DIY Submersible ROV: 8 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Кандай кыйын болушу мүмкүн? Көрсө, сууга чөгүүчү ROV жасоодо бир нече кыйынчылыктар болгон экен. Бирок бул кызыктуу долбоор болду жана менин оюмча, бул абдан ийгиликтүү болду. Менин максатым - анча деле кымбатка турбашы, машинаны оңой айдаганы жана суу астында көргөнүн көрсөтө турган камерасы болушу керек болчу. Айдоочунун башкаруусунан зым салаңдап туруу идеясы мага жаккан жок, менде радио көзөмөлдөөчү ар кандай өткөргүчтөр бар, андыктан мен барган багыт, өткөргүч жана башкаруу кутусу өзүнчө. Мен колдонгон 6 каналдуу өткөргүчтө оң таяк алдыга/артка жана солго/оңго колдонулат. Сол таяк өйдө/ылдый жана сааттын жебесине/CCW бурулат. Бул төрт квоптерде колдонулган бирдей орнотуу ж.

Мен интернеттен карасам, кээ бир кымбат ROVларды көрдүм жана "векторлуу түрткүчтөрү" бар бир нечесин көрдүм. Бул каптал түрткүчтөр 45 градус бурчта орнотулганын жана ROVду каалаган жакка жылдыруу үчүн күчтөрүн бириктирерин билдирет. Мен меканум дөңгөлөктүү дөңгөлөгүн куруп койгом, ал жерде математика колдонулат деп ойлогом. (Ref. Айдоо Mecanum Wheels Ар тараптуу Роботтор). Өзүнчө түрткүчтөр сууга түшүү жана үстүңкү бетине түшүрүү үчүн колдонулат. Жана "векторлуу түрткүчтөр" сонун угулат.

Айдоону жеңилдетүү үчүн мен тереңдикти кармап, багытты кармагым келди. Мындай жол менен айдоочу сууга түшүү/сууга түшүү же жаңы наамга кайрылууну кошпогондо, сол таякчаны таптакыр жылдырбайт. Көрсө, бул да бир аз кыйынчылык болчу.

Бул Нускамалар аны өз алдынча жасоо үчүн багыттардын жыйындысы катары арналган эмес. Максаты, кимдир бирөө өздөрүнүн чөгүп кетүүчү ROVун курууну ойлосо, ал ала турган булакты берүү.

1 -кадам: Frame

Бул оңой тандоо болду. Башка адамдардын кылганын көрүү үчүн мени 1/2 дюймдук PVC түтүккө түрттү. Бул арзан жана иштөө оңой. Мен каптал түрткүчтөрдү жана өйдө/ылдый түрткүчтөрдү жайгаштыра турган жалпы дизайнды ойлоп таптым. Чогулгандан көп өтпөй мен аны сары чачтым. Ооба, азыр ал суу астында жүрүүчү кеме! Түтүктүн үстүнкү жана астынкы бөлүктөрүн суу каптап кетиши үчүн бургуладым. ПВХга жиптерди тыгып, 4 40 дат баспас бураманы колдондум. Мен аларды көп колдондум.

Кийинки баскычта төмөндө 3d басылган көтөргүчтөр тарабынан кармалып турган лыжалар көрсөтүлөт. Батарейканы алып салуу жана алмаштыруу үчүн көтөргүчтөр аны жасоо үчүн керек болчу. Мен батарейканы кармап туруу үчүн лотокту 3d басып чыгардым. Батарея лотокко велкро боосу менен бекитилген. Dry Tube да велкро боолор менен алкакка кармалат.

2 -кадам: Кургак түтүк

Биринчи сүрөт - сүзүү тести. Экинчи сүрөт түртүүчү зымдардын казан ок коннекторлоруна кантип киргизилгенин көрсөтүүгө аракет кылат. Үчүнчү сүрөт - бул дагы тереңдик өлчөгүч жана анын зымдары үчүн кошумча сокку. Төртүнчү сүрөт кургак түтүктү бөлүп көрсөтөт.

Сүзүү

Dry Tube электрониканы камтыйт жана позитивдүү көтөрүлүүнүн көбүн камсыз кылат. Идеал - бул кичине оң көтөрүлүү, андыктан, эгер нерселер туура эмес болуп калса, ROV акыры бетине калкып чыгат. Бул бир аз сыноо жана ката кетирди. Сууда сүзүү учурунда бул жерде көрсөтүлгөн жамаат чөгүп кетиши үчүн бир нече фунт күч алган. Бул батарейканы бортко орнотуу боюнча оңой чечимге алып келди (байлоонун үстүнөн келген бийликтен айырмаланып). Бул ошондой эле трубанын узундугун кыскартууга алып келди. Көрсө, 4 дюймдук түтүк узундугу 1 дюймга 1/4 фунт көтөрүлүүнү камсыздайт экен (мен математиканы бир жолу жасадым, бирок бул божомол). Мен дагы түбүнө ПВХ "лыжаларын" салып бүттүм. Алардын учунда бурамалар бар, мен сүзүү жөндөмүн жакшы жөнгө салуу үчүн коргошун атып салгам.

Суу өткөрбөс мөөр

Мен эпоксиден тигилген жерлерди жана тешиктерди мөөрлөөнү чечип, неопрен хабсыз туташтыргычтарды колдонууну чечкенден кийин, ROV суу өткөрбөйт. Мен "суу өткөрбөгөн" Ethernet туташтыргычтары менен бир топко чейин күрөштүм, бирок аягында булардан баш тартып, кичинекей тешикти бурдум, зымды киргиздим жана тешикти эпоксиден "казып" койдум. Хабсыз коннекторлор бекемделгенден кийин, аларды алып салуу кыйынга турду. Бир аз ак майлоо Dry Tubeдун бөлүнүп кетишин жана чогуу иштешин бир топ жеңилдеткенин билдим.

Акрил куполун орнотуу үчүн мен 4 дюймдук ABS капкактын тешигин оюп, куполдун четин алуу үчүн тосмону таштап койгом. Башында мен ысык желимди колдонуп көрдүм, бирок ошол замат агып кетип, мен эпоксиден кеттим.

Ичинде

Бардык ички электроника 1/16 дюйм алюминий баракка орнотулган (карама -каршы). Бул туурасы 4 дюймдан аз жана түтүктүн узундугун кеңейтет. Ооба, мен билем, ал электр энергиясын өткөрөт, бирок ал жылуулукту да өткөрөт.

Зымдар өтүүдө

Арткы 4 "ABS капкагы 2 дюймдук тешикке жана 2" ABS аял адаптерине жабыштырылган. 2 "розеткасы Ethernet зымынын өтүшү жана казанга салынышы үчүн тешилген. 3 кичинекей бөлүгү" АВС желимделген, ошондой эле "казанга салуу" үчүн кичинекей тегерек аянт жасады.

Мен көп тешиктерге окшогон нерселерди бургам (ар бир түрткүчкө 2ден), бирок мен дагы көп нерсени жасагым келет. Ар бир тешиктин ичине аялдын ок туташтыргычы түштү (ширетүүчү темирден ысык кезде). Ыргыч зымдары жана батарейкалары эркек ок коннекторлорун ширетишкен.

Мен тереңдикти өлчөөчү зым аркылуу өтүүчү жана казанга орун берүү үчүн бир аз ABS дөмпөгүн кошуп бүттүм. Бул мен каалагандан да баш аламан болуп кетти жана мен зымдарын оюкчалары бар кичинекей кармагычы менен уюштурууга аракет кылдым.

3 -кадам: DIY Thrusters

Мен интернеттен көптөгөн идеяларды алдым жана синтетикалык насостун картридждери менен барууну чечтим. Алар салыштырмалуу арзан (болжол менен $ 20+) жана момент менен ылдамдыктын керектүү өлчөмүнө ээ. Мен өйдө/ылдый карай эки 500 Галлон/саат картриджди жана каптал түрткүчтөр үчүн төрт 1000 GPH картриджди колдондум. Бул Johnson Pump Cartridges болчу, мен аларды Amazon аркылуу алдым.

Мен 3d Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster Mount дизайнын колдонуп, тепкич корпустарын басып чыгардым. Мен дагы Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster пропеллеринин дизайны менен винттерди 3d басып чыгардым. Алар бир аз көнүп кетишти, бирок абдан жакшы иштешти.

4 -кадам: Тетер

Мен Cat 6 Ethernet кабелинин 50 фут узундугун колдондум. Мен аны 50 фут полипропилен жипке түртүп киргиздим. Мен кабелге чапталган шариктин калеминин учун колдондум жана аны жип менен түртүп бир сааттай убакыт кетирдим. Тынч, бирок иштеди. Аркан коргоону, тартуу үчүн күчтү жана оң көтөрүлүүнү камсыз кылат. Айкалыш дагы эле чөгүп жатат, бирок Ethernet кабелинин өзү сыяктуу жаман эмес.

Төрт кабелдик жуптун үчөө колдонулат.

• Камера Видео сигналы жана жер - башкаруу кутусунда Arduino OSD калканы
• ArduinoMega PPM сигналы жана жер <---- RC кабылдагыч кутучада
• RS485 ArduinoMega телеметрикалык сигналы - RS485 Arduino Uno башкаруу кутусуна дал келет

Башка Instructables катышуучусунун комментарийлерине таянып, көлдүн түбүндө байлап коюу жакшы эмес экенин түшүндүм. Бассейн тестинде бул көйгөй болгон жок. Ошентип, мен 3d форматында PLA жана калың дубалдарды колдонуп, кадимки клиптерди калкып чыгардым. Жогорудагы сүрөттө ROVго жакыныраак топтоштурулган, бирок орточо 18 дюймга жакын аралыкта орнотулган сүзгүчтөр көрсөтүлгөн. Кайрадан башка салымчынын комментарийлерине ылайык, мен жетиштүүбү же жокпу билиш үчүн, байлоо түйүнүнө байланган тор капка салып койдум.

5 -кадам: Бортунда Электроника

Биринчи сүрөт камера менен компасты көрсөтөт. Экинчи сүрөт нерселерди кошо бергенде эмне болорун көрсөтөт. Үчүнчү сүрөт альтернативалуу жылыткыч катары астына орнотулган мотор контроллерлерин алюминий плиталар менен көрсөтөт.

Кургак

• Камера - Micro 120 Degree 600TVL FPV камерасы

  3D басылган кармагычка орнотулган, ал куполго чейин созулат

• Тент компенсацияланган компас - CMPS12

  • Киргизилген гиро жана акселерометрдин көрсөткүчтөрү автоматтык түрдө магнитометрдин көрсөткүчтөрү менен интеграцияланып, компастын окулушу туура бойдон калат, анткени ROV айланып баратат
  • Компас ошондой эле температураны окууну камсыздайт

• Мотор айдоочулары - Ebay - BTS7960B x 5

  • Орунду үнөмдөө үчүн чоң жылыткычтарды алып салуу керек болчу
  • Heat”алюминий плиталарына жылуулук өткөрүүчү майды орноткон
  • Алюминий плиталары алюминий электроникасынын текчесинин эки жагына түз орнотулган
  • Тажрыйба көрсөткөндөй, айдоочулар кубаттуулукта жакшы иштешет, андыктан жылуулук көйгөй эмес
• Arduino Mega
• RS485 модулу сериялык телеметрикалык сигналды күчөтүү үчүн

• Учурдагы сенсор Power модулу

  • Электроника үчүн 5А кубаттуулуктун 3Ага чейин камсыздайт
  • Amperage 90A чейин 12v мотор айдоочуларына барат
  • Батарея чыңалуусун өлчөйт
• Реле (5v) 12в чырактарды иштетүү үчүн

Нымдуу

• Басым (тереңдик) Sensor Module-Amazon-MS5540-CM

  Ошондой эле суунун температурасын окууну камсыздайт

• 10 амп/саат 12 вольттуу AGM батарейкасы

Менде көптөгөн электрдик контактылар сууга түштү деп кооптонуп жаттым. Таза сууда көйгөйдү жаратуу үчүн өткөргүчтүн жетишсиздигин (кыска туташуулар ж. Мунун баары деңиз суусунда кандай болорун билбейм.

Wiring Outline (кара SubDoc.txt)

6 -кадам: SubRun программасы

Биринчи видео Depth Hold абдан жакшы иштегенин көрсөтөт.

Экинчи видео Heading Hold функциясын сыноо.

Жасалма коду

Arduino Mega төмөнкү логиканы аткарган эскизди иштетет:

1. PPM RC сигналын байлап алат

   1. Берилиштердеги Pin Change Interrupt жеке каналдын PWM баалуулуктарын эсептейт жана аларды жаңыртып турат
   2. Ызы -чуу баалуулуктарды болтурбоо үчүн медианалык чыпканы колдонот
   3. PWM баалуулуктары Солго/Оңго, Fwd/Артка, Өйдө/ылдый, CW/CCW жана башка ctlsге дайындалат.
2. Суунун тереңдигин алат
3. CW же CCW бурулушун бүтүрүүгө уруксат берүү үчүн логика

4. Айдоочулардын башкаруусун карайт

   1. Колдонуу Fwd/Артка жана Солго/Укуктун күчү менен бурчун эсептөө үчүн (вектор) капталдагы түрткүчтөрдү айдоо үчүн.
   2. Курал -жаракты текшерүү
   3. Twist компонентин эсептөө үчүн CW/CCW колдонот
   4. Баштыктын катасы барбы же жокпу, билүү үчүн компасты окуйт жана бурмалоочу түзөтүүчү компонентти эсептейт
   5. Күч, бурч жана бурулуш факторлорун колдонуп, төрт түрткүчтүн ар бири үчүн кубаттуулукту жана багытты эсептөө
   6. Өйдө/ылдый кыймылдаткычтарды иштетүү үчүн өйдө/ылдый колдонот (бир контроллерде эки түрткүч) же
   7. Тереңдик катасын текшерүү үчүн тереңдикти өлчөйт жана оңдоо үчүн өйдө/ылдый кыймылдаткычтарды иштетет
5. Күч маалыматын окуйт
6. Тереңдик өлчөгүчтөн (суунун темп -расы) жана компастын (ички темп) температура маалыматын окуйт

7. Мезгил -мезгили менен телеметрикалык маалыматтарды Serial1ге чейин жөнөтүп турат

   Тереңдик, баш, суу темп, кургак түтүк температурасы, батареянын чыңалуусу, күчөткүчтөр, колдун абалы, жарыктын абалы, жүрөктүн согушу

8. Жарыкты башкаруу PWM сигналын карайт жана релени аркылуу жарыкты күйгүзөт/өчүрөт.

Vectored Thrusters

Каптал түрткүчтөрдү башкаруу сыйкыры жогорудагы 4.1, 4.3 жана 4.5 -кадамдарда. Бул үчүн Arduino өтмөгүндөгү runThrusters функциялары getTransVectors () жана runVectThrusters () аттуу кодду караңыз. Акылдуу математика ар кандай булактардан, биринчи кезекте меканум дөңгөлөктөрү менен иштегендерден көчүрүлгөн.

7 -кадам: калкып жүрүүчү башкаруу станциясы (жаңыртылган)

6 каналдуу RC өткөргүч

Control Box

Электрондук жабдыктарды сактабаган оригиналдуу башкаруу кутусу (эски сигара кутусу) калкып турган башкаруу станциясына алмаштырылган.

Калкып чыгуучу башкаруу станциясы

Менин элүү бутум эч жакка жетпейт деп тынчсыздана баштадым. Эгерде мен докто турсам, анда байлоонун көбү көлгө жаңы эле түшөт жана сууга түшүү үчүн эч нерсе калбайт. Башкаруу кутусуна радио байланышы бар болгондуктан, мен калкып жүрүүчү суу өткөрбөй турган башкаруу кутусу деген түшүнүккө ээ болдум.

Ошентип, мен эски сигара кутусун жок кылдым жана контролдук кутунун электроникасын тар фанеранын үстүнө койдум. Фанера 3 дюймдук пластикалык үч галлон кумуранын оозуна түшөт. Башкаруу кутучасындагы телевизордун экранын видео өткөргүч менен алмаштыруу керек болчу. Жана RC өткөргүчүнүн (жээктеги жалгыз бөлүгү) азыр видеоприёмниги бар планшети бар. Планшет өзү көрсөткөн видеону жаздыра алат.

Кумуранын капкагында кубат которгуч жана вольтметр, байлоо тиркемеси, RC виск антенналары жана резинадан жасалган видеотранслятор антеннасы бар. ROV көлгө тартылганда, мен анын кумуранын өтө алыска учуп кетишин каалаган эмесмин, ошондуктан түбүнө жакын жерде шакек орнотулган жана алуучу линия тиркелет. Мен ошондой эле кумуранын түбүнө 2 дюймдай бетонду балласт катары койгом, ал тике сүзөт.

Калкып турган башкаруу станциясы төмөнкү электрониканы камтыйт:

• RC алуучу - PPM чыгаруу менен
• Arduino Uno
• OSD Shield - Amazon
• RS485 модулу сериялык телеметрикалык сигналды күчөтүү үчүн
• Видео өткөргүч
• Вольт өлчөгүч 3s Lipo Battery ден соолугун көзөмөлдөө үчүн
• 2200 mah 3s Lipo батареясы

Экрандагы дисплей (OSD)

Төрт коптер дүйнөсүндө телеметрия маалыматтары пилотсуз учтун FPV (First Person Video) дисплейине кошулат. Ансыз деле эл көп жана баш аламан Dry Tubeге башка нерселерди салгым келген жок. Ошентип, мен телеметрияны видеодон өзүнчө базалык станцияга жөнөтүүнү жана ошол жердеги маалыматты экранга коюуну чечтим. Amazon үчүн OSD Shield бул үчүн идеалдуу болгон. Бул жерде видео бар, видео чыгат жана Arduino китепканасы бар (MAX7456.h), ал ар кандай башаламандыкты жашырат.

SubBase программалык камсыздоо

Төмөнкү логика башкаруу станциясында Arduino Uno эскизинде иштейт:

1. Алдын ала форматталган сериялык телеметрикалык билдирүүнү окуйт
2. Билдирүүнү экрандын экранына жазат

8 -кадам: Келечектеги нерселер

Мен видеону жазуу үчүн OSD (Экрандык дисплей) менен кичинекей ТВнын ортосунда отуруу үчүн башкаруу кутусуна кичинекей DVR модулун коштум. Бирок Floating Control Station өзгөргөндө, мен азыр видео жазуу үчүн планшет колдонмосуна таянам.

Эгерде мен чыныгы амбицияга ээ болуп калсам, кармоочу колун кошууга аракет кылам. Жумуш издеп жаткан байланганда колдонулбаган радио башкаруу каналдары жана колдонулбаган кабелдик түгөйлөр бар.

Экинчи сыйлык Make it Move конкурсунда