Elektronische Komponenten in einem Kreislaufgerät sind unerlässlich für die Überwachung des Sauerstoffpartialdrucks (PO2) im Atemkreislauf. Moderne Kreislaufgeräte-Elektronik leistet jedoch weit mehr als nur die PO2-Messung. So können elektronisch gesteuerte Kreislaufgeräte beispielsweise einen konstanten PO2-Wert im Kreislauf aktiv aufrechterhalten. Darüber hinaus sind diese Systeme in der Lage, die Gewebebelastung mit Inertgasen algorithmisch zu berechnen, den Flaschendruck zu überwachen und in manchen Fällen sogar den Kohlendioxidgehalt oder den Verbrauch von Atemgasen zu erfassen.
Shearwater fertigt eine Vielzahl elektronischer Komponenten für Kreislauftauchgeräte, die auf die unterschiedlichen Bedürfnisse von Herstellern zugeschnitten sind, darunter auch universelle Komponenten, die mit verschiedenen Systemen kompatibel sind. Dieser Artikel erläutert die verschiedenen Shearwater-Produkte für Kreislauftauchgeräte anhand von drei Abschnitten: Kommunikationsprotokolle, Funktionen und Anschlüsse.
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Kommunikationsprotokolle
Wenn wir in diesem Artikel über die Kommunikation in Kreislauftauchgeräten sprechen, beziehen wir uns darauf, wie Sauerstoffsensoren ihre Messwerte an den Taucher übermitteln. Diese Kommunikation kann über analoge oder digitale Signale erfolgen.
Analoge Signale sind kontinuierlich und verändern sich gleichmäßig über die Zeit; sie stellen Daten mit unendlicher Auflösung dar (ähnlich einem Dimmer). Digitale Signale hingegen verwenden diskrete Werte (üblicherweise Nullen und Einsen), um Informationen binär darzustellen. Dadurch sind sie unempfindlicher gegenüber Störungen und einfacher von Computern zu verarbeiten.
Ein galvanischer Sauerstoffsensor gibt ein analoges Signal zwischen etwa 0 mV und 100 mV aus. Um diese Spannungen in einen praktischeren PO2-Messwert umzuwandeln, der auf einem Monitor abgelesen werden kann, muss das Signal verstärkt und digitalisiert werden.
Bei einem analogen Monitor findet dieser Prozess im Gerät selbst statt, da der Monitor direkt mit den Sauerstoffzellen verbunden ist. Dieser Aufbau ist unkompliziert, da neben den Zellen nur ein weiteres Gerät benötigt wird. Die Fehlererkennung kann jedoch problematisch sein. Die Sensorsignale sind so schwach, dass bereits geringe Störungen die PO₂-Messwerte subtil beeinflussen und Probleme schwer erkennbar machen können.
Im Gegensatz dazu nutzt ein digitaler Monitor zusätzliche Elektronik im Inneren des Kreislauftauchgeräts, näher an den Sauerstoffsensoren, um die Sensorsignale zu verstärken und zu digitalisieren, bevor die Informationen digital an das Monitordisplay übertragen werden. Dadurch wird der Weg kleiner analoger Signale vor Verstärkung und Digitalisierung minimiert, was zu einer zuverlässigeren Übertragung der Sauerstoffwerte im Kreislauf führt. Digitale Systeme sind zwar komplexer und erfordern zusätzliche Elektronik im Kreislauftauchgerät, ermöglichen dem Taucher aber eine einfachere Fehlererkennung. Darüber hinaus können diese digitalen Systeme weit mehr als nur Sensorwerte übertragen.
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Funktionen
Die Rebreather-Produkte von Shearwater lassen sich auch anhand ihrer Funktionalität kategorisieren. Im Allgemeinen können Rebreather-Geräte in Monitore und Controller unterteilt werden.
Monitore
Der Hauptzweck eines Monitors besteht darin, dem Taucher die Überwachung des Sauerstoffpartialdrucks (PO2) im Kreislauftauchgerät zu ermöglichen. Ein Monitor kann entweder die einzige elektronische Komponente im Kreislauftauchgerät sein oder zusammen mit einem redundanten Monitor und/oder einem Controller betrieben werden. Sowohl Head-Up-Displays (HUDs) als auch am Handgelenk getragene Monitore werden über Kabel (siehe Abschnitt „Anschlüsse“ weiter unten) mit Sauerstoffsensoren verbunden und bieten oft über die PO2-Überwachung hinausgehende Funktionen wie beispielsweise das Dekompressionsmanagement.
HUDs reichen von einfachen LED-Anzeigen mit farbcodierten Signalen bis hin zu komplexeren Geräten wie dem NERD, das neben PO2-Messwerten auch umfangreiche Daten liefert. Typischerweise werden HUDs zur besseren Sichtbarkeit am Rebreather-Kreislauf in der Nähe des DSV montiert. Am Handgelenk getragene Monitorcomputer (wie die Petrel-Serie) sind hochentwickelte Tauchcomputer, die ebenfalls den PO2-Wert im Kreislauf überwachen.
Shearwater produziert sowohl analoge als auch digitale DiveCAN-Monitore. Analoge Monitore (wie Petrel und NERD) sind vielseitig einsetzbar und mit verschiedenen Rebreathern kompatibel, wobei es Ausnahmen für gerätespezifische Produkte gibt. Digitale DiveCAN-Monitore verfügen in der Regel über ein standardisiertes digitales Signal, wobei einige Modelle mit verschiedenen Rebreathern kompatibel sind. Unterschiedliche Anschlusstypen schränken die Kompatibilität mancher digitaler Monitore jedoch auf bestimmte Rebreather-Modelle ein.
Controller
Die DiveCAN-Controllersysteme von Shearwater bestehen aus zwei Komponenten: der im Rebreather integrierten Elektronik („Kopf“) und einer Controllereinheit wie beispielsweise einem Petrel oder einem NERD. Shearwater hat in der Vergangenheit analoge Controller ohne Kopfelektronik hergestellt, produziert heute aber ausschließlich digitale DiveCAN-Systeme.
DiveCAN-Controller-Systeme funktionieren durch Messung der Sauerstoffzellen und direkte Steuerung der Magnetventile über die im Kreislaufgerät integrierte Elektronik. Eine digitale Verbindung zwischen der Elektronik und einem speziellen Computer, dem sogenannten Sollwertregler, ermöglicht dem Taucher die Überwachung des Sauerstoffpartialdrucks (PO₂) und die Anpassung des Sollwerts im Kreislaufgerät. Ein Vorteil dieses Systems besteht darin, dass die Elektronik auch bei Ausfall des Sollwertreglers die Magnetventile weiterhin steuern und den PO₂-Wert im Regelkreis aufrechterhalten kann (sofern Sauerstoff verfügbar ist).
Die Shearwater DiveCAN-Controller sind für bestimmte Rebreather konzipiert und daher gerätespezifisch.
Verbindungen
Ein entscheidender Aspekt der Elektroniksysteme von Shearwater-Kreislauftauchgeräten ist die Art der physischen Verbindungen der Komponenten. Insbesondere die Anbindung der Peripheriegeräte (Monitore und Steuerungen) an das Gerät ist von Bedeutung. Verbindungen lassen sich im Allgemeinen in festverdrahtete – permanente Kabelverbindungen – und Steckverbindungen unterteilen, die es dem Benutzer ermöglichen, Peripheriegeräte einfach und sicher zu trennen.
Festverdrahtete Verbindungen
Festverdrahtete Systeme werden typischerweise über Kabelverschraubungen gekoppelt, wodurch feste Verbindungen entstehen. Diese Konfiguration bedeutet, dass sowohl der „Kopf“ als auch der „Computer“ permanent miteinander verbunden sind und daher gemeinsam transportiert und zur Reparatur als Einheit eingeschickt werden müssen. Ein Nachteil festverdrahteter Systeme ist die Komplexität der Fehlerdiagnose; die Fehlersuche kann schwierig sein, da die Komponenten nicht ohne Weiteres getrennt werden können.
Steckverbindungen
Steckverbindungen sind im Gegensatz dazu vielseitiger, da Komponenten zum Tauchen einfach angeschlossen und zum Reinigen, Lagern oder Warten wieder getrennt werden können. Sie erleichtern auch die Fehlersuche, da verschiedene Peripheriegeräte zum Testen ausgetauscht werden können. Allerdings sind nicht alle Steckverbindungen gleich. Einige, wie beispielsweise Fischer-Steckverbinder, können in analogen Monitorsystemen verschiedener Hersteller verwendet werden, während andere exklusive, herstellerspezifische Steckverbinder für bestimmte Kreislauftauchgeräte sind. Selbst wenn zwei verschiedene Kreislauftauchgeräte denselben Steckverbindertyp verwenden, ist die Kompatibilität der Peripheriegeräte oft eingeschränkt.
Die analogen Monitore von Shearwater verwenden einen von drei Anschlusstypen: Festanschluss, Fischer-Anschluss und 4-polige Stecker. Die 4-polige Version ist in verschiedenen Kabellängen erhältlich.
Eine häufige Frage unter Tauchern lautet: „Welchen Anschluss soll ich wählen?“ Die Antwort hängt vom jeweiligen Kreislauftauchgerät ab, das Sie mit dem Monitor verwenden möchten. Einige Hersteller bieten verschiedene Kabeloptionen an, andere hingegen nur einen Typ. Am besten wenden Sie sich an den Hersteller des Kreislauftauchgeräts, um den passenden Anschluss für Ihre Bedürfnisse zu ermitteln.
Die meisten digitalen Monitore und Controller von Shearwater verwenden einen DiveCAN-Anschluss (auch bekannt als 5-poliger Anschluss), einige Produkte verfügen über einen proprietären X-Anschluss. Digitale Controller sind immer gerätespezifisch. Viele Monitore sind ebenfalls gerätespezifisch, manche verwenden zwar ähnliche Anschlusstypen, aber unterschiedliche Zugentlastungssysteme. Es empfiehlt sich daher, beim Hersteller des Rebreathers nach dem passenden Produkt zu fragen.
Für Taucher, die die passenden Komponenten für ihre Rebreather-Systeme auswählen möchten, ist das Verständnis der Elektronik von Shearwater unerlässlich. Von Kommunikationsprotokollen und Funktionen bis hin zu den verschiedenen Anschlussarten – jeder Aspekt trägt entscheidend zu Leistung, Sicherheit und Wartungsfreundlichkeit bei. Ob Monitor oder Controller, analog oder digital, festverdrahtet oder steckbar: Sorgfältige Überlegungen gewährleisten optimale Kompatibilität und Zuverlässigkeit unter Wasser. Durch das Verständnis dieser Grundlagen können Taucher fundierte Entscheidungen treffen und ihr Rebreather-Erlebnis verbessern.
Wir freuen uns immer über Rückmeldungen unserer Kunden. Wenn Sie Fragen zu unseren Rebreather-Produkten haben oder mit uns in Kontakt treten möchten, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren .
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Foto von Jason Brown
Verfasst von Jose Ventura, OEM-Spezialist für Shearwater Rebreather.
Titelbild von DIVEWELLS | © Carolina Wells
