een 4093 gemaakt? Zo ja, waarom? De CD4013 is een D-flipflop en de CD4027 is een JK-flipflop.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op maandag 22 januari 2024 22:59:56 (21%)]

Ohm pi, De logica trekt idd nauwelijks stroom maar hij wil een 7 segment display, daarom "zuipt" het. Mijn wateralarm trekt minder dan 1 mA (de resolutie van mijn labvoeding en die geeft 0mA aan) Voor mij telt dat iets minder dan voor de TS want ik heb twee grote zonnepanelen op mijn boot.

Toen ik er mee klaar was stelde ik mezelf de zelfde vraag waarom ik geen 4013 had gebruikt. Ik had dit circuit ooit al gebruikt voor een andere toepassing.
Dat oscilleren was op het breadboard.

[Bericht gewijzigd door fred101 op maandag 22 januari 2024 23:07:20 (26%)]

Ooit heb ik met een Arduino Pro-mini een timer gebouwd die al bijna helemaal doet wat je hier beschrijft. Instelbare tijd (was met een rotary encoder) aftellen, relais loslaten. Nog net niet de zoemer. Was voor een EPROM wisser, met een TM1637 display controller (die kan ook nog toetsen inlezen).

Als je die Pro-mini op een print soldeert is hij echt wel zeewaardig.

Met een display met 4 digits dan kun je ook de seconden zien. Alleen minuten zit ook op een airfryer en is rete irritant, want je weet niet of het xx:59 is of xx:01 scheelt toch bijna een minuut. En is gemultiplexed, scheelt stroom. De TM1637 heeft 10 standen oom het display te dimmen.

Op maandag 22 januari 2024 22:36:16 schreef Ex-fietser:
Een cpu lijkt de enige mogelijke oplossing. Maar aan het simpelste idee "dat van fred101 " wordt wel makkelijk voorbij gelopen. Een eenvoudige RC timer met een deler kan het prima oplossen. Door de deler in te stellen kun je de interval tijd instelbaar maken, Kan zeer zuinig op een eenvoudige batterij lopen. Met uitsluitend een resetknop aan de buitenzijde als bedieningselement, ben je eigenlijk al klaar. Ik zou er nog wel iets in maken dat een alarm geeft als de batterij te zwak wordt. En heel nauwkeurig hoeft het allemaal niet. Of je je nu een halve minuut eerder of later wakker wordt gerammeld maakt waarschijnlijk ook niet heel veel uit. Gebruik je in plaats van een RC tijd een ouderwets kristalletje ben zeker nauwkeurig zat.

Ik denk dat dit de allereenvoudigste oplossing is. Microprocessors, displays, moeilijke bedieningsknoppen maken alles alleen maar ingewikkelder, storingsgevoeliger en een grotere stroomgebruiker.

Maar ja tegenwoordig moet alles digitaal enzo. Anders is het niets.

Ik neem aan dat je die deler niet analoog gaat maken

Je 7-Segment displays zijn de grootste stroom verbruikers, daar valt de rest bij in het niet.

.

[Bericht gewijzigd door bprosman op dinsdag 23 januari 2024 09:52:18 (100%)]