ROV טבולה DIY: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

כמה קשה זה יכול להיות? מסתבר שהיו מספר אתגרים לייצור ROV טבול. אבל זה היה פרויקט מהנה ואני חושב שהוא היה די מוצלח. המטרה שלי הייתה שזה לא יעלה הון, שיהיה קל לנהוג, ויהיה לי מצלמה שתראה מה היא רואה מתחת למים. לא אהבתי את הרעיון שיהיה חוט משתלשל מפקדי הנהג, ויש לי כבר מגוון משדרי בקרת רדיו, אז זה הכיוון שאליו הלכתי, כשהמשדר ותיבת הבקרה נפרדים. על משדר 6 הערוצים בהם השתמשתי, המקל הימני משמש לפנים/אחורה ושמאל/ימין. המקל השמאלי הוא למעלה/למטה ולפנות עם כיוון השעון/CCW. זוהי אותה התקנה המשמשת במעשי ארבע וכו '.

חיפשתי באינטרנט וראיתי כמה ROVs יקרים וראיתי כמה עם "דחפים וקטורים". המשמעות היא שדחפי הצד מותקנים בזוויות של 45 מעלות ומשלבים את כוחותיהם כדי להניע את ה- ROV לכל כיוון. בניתי כבר רובר גלגל מקאקום וחשבתי שהמתמטיקה שם תחול. (Ref. נהיגה Mecanum Wheels רובוטים חד כיווניים). דחפים נפרדים משמשים לצלילה ולצפות. ו"דחפים וקטורים "נשמע מגניב.

כדי להקל על הנהיגה, רציתי אחיזת עומק והחזקת כיוון. בדרך זו הנהג אינו צריך כלל להזיז את המקל השמאלי למעט צלילה/משטח או פנייה לכותרת חדשה. מסתבר שזה גם היה קצת אתגר.

הוראה זו אינה מיועדת כמכלול של הוראות לביצוע בעצמך. הכוונה היא יותר לספק משאב שמישהו יכול לשאוב ממנו אם הוא מתכוון לבנות משלו ROV טובל משלו.

שלב 1: המסגרת

זו הייתה בחירה קלה. מחפש לראות מה אנשים אחרים עשו דחף אותי לכיוון צינור PVC בגודל 1/2 אינץ '. זה זול וקל לעבודה. הגעתי לעיצוב כולל שיתאים לדחפי הצד ולדחפים למעלה/למטה. זמן קצר לאחר ההרכבה ריססתי אותו בצהוב. אה כן, עכשיו זו צוללת! קידחתי חורים בחלק העליון והתחתון של הצינורות כדי לאפשר לו להציף. לחיבור דברים הקשתי חוטים לתוך ה- PVC והשתמשתי ב -4 40 ברגים אל חלד. השתמשתי בהרבה מהם.

בשלב מאוחר יותר מוצגות החלקות המוחזקות מהתחתית על ידי עליות מודפסות בתלת מימד. הדרישות היו צריכות כדי להסיר את הסוללה ולהחליף אותה. הדפסתי מגש תלת מימד בכדי להכיל את הסוללה. הסוללה מאובטחת במגש באמצעות רצועת סקוטש. ה- Tube Dry מוחזק גם על המסגרת עם רצועות סקוטש.

שלב 2: הצינור היבש

התמונה הראשונה היא מבחן הציפה. ניסיונות תמונה שניים להראות כיצד חוטי דחף מובלים למחברי קליעים בעציצים. התמונה השלישית היא יותר זהה בתוספת הבליטה הנוספת למד עומק העציץ וחוטיו. התמונה הרביעית מראה התפרקות הצינור היבש.

צִיפָה

ה- Tube Dry מכיל את האלקטרוניקה ומספק את רוב הציפה החיובית. האידיאל הוא כמות ציפה חיובית קטנה, כך שאם דברים משתבשים ה- ROV בסופו של דבר יצוף אל פני השטח. זה לקח קצת ניסוי וטעייה. המכלול המוצג כאן במהלך מבחן צף לקח כמה קילוגרמים של כוח כדי לגרום לו לטבול. זה הוביל לכל החלטה קלה להתקין את הסוללה על הלוח (בניגוד לכוח שעולה על הקשירה). זה גם הוביל לחיתוך הצינור באורך. מסתבר שצינור בגודל 4 אינץ 'מספק כ- 1/4 ק"ג ציפה לאינץ' אורך (עשיתי את החישוב פעם אחת אבל זו ניחוש). בסופו של דבר גם הנחתי "החלקות" PVC בתחתית. יש להם קצוות בורג שבהם הכנסתי זריקת עופרת לצורך כוונון מצוף.

חותם אטום במים

ברגע שהתיישבתי על שימוש באפוקסי לאיטום תפרים וחורים, והתיישבתי על שימוש במחברים ללא רכז ניאופרן, ה- ROV היה אמין למים. נאבקתי זמן מה עם מחברי אתרנט "עמידים למים", אך בסופו של דבר ויתרתי על אלה ופשוט קידחתי חור קטן, הובלתי את החוט פנימה ו"עציתי "את החור באפוקסי. לאחר שהמחברים חסרי הרכזות היו מהודקים במקומם, הניסיון להסיר אותם היה קשה. גיליתי שמעט כתם של שומן לבן גרם לצינור היבש להתנתק ולדחוף יחד הרבה יותר קל.

כדי להרכיב את הכיפה האקרילית גילפתי חור במכסה ABS בגודל 4 אינץ 'והשאיר מדף לקבל את קצה הכיפה. בהתחלה ניסיתי דבק חם, אבל זה דלף מיד והלכתי לאפוקסי.

בְּתוֹך

כל האלקטרוניקה הפנימית מותקנת על דף אלומיניום בגודל 1/16 אינץ '(עם סטנדים). אורכו מעט פחות מ -4 סנטימטרים ומאריך את אורך הצינור. כן, אני יודע שזה מוביל חשמל, אבל זה גם מוליך חום.

חוטים נכנסים

מכסה ה- ABS האחורי בגודל 4 אינץ 'נקבע לתוכו חור בגודל 2 אינץ' ומתאם נקבה מסוג ABS בגודל 2 אינץ '. תקע בגודל 2 אינץ' קיבל חור שנקדח בכדי שחוט האת'רנט יעבור ויעבור בעציצים. חתיכה קטנה של 3 " ABS המודבק גם יצר שטח עיגול קטן ל"עציץ ".

קידחתי מה שנראה כמו הרבה חורים (2 לכל דחף), אבל הלוואי שעשיתי יותר. בכל חור נדבק לתוכו מחבר כדורי נקבה (כשהוא חם ממגהץ ההלחמה). חוטי הדחף ומוליכי הסוללה קיבלו את מחברי הכדור הזכריים מולחמים.

בסופו של דבר הוספתי חבטת ABS קטנה כדי לתת לי מקום לחוט מד העומק שיעבור ויעבור בעציצים. זה נהיה מבולגן יותר ממה שהייתי רוצה וניסיתי לארגן את החוטים עם מחזיק קטן עם חריצים בתוכו.

שלב 3: Thrusters DIY

קיבלתי הרבה רעיונות מהאינטרנט והחלטתי ללכת עם מחסניות משאבה. הם יחסית זולים (כ -20 $+) כל אחד ויש להם כמות מומנט ומהירות בערך. השתמשתי בשתי מחסניות של 500 ליטר לשעה עבור דחפי העלייה/מטה וארבע מחסניות GPH עבור דחפי הצד. אלה היו מחסניות משאבות של ג'ונסון וקיבלתי אותן דרך אמזון.

הדפסתי בתלת מימד את בתי המנוע באמצעות עיצוב מאת Thingaverse, ROV Bilge Thruster Mount Thruster Mount. הדפסתי גם את המדחפים בתלת מימד, שוב בעיצוב של Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster Propeller. הם לקחו קצת הסתגלות אבל עבדו די טוב.

שלב 4: קשירה

השתמשתי בכבל Ethernet 6 באורך 50 רגל. דחפתי אותו לחבל של 50 רגל של חבל פוליפרופילן. השתמשתי בקצה עט כדורי שהודבק על הכבל ולקחתי כשעה לדחוף אותו דרך החבל. מייגע, אבל זה עבד. החבל מספק הגנה, כוח למשיכה וקצת ציפה חיובית. השילוב עדיין שוקע אך לא גרוע כמו כבל ה- Ethernet בפני עצמו.

שלושה מארבעת זוגות הכבלים משמשים.

• אות מצלמת וידאו וקרקע - מגן OSD של Arduino בתיבת הבקרה
• אות ArduinoMega PPM ואדמה <---- מקלט RC בתיבת הבקרה
• אות ArduinoMega Telemetry RS485 - התאמת RS485 Arduino Uno בתיבת הבקרה

בהתבסס על הערות של תורם אחר של Instructables, הבנתי כי גרירת הקשירה על קרקעית אגם לא תהיה טובה. במבחן בריכת השחייה זו לא הייתה בעיה. אז הדפסתי תלת מימד חבורה של מצופי קליפ און, בעזרת PLA וקירות עבים מהרגיל. התמונה למעלה מציגה את המצופים הפרוסים על הקשירה, מקובצים קרוב יותר ל- ROV אך בממוצע במרחק של כ -18 סנטימטרים זה מזה. שוב לפי הערות התורם האחר, הכנסתי מצופים לשקית רשת הקשורה לצרור הקשירה כדי לבדוק אם יש לי מספיק.

שלב 5: אלקטרוניקה על הלוח

התמונה הראשונה מציגה מצלמה ומצפן. התמונה השנייה מראה מה קורה כאשר אתה ממשיך להוסיף דברים. התמונה השלישית מציגה בקרי מנוע המותקנים בצד התחתון עם לוחות אלומיניום כיורי קירור חלופיים.

יָבֵשׁ

• מצלמה - מצלמת מיקרו 120 מעלות 600TVL FPV

  מותקן על מחזיק מודפס תלת מימד המאריך אותו אל הכיפה

• מצפן מפוצל בהטיה - CMPS12

  • קריאות ג'ירו ומד תאוצה מובנות המשולבות אוטומטית עם קריאות מגנטומטר לקריאת מצפן נשארת נכונה כאשר ROV קופץ מסביב
  • מצפן מספק גם קריאת טמפרטורה

• מנהלי התקנים - Ebay - BTS7960B x 5

  • צריך היה להסיר כיורי קירור גדולים כדי לחסוך מקום
  • מורכב עם שומן העברת חום על לוחות אלומיניום בגודל "אינץ '
  • לוחות אלומיניום המותקנים ישירות משני צידי מדף האלקטרוניקה מאלומיניום
  • הניסיון מראה שנהגים פועלים היטב תחת קיבולת כך שחום אינו מהווה בעיה
• ארדואינו מגה
• מודול RS485 לחיזוק אות טלמטריה טורית

• חיישן הנוכחי מודול כוח

  • מספק כוח של עד 3A של 5V לאלקטרוניקה
  • מודד עוצמה עד 90A המגיעה לנהגי מנוע 12V
  • מודד מתח סוללה
• ממסר (5 וולט) להפעלת נורות 12 וולט

רָטוֹב

• מודול חיישן לחץ (עומק)-אמזון-MS5540-CM

  מספק גם קריאת טמפרטורת מים

• 10 אמפר/שעה 12 וולט סוללת AGM

היו לי חששות שהרבה מגעים חשמליים נחשפו למים. למדתי כי במים מתוקים אין מספיק מוליכות כדי לגרום לבעיה (קצרים וכו '), שהזרם לוקח את "דרך ההתנגדות הפחותה" (תרתי משמע). אני לא בטוח איך כל זה יסתדר במי ים.

מתווה חיווט (ראה SubDoc.txt)

שלב 6: תוכנת SubRun

הסרטון הראשון מראה את עומק החזקה עובד די טוב.

הסרטון השני הוא מבחן של תכונת Heading Holding.

פסאודוקוד

ה- Arduino Mega מריץ סקיצה המבצעת את ההיגיון הבא:

1. מעביר אות PPM RC דרך קשירה

   1. הפרעת שינוי סיכה בנתונים מחשבת את ערכי PWM של ערוצים בודדים ושומרת אותם מעודכנים
   2. משתמש במסנן חציוני כדי להימנע מערכי רעש
   3. ערכי PWM שהוקצו לשמאל/ימין, Fwd/Back, Up/Down, CW/CCW ועוד ctls.
2. מקבל עומק מים
3. היגיון המאפשר לסיים את טוויסט CW או CCW

4. מסתכל על פקדי הנהג

   1. משתמש Fwd/אחורה ושמאל/ימין לחישוב חוזק וזווית (וקטור) להנעת דחפים צדדיים.
   2. בודק אם זרוע/נשק
   3. משתמש ב- CW/CCW לחישוב רכיב טוויסט או
   4. קורא מצפן כדי לראות אם שגיאת הכותרת מחשבת את רכיב הטוויסט המתקן
   5. משתמש בגורמי חוזק, זווית ופיתול לחישוב הספק והכיוון לכל אחד מארבעת הדחפים
   6. משתמש במעלה למעלה/למטה להפעלת דחפים למעלה/למטה (שני דחפים בבקר אחד) או
   7. קורא מד עומק כדי לבדוק אם שגיאת עומק ומריצה דחפים למעלה/למטה כדי לתקן
5. קורא נתוני הספק
6. קורא נתוני טמפרטורה ממד עומק (טמפ 'מים) וממצפן (טמפ' פנימית)

7. מעביר מדי פעם נתוני טלמטריה למעלה ב- Serial1

   עומק, כותרת, טמפ 'מים, טמפ' צינור יבש, מתח סוללה, אמפר, מצב זרוע, מצב אורות, פעימות לב

8. מסתכל על אות PWM של בקרת אור ומדליק/כבה את האור באמצעות ממסר.

Thrusters וקטוריים

הקסם לשליטה על דחפי הצד הוא בשלבים 4.1, 4.3 ו -4.5 לעיל. כדי להמשיך בכך, עיין בקוד בכרטיסייה Arduino שכותרתו runThrusters פונקציות getTransVectors () ו- runVectThrusters (). מתמטיקה חכמה הועתקה ממקורות שונים, בעיקר כאלה העוסקים ברכבי גלגלים מקאנום.

שלב 7: תחנת בקרה צפה (מעודכנת)

משדר RC 6 ערוצים

תיבת בקרה

תיבת הבקרה המקורית (קופסת הסיגרים הישנה) שהחזיקה אלקטרוניקה לא על המשנה הוחלפה בתחנת בקרה צפה.

תחנת בקרה צפה

התחלתי לדאוג שהרגל שלי בחמישים רגל לא מספיק ארוך כדי להגיע לשום מקום. אם אני עומד על המזח, אז חלק גדול מהאגרה ייקח רק ביציאה לאגם ולא יישאר צלילה. מכיוון שכבר היה לי קישור רדיו לתיבת הבקרה, קיבלתי את הרעיון של תיבת בקרה צפה עמידה במים.

אז הפסקתי עם קופסת הסיגרים הישנה והנחתי את האלקטרוניקה של תיבת הבקרה על פיסת דיקט צרה. הדיקט מחליק לפה של 3 אינץ 'של קנקן פלסטיק בגודל שלושה ליטר. את מסך הטלוויזיה מתיבת הבקרה היה צריך להחליף במשדר וידאו. ולמשדר ה- RC (החלק היחיד שעדיין על החוף) יש כעת טאבלט עם מקלט וידיאו מותקן למעלה. הטאבלט יכול להקליט את הסרטון שהוא מציג.

מכסה הכד כולל מתג הפעלה ומד וולט, מצורף קשירה, אנטנות זיפים RC ואנטנת משדר וידיאו ברווז גומי. כאשר ה- ROV יוצא לאגם לא רציתי שהוא יטה את כד הבקרה רחוק מדי ולכן התקנתי טבעת ליד התחתית שאליה הוביל הקבר והיכן יוצמד קו אחזור. הנחתי גם כ -2 סנטימטרים של בטון בתחתית הכד כנטייה כך שהוא צף זקוף.

תחנת הבקרה הצפה מכילה את האלקטרוניקה הבאה:

• מקלט RC - עם פלט PPM
• ארדואינו אונו
• מגן OSD - אמזון
• מודול RS485 לחיזוק אות טלמטריה טורית
• משדר וידאו
• מד וולט לניטור תקינות סוללת ליפו 3s
• סוללת ליפו 2200 mah 3s

תצוגת מסך (OSD)

בעולם quad-copter, נתוני טלמטריה מתווספים לתצוגת FPV (First Person Video) בקצה המל ט. לא רציתי להכניס עוד דברים לתוך ה- Tube Dry הצפוף והמבולגן כבר. אז בחרתי לשלוח את הטלמטריה לתחנת הבסיס בנפרד מהסרטון ולשים את המידע על המסך שם. מגן OSD מאמזון היה מושלם לכך. יש בו וידאו נכנס, וידיאו אאוט וספריית Arduino (MAX7456.h) שמסתירה כל בלגן.

תוכנת תת בסיס

ההיגיון הבא מופעל בסקיצה על אונו ארדואינו בתחנת הבקרה:

1. קורא הודעת טלמטריה טורית מעוצבת מראש
2. כותב הודעה למגן על המסך

שלב 8: דברים עתידיים

הוספתי מודול מיני DVR לתיבת הבקרה כדי לשבת בין OSD (On Screen Display) לבין הטלוויזיה הקטנה להקלטת הווידאו. אך עם השינוי בתחנת הבקרה הצפה אני סומך כעת על אפליקציית הטאבלט להקלטת וידאו.

אני יכול, אם אהיה שאפתני אמיתי, לנסות להוסיף זרוע אוחזת. ישנם ערוצי בקרת רדיו שאינם בשימוש וזוג כבלים שאינו בשימוש בקשר רק מחפש עבודה.

פרס שני בתחרות עשה זאת לזוז