DIY zhytës ROV: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Sa e veshtire mund te jete? Rezulton se kishte disa sfida për të bërë një ROV zhytëse. Por ishte një projekt argëtues dhe mendoj se ishte mjaft i suksesshëm. Qëllimi im ishte që të mos kushtonte një pasuri, ta kisha të lehtë për të vozitur dhe të kisha një aparat fotografik për të treguar atë që sheh nën ujë. Nuk më pëlqeu ideja për të pasur një tel të varur nga kontrollet e shoferit, dhe unë tashmë kam një shumëllojshmëri të transmetuesve të kontrollit të radios, kështu që ky është drejtimi që kam shkuar, me transmetuesin dhe kutinë e kontrollit të ndara. Në transmetuesin me 6 kanale që kam përdorur, shkopi i djathtë përdoret për përpara/mbrapa dhe majtas/djathtas. Shkopi i majtë është lart/poshtë dhe ktheni në drejtim të akrepave të orës/CCW. Ky është i njëjti konfigurim i përdorur në katër-copters, etj.

Shikova në internet dhe pashë disa ROV të shtrenjta dhe pashë disa me "shtytës vektorë". Kjo do të thotë që shtytësit anësorë janë montuar në kënde 45 gradë dhe kombinojnë forcat e tyre për të lëvizur ROV në çdo drejtim. Unë kisha ndërtuar tashmë një rover mekanum me rrota dhe mendova se matematika atje do të zbatohej. (Ref. Driving Mecanum Wheels Omnidirectional Robots). Shtytës të veçantë përdoren për zhytje dhe sipërfaqe. Dhe "goditësit vektorë" tingëllojnë të lezetshëm.

Për lehtësinë e drejtimit të tij, doja të mbaja thellësinë dhe të mbaja drejtimin. Në këtë mënyrë shoferi nuk ka pse të lëvizë shkopin e majtë fare përveç zhytjes/daljes në sipërfaqe ose kthimit në një titull të ri. Doli se kjo ishte gjithashtu pak sfidë.

Ky udhëzues nuk është menduar si një grup udhëzimesh për ta bërë vetë. Synimi është më shumë për të siguruar një burim nga i cili dikush mund të nxjerrë nëse ata synojnë të ndërtojnë ROV -në e tyre zhytëse.

Hapi 1: Korniza

Kjo ishte një zgjedhje e lehtë. Duke kërkuar të shoh se çfarë kishin bërë njerëzit e tjerë më shtynë në drejtim të tubit PVC 1/2 inç. Cheapshtë e lirë dhe e lehtë për të punuar me të. Kam dalë me një dizajn të përgjithshëm që do të strehonte shtytësit anësorë dhe shtytësit lart/poshtë. Menjëherë pas montimit e spërkat me të verdhë. Oh po, tani është një nëndetëse! Kam shpuar vrima në pjesën e sipërme dhe të poshtme të tubit për ta lejuar atë të përmbytet. Për ngjitjen e sendeve, unë godita fijet në PVC dhe përdorja 4 40 vida inox. Kam përdorur shumë prej tyre.

Në një fazë të mëvonshme shfaqen rrëshqitjet që mbahen larg nga fundi me ngritës të printuar 3D. Ngritësit ishin të nevojshëm për ta bërë atë në mënyrë që bateria të mund të hiqet dhe zëvendësohet. Unë printova 3D një tabaka për të mbajtur baterinë. Bateria është e fiksuar në tabaka me një rrip velcro. Tubi i thatë mbahet gjithashtu në kornizë me rripa velcro.

Hapi 2: Tubi i thatë

Fotografia e parë është testi i lundrimit. Fotografia e dytë përpiqet të tregojë se si telat shtytës çohen në lidhëset e plumbave në vazo. Fotografia e tretë është më shumë e njëjtë plus përplasja shtesë për matësin e thellësisë së tenxhere dhe telat e saj. Fotografia e katërt tregon ndarjen e tubit të thatë.

Buoyancy

Tubi i thatë përmban elektronikë dhe siguron pjesën më të madhe të lundrimit pozitiv. Ideali është një sasi e vogël e lëvizshmërisë pozitive, kështu që nëse gjërat shkojnë keq ROV përfundimisht do të notojë në sipërfaqe. Kjo mori pak provë dhe gabim. Asambleja e treguar këtu gjatë një prove notuese mori disa kilogramë forcë për ta zhytur atë. Kjo çoi në çdo vendim të lehtë për të montuar baterinë në bord (në krahasim me fuqinë që vjen mbi lidhësin). Kjo gjithashtu çoi në prerjen e tubit në gjatësi. Rezulton se një tub 4 inç siguron rreth 1/4 paund lundrim për inç gjatësi (kam bërë matematikë një herë, por kjo është një supozim). Unë gjithashtu përfundova duke vënë "rrëshqitje" PVC në pjesën e poshtme. Ata kanë vidë në skajet ku kam vendosur në plumb për akordim të shkëlqyeshëm të lundrimit.

Vula e ngushtë e ujit

Pasi vendosa të përdorja epoksi për të vulosur qepjet dhe vrimat dhe u vendosa duke përdorur lidhës neoprene pa shpërndarës, ROV ishte me siguri i papërshkueshëm nga uji. Unë luftova për ca kohë me lidhësit ethernet "të papërshkueshëm nga uji", por në fund hoqa dorë nga këto dhe sapo shpova një vrimë të vogël, e çova tela brenda dhe "e vendosa" vrimën me epoksi. Pasi lidhësit pa qendër u shtrënguan në vend, përpjekja për t'i hequr ato ishte e vështirë. Zbulova se një njollë e vogël me yndyrë të bardhë e bëri Tubin e Thatë të ndahej dhe të shtyhej së bashku shumë më lehtë.

Për të montuar kupolën akrilike unë gdheva një vrimë në një kapak ABS 4 duke lënë një parvaz për të marrë skajin e kupolës. Fillimisht provova zam të nxehtë, por ai rrjedh menjëherë dhe shkova në epoksi.

Brenda

Të gjitha pajisjet elektronike të brendshme janë montuar në një fletë alumini 1/16 inç (me ndalesa). Justshtë pak më pak se 4 inç i gjerë dhe zgjat gjatësinë e tubit. Po, e di që përçon energji elektrike, por gjithashtu përcjell nxehtësi.

Telat po vijnë përmes

Tapa e pasme 4 "ABS ka një vrimë 2 inç të shpuar në të dhe një përshtatës femër 2" ABS të ngjitur. Një prizë 2 "ka një vrimë të shpuar që tela Ethernet të kalojë dhe të vendoset në vazo. Një copë e vogël prej 3" ABS e ngjitur gjithashtu bëri një zonë të vogël rrethi për "tenxhere".

Unë shpova atë që dukej si shumë vrima (2 për secilën shtytës), por do të doja të kisha bërë më shumë. Çdo vrimë mori një lidhës plumbi femëror të futur në të (ndërsa ishte i nxehtë nga hekuri i saldimit). Telat e shtytjes dhe prizat e baterisë i lidhën lidhëset e plumbave mashkullorë.

Përfundova duke shtuar një përplasje të vogël ABS për të më dhënë një vend ku teli i matësit të thellësisë të kalonte dhe të ishte në vazo. U bë më e çrregullt nga sa do të doja dhe u përpoqa të organizoja telat me një mbajtës të vogël me lojëra elektronike në të.

Hapi 3: DIY Thrusters

Mora shumë ide nga uebi dhe vendosa të shkoj me fishekë të pompës së faturës. Ato janë relativisht të lira (rreth 20 dollarë+) secila dhe kanë sasinë e duhur të çift rrotullues dhe shpejtësinë. Kam përdorur dy fishekë 500 Gall/orë për shtytësit lart/poshtë dhe katër gëzhoja 1000 GPH për shtytësit anësorë. Këto ishin gëzhojat e pompës Johnson dhe i mora përmes Amazon.

I printova 3d strehimet e shtytësve duke përdorur një dizajn nga Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster Mount. Unë gjithashtu printova 3D helikat, përsëri me një dizajn nga Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster Propeller. Ata morën pak përshtatje, por punuan mjaft mirë.

Hapi 4: Lidhja

Kam përdorur një gjatësi 50 metra të kabllit Cat 6 Ethernet. Unë e shtyva atë në 50 metra litar polipropileni. Përdora fundin e një stilolapsi të fiksuar në kabllo dhe mora rreth një orë duke e shtyrë atë përmes litarit. E lodhshme, por funksionoi. Litari siguron mbrojtje, forcë për tërheqjen dhe një lëvizje pozitive. Kombinimi akoma zhytet por jo aq keq sa kablloja Ethernet në vetvete.

Tre nga katër palë kabllo përdoren.

• Kamera Sinjal video dhe toka - Mburoja Arduino OSD në kutinë e kontrollit
• Sinjali ArduinoMega PPM dhe pranuesi <---- RC në kutinë e kontrollit
• Sinjali i telemetrisë ArduinoMega RS485 - që përputhet me RS485 Arduino Uno në kutinë e kontrollit

Bazuar në komentet e një kontribuesi tjetër të Instructables, kuptova që lidhja e zvarritjes në fund të liqenit nuk do të ishte mirë. Në provën e pishinës nuk ishte problem. Kështu që unë printova 3d një tufë me kapëse, duke përdorur PLA dhe mure më të trasha se zakonisht. Fotografia e mësipërme tregon lundruesit e vendosur në lidhës, të grupuar më afër ROV por mesatarisht rreth 18 inç larg njëra -tjetrës. Përsëri sipas komenteve të kontribuesit tjetër, unë vendosa nota në një qese rrjetë të lidhur me paketën e lidhjes për të parë nëse kisha mjaft.

Hapi 5: Elektronikë në bord

Fotografia e parë tregon kamerën dhe busullën. Fotografia e dytë tregon se çfarë ndodh kur vazhdoni të shtoni sende. Fotografia e tretë tregon kontrollorët motorikë të vendosur poshtë me pllaka alumini si mbytës alternativë të nxehtësisë.

Të thatë

• Kamera - Kamera Micro 120 Degree 600TVL FPV

  E montuar në mbajtëse të printuar 3D që e shtrin atë në kube

• Kompas i Kompensuar i Pjerrësisë - CMPS12

  • Leximet e integruara Gyro dhe Accelerometer të integruara automatikisht me leximet e Magnetometrit për të lexuar busullën qëndrojnë të sakta pasi ROV përputhet përreth
  • Kompasi gjithashtu siguron leximin e temperaturës

• Drejtuesit e motorëve - Ebay - BTS7960B x 5

  • Lavamanët e mëdhenj të nxehtësisë duheshin hequr për të kursyer hapësirë
  • Montuar me yndyrë transferimi të nxehtësisë në pllaka alumini ¼”
  • Pllaka alumini të montuara drejtpërdrejt në të dy anët e raftit elektronik të aluminit
  • Përvoja tregon se drejtuesit funksionojnë mirë nën kapacitet, kështu që nxehtësia nuk është problem
• Arduino Mega
• Moduli RS485 për të rritur sinjalin e telemetrisë serike

• Sensori aktual Moduli i energjisë

  • Siguron deri në 3A fuqi 5v për elektronikë
  • Masat e fuqisë deri në 90A duke shkuar për drejtuesit e motorëve 12v
  • Mat tensionin e baterisë
• Stafetë (5v) për të përdorur dritat 12v

E lagur

• Moduli i sensorit të presionit (thellësia)-Amazon-MS5540-CM

  Gjithashtu siguron leximin e temperaturës së ujit

• Bateri AGM 10 Amp/Hr 12 volt

Kisha shqetësime se shumë kontakte elektrike ishin ekspozuar ndaj ujit. Mësova se në ujin e freskët, nuk ka përçueshmëri të mjaftueshme për të shkaktuar një problem (qarqe të shkurtra etj.), Që rryma merr "rrugën e rezistencës më të vogël" (fjalë për fjalë). Nuk jam i sigurt se si do të shkonte e gjithë kjo në ujin e detit.

Skica e telave (shiko SubDoc.txt)

Hapi 6: Softueri SubRun

Videoja e parë tregon Depth Hold që punon mjaft mirë.

Videoja e dytë është një provë e funksionit Heading Hold.

Pseudokod

Arduino Mega drejton një skicë që kryen logjikën e mëposhtme:

1. Merr sinjal PPM RC mbi lidhjen

   1. Ndërprerja e Ndryshimit të Pin -it në të dhënat llogarit vlerat individuale të PWM të kanalit dhe i mban ato të përditësuara
   2. Përdor filtrin mesatar për të shmangur vlerat e zhurmës
   3. Vlerat PWM të caktuara në të majtë/të djathtë, Fwd/Back, Up/Down, CW/CCW dhe ctls të tjera.
2. Merr thellësinë e ujit
3. Logjikë për të lejuar që kthesa CW ose CCW të përfundojë

4. Shikon kontrollet e shoferit

   1. Përdor Fwd/Prapa dhe Majtas/Djathtas për të llogaritur forcën dhe këndin (vektorin) për shtytësit anësorë të drejtimit.
   2. Kontrollet për Krah/Çarmatosje
   3. Përdor CW/CCW për të llogaritur përbërësin e kthesës ose
   4. Lexon busullën për të parë nëse gabimi i titullit dhe llogarit komponentin kthesë korrigjues
   5. Përdor forcën, këndin dhe faktorët e kthesës për të llogaritur fuqinë dhe drejtimin për secilën prej katër shtytësve
   6. Përdor Up/Down për të ekzekutuar shtytësit lart/poshtë (dy shtytës në një kontrollues) ose
   7. Lexon matësin e thellësisë për të parë nëse gabimi i thellësisë dhe ekzekuton shtytësit lart/poshtë për të korrigjuar
5. Lexon të dhënat e fuqisë
6. Lexon të dhënat e temperaturës nga matësi i thellësisë (temperatura e ujit) dhe busulla (temperatura e brendshme)

7. Periodikisht dërgon të dhëna telemetrike deri Serial1

   Thellësia, Titulli, Temperatura e Ujit, Temperatura e Tubit të Thatë, Tensioni i Baterisë, Amperët, Statusi i Krahut, Statusi i Dritave, Rrahjet e Zemrës

8. Shikon sinjalin PWM të Kontrollit të Dritës dhe ndez/ndez dritën përmes stafetës.

Thrusters vektoriale

Magjia për kontrollin e shtytësve anësorë është në hapat 4.1, 4.3 dhe 4.5 më lart. Për ta vazhduar këtë, shikoni kodin në skedën Arduino të titulluar funksionet runThrusters getTransVectors () dhe runVectThrusters (). Matematika e zgjuar u kopjua nga burime të ndryshme, kryesisht ato që kanë të bëjnë me rokerët mekanik.

Hapi 7: Stacioni i Kontrollit Floating (i përditësuar)

Transmetues RC me 6 kanale

Kutia e Kontrollit

Kutia origjinale e kontrollit (kutia e vjetër e cigareve) që mbante elektronikë jo në nën është zëvendësuar nga një stacion kontrolli lundrues.

Stacioni i Kontrollit Lundrues

Fillova të shqetësohesha se lidhja ime pesëdhjetë metra nuk ishte aq e gjatë sa të arrinte diku. Nëse unë jam duke qëndruar në një bankë e të akuzuarve, atëherë pjesa më e madhe e lidhjes do të merret sapo të dal në liqen dhe nuk do të mbetet më për zhytje. Meqenëse kisha një lidhje radio në kutinë e kontrollit tashmë, mora nocionin e një kutie kontrolli të papërshkueshëm nga uji.

Kështu që unë hoqa kutinë e vjetër të cigareve dhe vendosa elektronikën e kutisë së kontrollit në një copë kompensatë të ngushtë. Kompensatë rrëshqet në grykën 3 inç të një ene plastike prej tre gallonësh. Ekrani i televizorit nga kutia e kontrollit duhej të zëvendësohej me një transmetues video. Dhe transmetuesi RC (pjesa e vetme ende në breg) tani ka një tabletë me marrës video të montuar në krye. Tableti mund të regjistrojë opsionalisht videon që shfaq.

Kapaku i kavanozit ka çelësin e energjisë dhe voltmetrin, lidhësin e lidhjes, antenat e mustaqeve RC dhe antenën e transmetuesit të gomës me video gome në të. Kur ROV tërhiqet në liqen, unë nuk doja që ajo të mahniste enën e kontrollit shumë larg, kështu që unë instalova një unazë pranë pjesës së poshtme ku lidhet lidhja dhe ku do të bashkëngjitet një linjë kërkimi. Unë gjithashtu vendosa rreth 2 inç beton në fund të enës si çakëll, në mënyrë që të notojë drejt.

Stacioni i kontrollit lundrues përmban elektronikën e mëposhtme:

• Marrësi RC - me dalje PPM
• Arduino Uno
• Mburoja OSD - Amazon
• Moduli RS485 për të rritur sinjalin e telemetrisë serike
• Transmetues video
• Matës volt për të monitoruar gjendjen e baterisë Lipo 3s
• Bateri Lipo 2200 mah 3s

Në ekranin e ekranit (OSD)

Në botën kuadratike, të dhënat e telemetrisë i shtohen ekranit FPV (Video e Personit të Parë) në fund të dronit. Nuk doja të fusja më shumë gjëra në Tubin e Thatë tashmë të mbushur me njerëz dhe të çrregullt. Kështu që unë zgjodha ta dërgoja telemetrinë deri në stacionin bazë veçmas nga video dhe t'i vendosja informacionet në ekran atje. Një Mburojë OSD nga Amazon ishte perfekte për këtë. Ka një video brenda, video jashtë dhe një bibliotekë Arduino (MAX7456.h) që fsheh çdo rrëmujë.

Softueri NënBaza

Logjika e mëposhtme ekzekutohet në një skicë në një Arduino Uno në stacionin e kontrollit:

1. Lexon mesazhin e telemetrisë seriale të para-formatuar
2. Shkruan mesazh te Mburoja në ekranin e ekranit

Hapi 8: Gjërat e së ardhmes

Unë shtova një modul mini DVR në kutinë e kontrollit për t'u ulur midis OSD (Në ekranin e ekranit) dhe televizorit të vogël për të regjistruar videon. Por me ndryshimin në Stacionin e Kontrollit Floating unë tani mbështetem në aplikacionin e tabletit për të regjistruar video.

Unë mund të bëhem, nëse jam vërtet ambicioz, të përpiqem të shtoj një krah rrëmbyes. Ka kanale të papërdorura të kontrollit të radios dhe një palë kabllo të papërdorura në lidhës vetëm duke kërkuar punë.

Çmimi i dytë në konkursin Make it Move