DIY suv osti ROV: 8 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Qanday qiyin bo'lishi mumkin? Ma'lum bo'lishicha, suv osti ROVni yasashda bir qancha qiyinchiliklar bo'lgan. Lekin bu qiziqarli loyiha edi va menimcha, bu juda muvaffaqiyatli bo'ldi. Maqsadim qimmatga tushmasligi, haydash oson bo'lishi va suv ostida nima ko'rayotganini ko'rsatadigan kamera bo'lishi edi. Menga haydovchining qo'lidan simni osib qo'yish g'oyasi yoqmadi va menda turli xil radio boshqaruv uzatgichlari bor, shuning uchun men borgan yo'nalish, uzatuvchi va boshqaruv qutisi alohida. Men foydalangan 6 kanalli uzatgichda o'ng tayoq oldinga/orqaga va chapga/o'ngga ishlatiladi. Chap tayoq yuqoriga/pastga va soat yo'nalishi bo'yicha/CCW ga buriladi. Bu to'rtburchaklar va boshqalarda ishlatiladigan bir xil sozlash.

Men Internetga qaradim va juda qimmat ROV -larni ko'rdim va bir nechta "vektorli itargichlar" ni ko'rdim. Bu shuni anglatadiki, yon itgichlar 45 graduslik burchak ostida o'rnatiladi va ROVni istalgan yo'nalishda harakatlantirish uchun kuchlarini birlashtiradi. Men allaqachon mecanum g'ildirakli mashinasini qurgan edim va u erda matematika qo'llanilishini o'yladim. (Ref. Mecanum Wheels ko'p yo'nalishli robotlarni haydash). Sho'ng'in va sirtni tozalash uchun alohida tortish moslamalari ishlatiladi. Va "vektorli itargichlar" yaxshi eshitiladi.

Haydash qulayligi uchun men chuqurlikni ushlab turishni va yo'nalishni ushlab turishni xohlardim. Shunday qilib, haydovchi chap tayoqchani siljitishi shart emas, sho'ng'in/suzish yoki yangi yo'nalishga burilishdan boshqa. Ma'lum bo'lishicha, bu ham biroz qiyin bo'lgan.

Bu ko'rsatma uni o'zingiz qilishingiz uchun ko'rsatmalar to'plami sifatida mo'ljallanmagan. Maqsad, kimdir o'z suv osti ROVini qurmoqchi bo'lsa, undan foydalanishi mumkin bo'lgan manbani taqdim etishdir.

1 -qadam: ramka

Bu oson tanlov edi. Boshqa odamlar nima qilganini ko'rib, meni 1/2 dyuymli PVX quvur tomonga itarib yubordi. Bu arzon va u bilan ishlash oson. Men yonma -yon va yuqoriga/pastga silindrlarga mos keladigan umumiy dizaynni o'ylab topdim. Yig'ishdan keyin ko'p o'tmay men uni sariq sepdim. Ha, endi bu suv osti kemasi! Quvurlarning suv bosishi uchun tepada va pastda teshiklar qildim. Materiallarni yopishtirish uchun men PVXga iplar tiqdim va 4 40 zanglamaydigan vintni ishlatdim. Men ulardan ko'pini ishlatardim.

Keyingi bosqichda pastdan 3 o'lchamli bosilgan ko'targichlar ushlab turiladigan skidlar ko'rsatilgan. Batareyani olib tashlash va almashtirish uchun ko'targichlar kerak edi. Men batareyani ushlab turish uchun laganda bosib chiqardim. Batareya laganda lenta bilan mahkamlangan. Quruq trubka, shuningdek, velkro tasmali ramkaga mahkamlanadi.

2 -qadam: Quruq quvur

Birinchi rasm - ko'tarilish sinovi. Ikkinchi rasm, tirgak simlarining qozonli ulagichlarga qanday o'tkazilishini ko'rsatishga urinish. Uchinchi rasm - bu chuqurlik o'lchagich va uning simlari uchun qo'shimcha zarba. To'rtinchi rasmda quruq trubkani ajratish ko'rsatilgan.

Ko'tarilish

Dry Tube elektronikani o'z ichiga oladi va ko'pchilik ijobiy suzish qobiliyatini ta'minlaydi. Ideal - bu ozgina ijobiy ko'tarilish, shuning uchun agar ishlar noto'g'ri ketsa, ROV oxir -oqibat yuzaga chiqadi. Bu biroz sinov va xatolarni talab qildi. Bu erda suzish sinovi paytida ko'rsatilgan yig'ilish uni suvga cho'ktirish uchun bir necha funt kuch sarflagan. Bu batareyani bortga o'rnatish to'g'risidagi har qanday oson qarorni qabul qilishga olib keldi (tarmoqqa ulanishdan farqli o'laroq). Bu, shuningdek, trubaning uzunligini qisqartirishga olib keldi. Ma'lum bo'lishicha, 4 dyuymli trubaning uzunligi dyuymga taxminan 1/4 funt suzish imkonini beradi (men matematikani bir marta qilganman, lekin bu taxmin). Men ham oxiriga PVX "skidlar" qo'yishni tugatdim. Ularning uchlari vintlardek, men qayiqchalikni aniq sozlash uchun qo'rg'oshin o'qini qo'ydim.

Suv o'tkazmaydigan muhr

Bir paytlar men tikuv va teshiklarni yopish uchun epoksi ishlatishga qaror qilsam va uyasi bo'lmagan neoprenli ulagichlardan foydalanishga qaror qilsam, ROV ishonchli tarzda suv o'tkazmas edi. Men bir muncha vaqt "suv o'tkazmaydigan" chekilgan ulagichlar bilan kurashdim, lekin oxir -oqibat men ulardan voz kechdim va shunchaki kichik bir teshik ochdim, simni ichkariga kiritdim va epoksi bilan teshik "qozon" qildim. Hubsiz ulagichlar mahkamlangandan so'ng, ularni olib tashlash qiyin edi. Men shuni bildimki, ozgina oq surtma Quruq trubkani bir -biridan ajratish va birlashtirishni ancha osonlashtirdi.

Akril gumbazni o'rnatish uchun men 4 dyuymli ABS qopqog'idagi teshikni gumbazning chetini olish uchun qirg'oqdan chiqib ketdim. Dastlab men issiq elim ishlatishga harakat qildim, lekin u darhol chiqib ketdi va men epoksiyaga o'tdim.

Ichkarida

Barcha ichki elektronika 1/16 dyuymli alyuminiy varaqqa o'rnatiladi. Uning kengligi atigi 4 dyuymdan oshmaydi va trubaning uzunligini uzaytiradi. Ha, bilaman, u elektr tokini o'tkazadi, lekin u ham issiqlikni o'tkazadi.

O'tayotgan simlar

Orqa 4 dyuymli ABS qopqog'iga 2 dyuymli teshik va 2 dyuymli ABS ayol adapteri yopishtirilgan. 2 dyuymli vilka Ethernet simining o'tishi va qozonga o'rnatilishi uchun teshik qilingan. 3 dona kichik bo'lak. Yopishtirilgan ABS, shuningdek, "kulolchilik" uchun kichik doira maydonini yaratdi.

Men juda ko'p tuynuklarni burg'uladim (har bir pervanel uchun 2 tadan), lekin men ko'proq narsani qilsam edi. Har bir teshikka ayol o'q ulagichi solingan (lehim temiridan qizib ketganda). Quvvat simlari va akkumulyator simlari erkak o'q konnektorlariga lehimlangan.

Men o'zimga chuqurlik o'lchagich simini o'tqazish va joylashtirish uchun joy berish uchun ozgina ABS tepasini qo'shib qo'ydim. Bu men xohlaganimdan ham battarroq bo'ldi va men simlarni uyasi bo'lgan kichik ushlagich bilan tartibga solishga harakat qildim.

3 -qadam: DIY trusters

Men Internetdan juda ko'p g'oyalarni oldim va sintez nasosli patronlar bilan borishga qaror qildim. Ularning har biri nisbatan arzon (taxminan 20 dollar) va kerakli miqdordagi moment va tezlikka ega. Men yuqoriga/pastga siljitish uchun ikkita 500 galon/soat kartridjdan va yon pervanel uchun to'rtta GPH kartridjidan foydalanardim. Bu Jonson nasos lentalari edi va men ularni Amazon orqali oldim.

Men Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster Mount dizaynidan foydalanib, pervanel korpuslarini 3d chop etdim. Men, shuningdek, Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster Propeller dizayni bilan pervanellarni 3d chop etdim. Ular biroz moslashdi, lekin juda yaxshi ishladilar.

4 -qadam: bog'lash

Men 50 fut uzunlikdagi Cat 6 Ethernet kabelidan foydalanardim. Men uni 50 metrli polipropilen arqonga surdim. Men kabelga yopishtirilgan sharli qalamning uchidan foydalandim va uni arqondan itarishimga taxminan bir soat vaqt ketdi. Zerikarli, lekin u ishladi. Arqon himoya, tortishish kuchi va bir oz ijobiy suzuvchanlikni ta'minlaydi. Kombinatsiya hali ham cho'kadi, lekin Ethernet kabeli kabi yomon emas.

To'rtta simi juftlaridan uchtasi ishlatiladi.

• Kamera Video signali va er - boshqaruv qutisidagi Arduino OSD qalqoni
• ArduinoMega PPM signali va boshqaruv qutisidagi tuproqli <---- RC qabul qiluvchisi
• ArduinoMega telemetriya signallari RS485 - boshqaruv qutisidagi RS485 Arduino Uno mos keladi.

Instructables -ning boshqa ishtirokchisining izohlariga asoslanib, men ko'l tubida bog'ichni sudrab yurish yaxshi bo'lmasligini tushundim. Hovuz sinovida bu muammo emas edi. Shunday qilib, men 3D-ni PLA va odatdagidan ko'ra qalinroq devorlardan foydalangan holda, bir nechta qisqichli suzgichlarni chop etdim. Yuqoridagi rasmda ROVga yaqinroq guruhlangan, lekin bir -biridan o'rtacha 18 dyuym masofada bog'langan suzgichlar ko'rsatilgan. Boshqa ishtirokchining fikriga ko'ra, men to'y paketiga bog'langan to'r sumkachasini qo'ydim, shunda menda etarlimi yoki yo'qmi.

5 -qadam: Bort elektronikasida

Birinchi rasmda kamera va kompas ko'rsatilgan. Ikkinchi rasm, siz qo'shishni davom ettirganda nima bo'lishini ko'rsatadi. Uchinchi rasmda alyuminiy plitali, ostiga o'rnatilgan motorli boshqaruv moslamalari muqobil issiqlik o'tkazgich sifatida ko'rsatilgan.

Quruq

• Kamera - 120 darajali 600TVL FPV kamerasi

  Gumbazga cho'zilgan 3d bosma ushlagichga o'rnatilgan

• Nishab kompensatsiyalangan kompas - CMPS12

  • O'rnatilgan Gyro va akselerometr ko'rsatkichlari avtomatik ravishda magnitometr ko'rsatkichlari bilan birlashtirilib, kompas o'qishi to'g'ri bo'lib qoladi, chunki ROV aylanib chiqadi.
  • Kompas, shuningdek, haroratni o'qishni ta'minlaydi

• Dvigatel haydovchilari - ebay - BTS7960B x 5

  • Joyni tejash uchun katta issiqlik batareyalarini olib tashlash kerak edi
  • "Alyuminiy plitalarga" issiqlik o'tkazmaydigan surtma o'rnatilgan
  • Alyuminiy plitalar alyuminiy elektron tokchasining har ikki tomoniga to'g'ridan -to'g'ri o'rnatiladi
  • Tajriba shuni ko'rsatadiki, haydovchilar yaxshi quvvat bilan ishlaydilar, shuning uchun issiqlik muammo emas
• Arduino Mega
• RS485 moduli ketma -ket telemetriya signalini kuchaytiradi

• Oqim sensori Quvvat moduli

  • Elektronika uchun 5V kuchlanishli 3A gacha quvvat beradi
  • 12V kuchlanishli dvigatellar uchun 90A gacha bo'lgan kuchlanish o'lchami
  • Batareya zo'riqishini o'lchaydi
• 12V chiroqlarni boshqarish uchun o'rni (5v)

Nam

• Bosim (chuqurlik) sensori moduli-Amazon-MS5540-CM

  Bundan tashqari, suv harorati o'qilishini ta'minlaydi

• 10 amper/soat 12 voltli AGM batareyasi

Menda ko'plab elektr kontaktlari suvga ta'sir qilishidan xavotirlanardim. Men chuchuk suvda muammo tug'diradigan (qisqa tutashuv va h.k.) o'tkazuvchanlik etarli emasligini, oqim "eng kam qarshilik yo'li" ni egallashini bilib oldim (tom ma'noda). Bularning barchasi dengiz suvida qanday bo'lishini bilmayman.

Bolalar sxemasi (SubDoc.txt -ga qarang)

6 -qadam: SubRun dasturi

Birinchi videoda Depth Hold juda yaxshi ishlayotgani ko'rsatilgan.

Ikkinchi video - Sarlavhani ushlab turish funksiyasi sinovi.

Psevdokod

Arduino Mega quyidagi mantiqni bajaradigan eskizni boshqaradi:

1. PPM RC signalini uzatish orqali oladi

   1. Ma'lumotlardagi Pin Change Interrupt kanali individual PWM qiymatlarini hisoblab chiqadi va ularni yangilab turadi
   2. Shovqinni oldini olish uchun Median filtridan foydalaniladi
   3. PWM qiymatlari chapga/o'ngga, orqaga/orqaga, yuqoriga/pastga, CW/CCW va boshqa stllarga beriladi.
2. Suv chuqurligini oladi
3. CW yoki CCW burilishni tugatish uchun mantiq

4. Haydovchi boshqaruvini ko'rib chiqadi

   1. Yon pervanellarni haydash uchun kuch va burchakni (vektor) hisoblash uchun Fwd/Orqa va Chap/O'ngdan foydalanadi.
   2. Qurol -yarog 'uchun tekshiruvlar
   3. Twist komponentini hisoblash uchun CW/CCW dan foydalanadi
   4. Sarlavha xatoligini aniqlash uchun kompasni o'qiydi va tuzatuvchi burilish komponentini hisoblab chiqadi
   5. Quvvat, burchak va burilish omillaridan foydalanib, har to'rt itgichning kuchi va yo'nalishini hisoblash mumkin
   6. Yuqoriga/pastga silindrlarni ishga tushirish uchun yuqoriga/pastga ishlatadi (bitta boshqaruvchida ikkita tortish moslamasi) yoki
   7. Chuqurlik xatoligini aniqlash uchun chuqurlik o'lchagichini o'qiydi va tuzatish uchun yuqoriga/pastga silindrlarni ishga tushiradi
5. Quvvat ma'lumotlarini o'qiydi
6. Harorat ma'lumotlarini chuqurlik o'lchagichidan (suv harorati) va kompasdan (ichki harorat) o'qiydi.

7. Vaqti -vaqti bilan telemetriya ma'lumotlarini Serial1 ga yuboradi

   Chuqurlik, sarlavha, suv harorati, quruq quvur harorati, batareya quvvati, kuchaytirgich, qo'l holati, yorug'lik holati, yurak urishi

8. PWM Light Control signaliga qaraydi va o'rni orqali yorug'likni yoqadi/o'chiradi.

Vektorli trusters

Yon pervanellarni boshqarish sehrlari yuqoridagi 4.1, 4.3 va 4.5 -qadamlarda. Buni amalga oshirish uchun Arduino yorlig'idagi runThrusters funktsiyalari getTransVectors () va runVectThrusters () kodlarini ko'rib chiqing. Aqlli matematika turli manbalardan, birinchi navbatda, mekanum g'ildiraklari bilan shug'ullanadiganlardan ko'chirilgan.

7 -qadam: suzuvchi boshqaruv stantsiyasi (yangilangan)

6 kanalli RC uzatuvchi

Boshqarish qutisi

Elektron buyumlar tagida bo'lmagan asl boshqaruv qutisi (eski sigaret qutisi) suzuvchi boshqaruv stantsiyasi bilan almashtirildi.

Suzuvchi boshqaruv stantsiyasi

Men ellik oyoqli bintim hech qayerga yetmaydigan darajada uzunligidan xavotirlana boshladim. Agar men iskala ustida turgan bo'lsam, bog'ichning katta qismi ko'lga tushganda olinadi va sho'ng'in uchun hech narsa qolmaydi. Menda boshqaruv qutisiga radio aloqasi bo'lganligi sababli, men suzuvchi suv o'tkazmaydigan boshqaruv qutisi tushunchasini oldim.

Shunday qilib, men eski sigaret qutisini olib tashladim va boshqaruv panelining elektronikasini kontrplakning tor qismiga qo'ydim. Kontrplak 3 gallonli plastik idishning 3 dyuymli og'ziga tushadi. Boshqarish qutisidagi televizor ekranini video uzatgich bilan almashtirishga to'g'ri keldi. RC transmitterida (qirg'oqda qolgan yagona qism) hozirda video qabul qilgich o'rnatilgan planshet bor. Planshet ixtiyoriy ravishda ko'rsatiladigan videoni yozib olishi mumkin.

Idishning qopqog'ida quvvat tugmasi va voltmetr, bog'lanish moslamasi, RC mo'ylovli antennalar va rezina o'rdakli video uzatuvchi antenna bor. ROV ko'lga chiqqanda, men uni idishni juda uzoqqa burib yuborishini xohlamadim, shuning uchun men pastki qismiga halqa o'rnatdim, u erda bog'ich olib boriladi va uni qaytarish chizig'i ulanadi. Men, shuningdek, ballast sifatida idishning pastki qismiga taxminan 2 dyuymli beton qo'ydim, shunda u tik suzadi.

Suzuvchi boshqaruv stantsiyasida quyidagi elektronika mavjud:

• RC qabul qiluvchisi - PPM chiqishi bilan
• Arduino Uno
• OSD qalqoni - Amazon
• RS485 moduli ketma -ket telemetriya signalini kuchaytiradi
• Video uzatuvchi
• 3s Lipo Batareya holatini kuzatish uchun voltmetr
• 2200 mah 3s Lipo batareyasi

Ekrandagi displey (OSD)

Quad-copter dunyosida telemetriya ma'lumotlari dron uchidagi FPV (First Person Video) displeyiga qo'shiladi. Men allaqachon gavjum va tartibsiz Dry Tube -ga boshqa narsalarni qo'yishni xohlamadim. Shuning uchun men videodan alohida telemetriyani tayanch stantsiyaga jo'natishni va u erdagi ma'lumotlarni ekranga qo'yishni tanladim. Buning uchun Amazon -dan OSD Shield mukammal edi. Unda video, chiqish va Arduino kutubxonasi (MAX7456.h) bor, u har qanday tartibsizlikni yashiradi.

SubBase dasturi

Quyidagi mantiq boshqaruv stantsiyasida Arduino Uno eskizida ishlaydi:

1. Oldindan formatlangan ketma-ket telemetriya xabarini o'qiydi
2. Xabarni ekrandagi ekranga yozadi

8 -qadam: kelajakdagi narsalar

Videoni yozib olish uchun OSD (kichik ekran) va kichik televizor o'rtasida o'tirish uchun boshqaruv qutisiga mini DVR modulini qo'shdim. Ammo suzuvchi boshqaruv stantsiyasining o'zgarishi bilan men endi video yozish uchun planshet ilovasiga tayanaman.

Agar men shuhratparast bo'lsam, ushlagichni qo'shishga harakat qilishim mumkin. Ish joyini qidirayotgan radio boshqaruv kanallari va ishlatilmagan kabel jufti bor.

"Harakat qiling" tanlovining ikkinchi mukofoti