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Der Selbstbau-Tauchcomputer

Allgemeines 

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Erfahrungsberichte im Praxiseinsatz des Selbstbau-Tauchcomputers

Der SBTC hat nun (Juli 2011) ca. 600 Tauchgänge hinter sich. Getestet wurde das Gerät im Bodensee, im Walchensee und im Baggersee um die Ecke. Mehrfach auch z. B. in Ägypten unter Warmwasserbedingungen, dort mussten die Tests aber leider in einem Falle wegen eines Basenverweises, ausgesprochen durch eine hysterisch kreischende Basenbetreiberin mit eigenartigem Sozialverhalten, unplanmäßig beendet werden. Die max. erreichte Tauchtiefe betrug bei den durchgeführten Tauchversuchen 62 Meter (im Walchensee, nicht in Safaga!) bei einer Wassertemperatur von ca. 4°C im Minimum. Das Gehäuse wurde insgesamt über 90 Mal einer Druckexposition von p.amb > = 5bar ausgesetzt, 8 Mal betrug der p.amb > = 7 bar. Es befand sich dabei immer am Arm des Tauchers und wurde von zusätzlichen mechanischen Belastungen (Stoß, einseitiger Druck auf die Acrylabdeckung, etc.) ferngehalten.

Die Ergebnisse dieser Tauchversuche im Detail:

a) Gehäuse

Die Gehäusekonstruktion verzeichnete keinen Wassereinbruch, keine Lecks an Verklebungen und keinen Materialfehler. Die Dichtung mit dem Elastomerring aus NBR arbeitete gemäß den Erfordernissen, wobei stets darauf geachtet wurde, dass die Acrylplatte beim Zusammenbauen des Gehäuses auf dem Elastomer gleichmäßig plan aufsitzt. Die Einklebung der durchgeführten Sensorkabels hielt dem Wasserdruck ohne Schwierigkeiten jederzeit und dauerhaft stand. Das Gehäuse zu verschließen und den Rechner tauchfertig zu machen dauert im Mittel 2 Minuten.

b) Drucksensor

Der Drucksensor in der mittlerweile modifizierten Sensorkammer zeichnet den Umgebungsdruck sehr exakt auf, verglichen wurde in verschiedenen Tiefenbereichen mit einem Referenzrechner (Suunto Vyper). Dabei ergaben sich folgende Ergebnisse:

Die Druckmessung ist erwartungsgemäß temperaturabhängig, wenn auch weniger stark als befürchtet. Beträgt die Wassertemperatur T _H2O > = 15°C läuft das Messergebnis auf die Wassertiefe bezogen dem Referenzwert um ca. 10% nach. Bei Temperaturen für die gilt 8 °C <= T _H2O < 15 °C entspricht der vom SBTC ausgegebene Tiefenwert fast genau dem Referenzwert, die Abweichungen sind minimal (max. +/- 0.2m) . Bei Temperaturen T _H2O < 8°C eilt der Messwert der Referenz mit der Tiefe steigend um max. ca. 5% vor. Hier stellte sich in der Analyse der Messergebnisse insgesamt das Problem, dass die Temperatur über die Tiefenstrecke bis zur Maximaltiefe nicht konstant war, es also nicht ausgesagt werden kann, ob dieser Temperatureffekt durch eine Unlinearität des Drucksensors und/oder des Messverstärkers zusätzlich verstärkt oder vermindert wurde. Im gleichmäßig warmen Wasser betrug die Abweichung vom Sollwert im Mittel nur noch +/- 10 cm.

Die Nullpunktjustierung des analogen Messverstärkers erfordert Sorgfalt. Sie muss absolut korrekt vorgenommen sein, um in geringen Tiefen (i. e. dem unteren Teil der Verstärkerkennlinie) eine plausible Anzeige zu erhalten. Eine genauere messtechnische Erfassung und rechnerische Analyse der Verstärkerkennlinie ist außerdem zusätzlich noch erfoderlich. Die Sensorkammer darf dabei nicht vorgespannt sein, etwa durch einen eingeführten Abdichtungsstopfen der den Innendruck über den Umgebungsdruck in der Luftatmosphäre ansteigen lässt. Vorzuziehen ist ein gelgeschützter Sensor, der keine separate Sensorkammer erfordert.

Durch die Kabel des Drucksensors drückt (bei Verwendung einer ölgefüllten Sensorkammer) eine sehr kleine Menge Silikonöl in das Gehäuse (ausgetretenes Material ist allerdings nur in Spuren erkennbar). Nachdem das gehäuseseitige Ende der Kabel mit Vergussmasse gedichtet wurde, verschwand das Problem.

c) Display

Die Anordnung der durch die einprogrammierte Software dargestellten Informationen in den 2 Zeilen zu je 16 Zeichen ist nahezu optimal. Alle Daten (Aktuelle Tiefe, max.Tiefe, Zeit, Nullzeit, Dekompressionstufen, Temperatur etc.) lassen sich mit einem Blick erfassen.

Die Ablesbarkeit des LCD unter künstlicher Beleuchtung war anfangs suboptimal, da die Anzeige auch bei hoher Kontrasteinstellung am entsprechenden Potenziometer nicht unter allen Blickwinkeln gut erkennbar war. Außerdem spiegelt die Acryldeckplatte des Gehäuses nicht unerheblich, insbesondere dann, wenn der Beleuchtungswinkel ungeschickt gewählt wird. Es tritt allerdings eine schnelle Gewöhnung in der Handhabung ein, so dass nach kurzer Zeit ein optimaler Ablesewinkel gefunden werden konnte. Unter natürlichem Licht in der Nähe der Wasseroberfläche bei hellem Tageslicht ist die Ablesbarkeit dagegen sehr gut, Spiegelungseffekte treten hier in den Hintergrund.

d) Energieversorgung

Die Versorgung des SBTC mit Energie durch den Akkumulator (NiMh 9V/250mAh) ergibt eine für ein komplettes Tauchwochenende ausreichende Stromversorgung, insbesondere seit softwareseitig die Stromsparfunktionen des AVR-Controllers genutzt werden.

e) Dekompressionsprogramm

Die Software arbeitet im Erwartungshorizont. Die Gesamtdekompressionzeiten entsprechen bei Standardprofilen (z. B. einem TG an der Jura im Bodensee) denen des Suunto Vyper. Abweichungen lassen sich allerdings einerseits bei den Dekompressionstufen (der SBTC beginnt tiefer mit der Dekompression) und den Dekompressionszeiten (der SBTC hat ca. um 20% kürzere Gesamtdekompressionszeiten als der Suunto Vyper) feststellen, was aber auch erwartet wurde, da der Vyper ein geringfügig anderes Rechenverfahren benutzt. Die Dekompression mit dem SBTC verlief bei den Versuchstauchgängen in allen Fällen symptomlos.

f) Erstes Fazit

Der SBTC arbeitet nach ca. 100 Tauchgängen mit wesentlich weniger Problemen als zuerst erwartet. Das einzige größere technische Fehlverhalten der Schaltung war eine in den frühen Testphasen vom Sollwert erheblich abweichende Druckmessung (Fehler ca. 100% vom Sollwert, mit steigendem Umgebungsdruck allerdings abnehmend) die verursacht worden war durch die untaugliche Membrane der Sensorkammer. Dies begründete sich in dem Sachverhalt,  dass durch den hier versuchsweise eingebauten viel zu starren Plastikschlauch der Wasserdruck (insbesondere bei geringen Umgebungdrücken) nicht vollständig in das Innere der Kammer zum Drucksensor geleitet werden konnte. Als dieser Fehler beseitigt war, arbeitete die Druckmessung im Rahmen gewisser Toleranzen und noch zu beseitigender Fehler gut bis sehr gut.