DIY Dalgıç ROV: 8 Adım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Nə qədər çətin ola bilər? Sualtı bir ROV hazırlamaq üçün bir neçə çətinliyin olduğu ortaya çıxdı. Ancaq əyləncəli bir layihə idi və düşünürəm ki, olduqca uğurlu oldu. Məqsədim bunun heç də baha başa gəlməməsi, sürməyi asanlaşdırması və su altında gördüklərini göstərmək üçün kameraya sahib olması idi. Sürücünün idarəetməsindən telin asılması fikrini bəyənmədim və artıq müxtəlif radio nəzarət ötürücülərim var, buna görə də verici və idarəetmə qutusu ayrı olmaqla getdiyim istiqamət budur. İstifadə etdiyim 6 kanallı vericidə sağ çubuq irəli/geri və sola/sağa istifadə olunur. Sol çubuq Yuxarı/Aşağıdır və Saat İçi/CCW -ə çevrilir. Bu, dördbucaqlı maşınlarda və s.

İnternetə baxdım və bir neçə bahalı ROV gördüm və "vektorlu itələyiciləri" olan bir neçəsini gördüm. Bu, yan itələyicilərin 45 dərəcə bucaq altında quraşdırıldığı və ROV -u istənilən istiqamətə hərəkət etdirmək üçün qüvvələrini birləşdirdiyi anlamına gəlir. Mən artıq mecanum təkərli maşın qurmuşdum və oradakı riyaziyyatın tətbiq olunacağını düşündüm. (Ref. Mecanum Wheels Çox Yönlü Robotlar Sürmə). Dalğıc və üzgüçülük üçün ayrı itələyicilər istifadə olunur. Və "vectored thrusters" sərin səslənir.

Sürməyi asanlaşdırmaq üçün dərinliyi tutmaq və başlığı tutmaq istəyirdim. Sürücünün, dalğıc/üzmə və ya yeni bir başlığa dönmək istisna olmaqla, sol çubuğu heç hərəkət etdirməsinə ehtiyac yoxdur. Məlum oldu ki, bu da bir az çətin idi.

Bu Təlimat, bunu özünüz etmək üçün bir sıra təlimatlar üçün nəzərdə tutulmamışdır. Məqsəd, öz sualtı ROV qurmaq niyyətində olduqları təqdirdə kimdən götürə biləcəyi bir qaynaq təmin etməkdir.

Addım 1: Çərçivə

Bu asan seçimdi. Digər insanların etdiklərini görmək məni 1/2 düymlük PVC boruya doğru itələdi. Ucuz və işləmək asandır. Yan iticiləri və yuxarı/aşağı itələyiciləri yerləşdirəcək ümumi bir dizayn hazırladım. Montajdan qısa müddət sonra sarıya səpdim. Bəli, indi sualtı qayıqdır! Boruların daşması üçün üst və alt hissələrində deliklər qazdım. Materialları bağlamaq üçün PVC -yə iplər vurdum və 4 40 paslanmayan vint istifadə etdim. Onlardan çox istifadə etdim.

Növbəti mərhələdə, aşağıdan 3d çaplı qaldırıcılar tərəfindən tutulan skidlər göstərilir. Yükselticilər, batareyanı çıxarıb dəyişdirmək üçün bunu etmək üçün lazım idi. Batareyanı tutmaq üçün 3d tepsini çap etdim. Batareya lövhədə velcro kəmər ilə bərkidilir. Quru Boru da cırtdan kəmərlərlə çərçivəyə yapışdırılır.

Addım 2: Quru Boru

İlk şəkil üzmə testidir. İkinci şəkil, itələyici naqillərin dulusçulu güllə bağlayıcılarına necə aparıldığını göstərməyə çalışır. Üçüncü şəkil daha çox eyni şeydir, həm də dərinlik ölçmə cihazı və telləri üçün əlavə zərbədir. Dördüncü şəkil quru borunun ayrıldığını göstərir.

Üzmə qabiliyyəti

Quru Boru elektronikanı ehtiva edir və ən çox müsbət üzmə qabiliyyətini təmin edir. İdeal, az miqdarda müsbət üzmə qabiliyyətidir, buna görə də işlər səhv olarsa, ROV nəticədə səthə çıxacaq. Bu bir az sınaq və səhv aldı. Bir üzmə sınağı zamanı burada göstərilən montaj, batması üçün bir neçə kilo güc aldı. Bu, batareyanı göyərtəyə quraşdırmaq üçün asan bir qərara səbəb oldu (bağlayıcıdan keçən gücdən fərqli olaraq). Bu da borunun uzunluğunun kəsilməsinə səbəb oldu. 4 düymlük bir borunun 1 düym uzunluğunda təxminən 1/4 funt üzmə qabiliyyəti təmin etdiyi ortaya çıxdı (bir dəfə riyaziyyat etdim, amma bu bir təxmindir). Dibinə PVC "skidlər" qoymağa da son qoydum. Uçma qabiliyyətini dəqiq tənzimləmək üçün qurğuşun vurduğum yerlərdə vintlər var.

Su keçirməyən möhür

Dikişləri və delikləri möhürləmək üçün epoksi istifadə etmək qərarına gəldikdən və neopren hubsuz bağlayıcılardan istifadə etməyə qərar verdikdən sonra, ROV etibarlı şəkildə su keçirməmişdi. "Su keçirməyən" Ethernet bağlayıcıları ilə bir müddət mübarizə apardım, amma sonunda bunlardan əl çəkdim və kiçik bir delik açdım, teli içəri daxil etdim və çuxuru epoksi ilə "qazdım". Hubsız bağlayıcılar yerində sıxıldıqdan sonra onları çıxarmağa çalışmaq çətindi. Kiçik bir ağ yağ ləkəsinin Quru Borunun ayrılmasını və bir araya gəlməsini çox asanlaşdırdığını kəşf etdim.

Akrilik qübbəni quraşdırmaq üçün 4 ABS qapağında günbəzin kənarını almaq üçün bir çıxıntı buraxaraq bir çuxur oydum. Əvvəlcə isti yapışqan sınadım, amma dərhal sızdı və epoksiyaya getdim.

İçəri

Bütün daxili elektronika 1/16 düymlük alüminium təbəqəyə quraşdırılmışdır (dayaqlar ilə). Eni 4 düymdən azdır və borunun uzunluğunu uzadır. Bəli, bilirəm ki, elektrik keçirir, eyni zamanda istilik keçirir.

Keçən Tellər

Arxa 4 "ABS qapağına 2 düymlük bir deşik və 2" ABS dişi adapteri yapışdırılmışdır. 2 "fişində Ethernet telinin keçməsi və qazılması üçün bir delik açılmışdır. 3 ədəd kiçik bir parça" Yapışqan ABS də "çömlekçilik" üçün kiçik bir dairə sahəsi etdi.

Çoxlu deşiklər qazdım (hər itələyici üçün 2 ədəd), amma daha çox iş görsəydim. Hər bir çuxura bir qadın güllə bağlayıcısı daxil edildi (lehimləmə dəmirindən isti olarkən). İtələyici tellər və batareya naqilləri kişi güllə bağlayıcılarına lehimlənmişdir.

Mənə dərinlik ölçən telin keçib qaba qoyulması üçün bir yer vermək üçün bir az ABS zərbəsi əlavə etdim. İstədiyimdən daha qarışıq oldu və içərisində yuvaları olan kiçik bir tutacağı olan telləri təşkil etməyə çalışdım.

Addım 3: DIY Thrusters

İnternetdən bir çox fikir aldım və sintine pompası kartuşları ilə getməyə qərar verdim. Hər biri nisbətən ucuzdur (təxminən $ 20+) və lazımi miqdarda torka və sürətə malikdir. Yuxarı/aşağı itələyicilər üçün iki 500 Gallon/saat patronu və yan iticilər üçün dörd 1000 GPH patron istifadə etdim. Bunlar Johnson Pompa Kartricləri idi və onları Amazon vasitəsilə aldım.

Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster Mount dizaynından istifadə edərək, itələyici korpusları 3d çap etdim. Yenə Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster Pervanenin dizaynı ilə pervaneleri 3d çap etdim. Bir az uyğunlaşdılar, amma çox yaxşı işlədilər.

Addım 4: Tether

50 fut uzunluğunda Cat 6 Ethernet kabeli istifadə etdim. 50 metrlik polipropilen ipin içinə itələdim. Kabelə yapışdırılmış tüklü qələmin ucunu istifadə etdim və ipdən itələmək üçün təxminən bir saat çəkdim. Darıxdırıcı, amma işlədi. İp qoruma, çəkmə gücü və bir qədər müsbət üzmə qabiliyyəti təmin edir. Kombinasiya hələ də batır, ancaq Ethernet kabeli qədər pis deyil.

Dörd kabel cütündən üçü istifadə olunur.

• Kamera Video siqnalı və torpaq - idarəetmə qutusunda Arduino OSD qalxanı
• ArduinoMega PPM siqnalı və torpaq <---- RC qəbuledici qutuda
• ArduinoMega Telemetriya siqnalı RS485 - idarəetmə qutusundakı RS485 Arduino Uno ilə uyğun gəlir

Başqa bir Instructables köməkçisinin şərhlərinə əsaslanaraq, dərənin gölün dibində sürünməsinin yaxşı olmayacağını başa düşdüm. Hovuz testində heç bir problem yox idi. Beləliklə, PLA və hər zamankindən daha qalın divarlar istifadə edərək, bir dəstə klip açan üzgüçü çap etdim. Yuxarıdakı şəkil, ROV -a daha yaxından qruplaşdırılmış, lakin təxminən 18 düym aralığında bağlanan üzgüçülükləri göstərir. Yenə digər töhfə verənlərin şərhlərinə görə, kifayət qədər olub -olmadığımı görmək üçün bağlama paketinə bağlı bir tor torbaya qoydum.

Addım 5: Gəmidə Elektronika

İlk şəkil kamera və kompası göstərir. İkinci şəkil, bir şey əlavə etməyə davam edərkən nə baş verdiyini göstərir. Üçüncü fotoşəkildə alternativ istilik yuyucusu kimi alüminium lövhəli alt tərəfə quraşdırılmış motor idarəediciləri göstərilir.

Quru

• Kamera - Micro 120 dərəcə 600TVL FPV kamera

  Günbəzin içərisinə uzanan 3d çaplı tutucuya quraşdırılmışdır

• Əyilmiş Kompensasiya Kompas - CMPS12

  • Quraşdırılmış Gyro və Akselerometr oxunuşları, maqnitometr oxunuşları ilə avtomatik olaraq inteqrasiya olunaraq pusula oxunuşu ROV ətrafa dönərkən düzgün qalır.
  • Kompas da temperaturun oxunmasını təmin edir

• Motor Sürücüləri - Ebay - BTS7960B x 5

  • Məkana qənaət etmək üçün böyük istilik yuyucuları çıxarılmalıdır
  • ¼”alüminium plitələrə istilik ötürücü yağla quraşdırılmışdır
  • Alüminium plitələr birbaşa alüminium elektronika rəfinin hər iki tərəfinə quraşdırılmışdır
  • Təcrübə göstərir ki, sürücülər yaxşı işlədikləri üçün istilik problem deyil
• Arduino Mega
• RS485 Modulu serial telemetrik siqnalını gücləndirir

• Cari sensor Güc modulu

  • Elektronika üçün 3A 5v -ə qədər güc təmin edir
  • 12V motor sürücülərinə gedən 90A -a qədər Amperajı ölçür
  • Batareya gərginliyini ölçür
• 12V işıqları idarə etmək üçün röle (5v)

Yaş

• Təzyiq (dərinlik) Sensor Modulu-Amazon-MS5540-CM

  Su istiliyinin oxunmasını da təmin edir

• 10 Amp/Hr 12 volt AGM batareya

Bir çox elektrik kontaktının suya məruz qalmasından narahat idim. Öyrəndim ki, təzə suda problem yarada biləcək kifayət qədər keçiricilik yoxdur (qısaqapanmalar və s.), Cərəyan "ən az müqavimət yolunu" tutur (hərfi mənada). Bütün bunların dəniz suyunda necə olacağını bilmirəm.

Kabel xətləri (SubDoc.txt -ə baxın)

Addım 6: SubRun Proqramı

İlk video, Dərinlik Tutmanın olduqca yaxşı işlədiyini göstərir.

İkinci video, Heading Hold xüsusiyyətinin sınağıdır.

Psevdokod

Arduino Mega, aşağıdakı məntiqi yerinə yetirən bir eskiz işləyir:

1. PPM RC siqnalını bağlayır

   1. Məlumatdakı Pin Change Interrupt fərdi kanal PWM dəyərlərini hesablayır və onları yeniləyir
   2. Səs -küy dəyərlərinin qarşısını almaq üçün Median filtrindən istifadə edir
   3. Sol/Sağ, Geri/Geri, Yuxarı/Aşağı, CW/CCW və digər ctls -lərə verilən PWM Dəyərləri.
2. Su dərinliyinə çatır
3. CW və ya CCW bükülməsinin bitməsinə icazə verən məntiq

4. Sürücü nəzarətinə baxır

   1. Yan iticiləri idarə etmək üçün gücü və bucağı (vektor) hesablamaq üçün Fwd/Geri və Sol/Sağdan istifadə edir.
   2. Silah/tərksilah üçün yoxlamalar
   3. Twist komponentini hesablamaq üçün CW/CCW istifadə edir
   4. Başlıq səhvinin olub olmadığını görmək üçün kompas oxuyur və düzəldici bükülmə komponentini hesablayır
   5. Dörd iticinin hər biri üçün gücü və istiqaməti hesablamaq üçün güc, bucaq və bükülmə faktorlarından istifadə edir
   6. Yuxarı/Aşağı itələyiciləri (bir nəzarətçidə iki itələyici) və ya işə salmaq üçün yuxarı/aşağı istifadə edir
   7. Dərinlik səhvinin olub olmadığını görmək üçün dərinlik sayğacını oxuyur və düzəltmək üçün yuxarı/aşağı itələyiciləri işə salır
5. Güc məlumatlarını oxuyur
6. Dərinlik ölçəndən (su istiliyindən) və pusuldan (daxili temperaturdan) temperatur məlumatlarını oxuyur

7. Vaxtaşırı telemetriya məlumatlarını Serial1 -ə göndərir

   Dərinlik, Başlıq, Su İstiliyi, Quru Boru İstiliyi, Batareya Gərginliyi, Amper, Qol Durumu, İşıqlar vəziyyəti, Ürək döyüntüsü

8. İşıq İdarəetmə PWM siqnalına baxır və röle ilə işığı Açar/Söndürür.

Vektorlu itələyicilər

Yan itələyiciləri idarə etmək üçün sehr, yuxarıdakı 4.1, 4.3 və 4.5 addımlardadır. Bunu davam etdirmək üçün runThrusters funksiyaları getTransVectors () və runVectThrusters () adlı Arduino sekmesindeki koda baxın. Ağıllı riyaziyyat müxtəlif mənbələrdən, ilk növbədə mecanum təkərli gəmilərlə məşğul olanlardan kopyalanmışdır.

Addım 7: Üzən İdarəetmə Stansiyası (yeniləndi)

6 Kanallı RC ötürücü

Nəzarət qutusu

Elektronikanı alt hissəsində olmayan orijinal idarəetmə qutusu (köhnə siqar qutusu) üzən idarəetmə stansiyası ilə əvəz edilmişdir.

Üzən Nəzarət Stansiyası

Əlli ayağımın heç bir yerə çatacaq qədər uzun olmaması narahat olmağa başladı. Bir dok üzərində dayanmış olsam, bağın çox hissəsi yalnız gölə çıxanda alınacaq və dalğıc üçün heç bir şey qalmayacaq. Nəzarət qutusuna artıq radio bağlantısı olduğundan, üzən suya davamlı idarəetmə qutusu anlayışına sahib oldum.

Beləliklə, köhnə siqar qutusunu götürdüm və idarəetmə qutusunun elektronikasını dar bir kontrplak parçasına qoydum. Kontrplak, 3 galonluq plastik bir küpün 3 düymlük ağzına girir. İdarəetmə qutusundakı TV ekranı bir video ötürücü ilə əvəz edilməli idi. Və RC ötürücüsündə (hələ də sahildə olan yeganə hissə) indi video qəbuledicisinin üstünə quraşdırılmış bir planşet var. Planşet isteğe bağlı olaraq göstərdiyi videonu yaza bilər.

Küpənin qapağında güc açarı və voltmetr, bağlama qurğusu, RC bığ antenaları və rezin duck video ötürücü antenası var. ROV gölə çəkildikdə idarəetmə qabını çox uzağa aparmasını istəmədim, buna görə də dibinin yaxınlığında bağlama aparılacağı və geri çəkmə xəttinin bağlanacağı bir üzük quraşdırdım. Kavanozun altına balast olaraq təxminən 2 düym beton qoydum ki, dik üzsün.

Üzən idarəetmə stansiyasında aşağıdakı elektronika var:

• RC Alıcısı - PPM Çıxışı ilə
• Arduino Uno
• OSD Qalxanı - Amazon
• RS485 Modulu serial telemetrik siqnalını gücləndirir
• Video ötürücü
• 3s Lipo Battery sağlamlığını izləmək üçün voltmetr
• 2200 mah 3s Lipo Batareya

Ekranda Ekran (OSD)

Dördbucaqlı dünyada telemetri məlumatları dronun ucundakı FPV (First Person Video) ekranına əlavə olunur. Onsuz da izdihamlı və qarışıq Dry Tube -ə daha çox şey qoymaq istəmirdim. Buna görə də telemetrini videodan ayrı olaraq baza stansiyasına göndərməyi və oradakı məlumatları ekranda yerləşdirməyi seçdim. Amazon -dan bir OSD Shield bunun üçün mükəmməl idi. Hər hansı bir qarışığı gizlədən bir video girişi, çıxışı və bir Arduino kitabxanası (MAX7456.h) var.

SubBase Proqram təminatı

Aşağıdakı məntiq idarəetmə stansiyasında bir Arduino Uno üzərində bir eskizdə aparılır:

1. Əvvəlcədən formatlaşdırılmış serial telemetri mesajını oxuyur
2. Ekrandakı ekran qalxanına mesaj yazır

Addım 8: Gələcək Şeylər

Videonu yazmaq üçün OSD (Ekranda) və kiçik TV arasında oturmaq üçün idarəetmə qutusuna bir mini DVR modulu əlavə etdim. Ancaq Üzən İdarəetmə Stansiyasındakı dəyişikliklə indi video çəkmək üçün tablet tətbiqinə güvənirəm.

Həqiqətən iddialı olsam, tutma qolu əlavə etməyə çalışa bilərəm. İstifadə edilməmiş radio idarəetmə kanalları və iş axtaran bağlayıcıda istifadə olunmamış bir kabel cütü var.

Make it Move Yarışmasında İkinci Mükafat