DIY суасты ROV: 8 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Бұл қаншалықты қиын болуы мүмкін? Суға бататын РОВ жасауда бірнеше қиындықтар болған екен. Бірақ бұл қызықты жоба болды және менің ойымша, бұл өте сәтті болды. Менің мақсатым - бұл көп ақша талап етпеу, көлік жүргізуді жеңілдету және су астында не көретінін көрсететін камера болу. Маған жүргізушінің басқару пультінен сым іліну идеясы ұнамады, менде әр түрлі радиобағдарламалық таратқыштар бар, сондықтан мен жіберуші мен басқару қорапшасы бөлек. Мен қолданған 6 каналды таратқышта оң жақ таяқша алға/артқа және солға/оңға қолданылады. Сол жақ таяқша жоғары/төмен және сағат тілімен/CCW айналады. Бұл квадрокоптерлерде қолданылатын дәл осындай қондырғы.

Мен интернеттен қарадым, қымбат ROV -ны көрдім, ал векторлы винттері бар бірнеше адамды көрдім. Бұл бүйірлік тартқыштар 45 градус бұрышта орнатылғанын және ROV -ды кез келген бағытта жылжыту үшін өз күштерін біріктіретінін білдіреді. Мен меканумды дөңгелекті ровер құрастырдым, мен бұл жерде математика қолданылады деп ойладым. (Ref. Mecanum Wheels көп бағытты роботтарды басқару). Бөлек тартқыштар сүңгу мен беткі қабатта қолданылады. Ал «векторлы соққылар» керемет естіледі.

Жүргізуді жеңілдету үшін мен тереңдікте ұстауды және бағыттауды ұстағым келді. Осылайша, жүргізушіге сол жақ таяқшаны мүлде жылжытудың қажеті жоқ, суға түсу/бетке түсу немесе жаңа бағытқа бұрылу. Белгілі болғандай, бұл да біраз қиындық туғызды.

Бұл нұсқаулық оны өзіңіз жасауға арналған нұсқаулықтар жиынтығына арналмаған. Мақсаты - егер олар өздерінің суға бататын ROV құрастырғысы келсе, біреу алатын ресурсты ұсыну.

1 -қадам: жақтау

Бұл оңай таңдау болды. Басқа адамдардың не істегенін көргім келіп, мені 1/2 дюймдік ПВХ құбырына итеріп жіберді. Бұл арзан және онымен жұмыс істеу оңай. Мен бүйірлік тартқыштар мен жоғары/төмен тартқыштарды орналастыратын жалпы дизайнды ойлап таптым. Көп ұзамай мен оны сарыға шаштым. Ия, енді бұл суасты қайығы! Мен су тасқыны болуы үшін түтіктің үстіңгі және астыңғы жағында тесіктер жасадым. ПВХ -ға жіптерді бекітіп, тот баспайтын 4 40 бұранда қолдандым. Мен оларды көп қолдандым.

Кейінгі сатыда 3 -ші басылған көтергіштермен төменнен алыс ұсталатын сырғымалар көрсетіледі. Батареяны алып тастау және ауыстыру үшін көтергіштер оны жасау үшін қажет болды. Мен батареяны ұстауға арналған науаны 3d басып шығардым. Батарея науаға желім таспамен бекітілген. Құрғақ түтік сонымен қатар велкро таспалары бар жақтауға бекітілген.

2 -қадам: Құрғақ түтік

Бірінші сурет - жүзу сынағы. Екінші сурет итергіш сымдардың құмыра оқ қосқыштарына қалай енгізілетінін көрсетуге тырысады. Үшінші сурет - бұл тереңдіктің өлшегіші мен оның сымдарына арналған қосымша соққы. Төртінші суретте құрғақ түтікті бөліп алу көрсетілген.

Сүзгіштік

Құрғақ түтік электрониканы қамтиды және оң көтерілудің көп бөлігін қамтамасыз етеді. Идеал - бұл оңтайлы көтерілудің шамалы мөлшері, сондықтан егер бірдеңе дұрыс болмаса, ROV ақырында бетіне шығады. Бұл біраз сынақ пен қателікті қажет етті. Флота сынағы кезінде осында көрсетілген жинақ оны суға батыру үшін бірнеше фунт күш жұмсады. Бұл аккумуляторды бортқа орнату туралы кез келген оңай шешімге әкелді. Бұл сонымен қатар құбырдың ұзындығын қысқартуға әкелді. 4 дюймдік түтік ұзындығы 1 дюймге шамамен 1/4 фунт көтерілуді қамтамасыз етеді (мен математиканы бір рет жасадым, бірақ бұл болжам). Мен сондай -ақ түбіне ПВХ «сырғуын» қоюды аяқтадым. Олардың ұштары бұрандалы, онда мен көтергіштігін дәл реттеу үшін қорғасын түсірдім.

Су өткізбейтін тығыздағыш

Мен тігістер мен тесіктерді тығыздау үшін эпоксидті қолдануды шешкеннен кейін, неопренді концентраторсыз коннекторларды қолдануға шешім қабылдадым, ROV сенімді түрде су өткізбейтін болды. Мен «су өткізбейтін» Ethernet коннекторларымен біраз уақыт күресіп жүрдім, бірақ соңында мен олардан бас тарттым және кішкене тесік бұрғыладым, сымды кіргіздім және тесікті эпоксидпен «қазып алдым». Хабсыз қосқыштар бекітілгеннен кейін оларды алып тастау қиынға соқты. Мен ақ майдың аздап жағылуы Құрғақ түтікті бір -бірінен ажыратуды және біріктіруді айтарлықтай жеңілдеткенін білдім.

Акрил күмбезін монтаждау үшін күмбездің жиегін алу үшін жиек қалдыратын 4 дюймдік ABS қақпағынан тесік ойдым. Бастапқыда мен ыстық желімді қолданып көрдім, бірақ ол бірден ағып кетті, мен эпоксидті қолдандым.

Ішінде

Ішкі электрониканың бәрі 1/16 дюймдік алюминийден жасалған параққа орнатылған (тоқтаусыз). Ол ені 4 дюймден аз және түтіктің ұзындығын ұзартады. Ия, мен білемін, ол электр тогын өткізеді, бірақ ол жылу өткізеді.

Өтетін сымдар

Артқы 4 дюймдік ABS қақпағына 2 дюймдік тесік және 2 дюймдік ABS әйел адаптері жабыстырылған. 2 «штепсельге Ethernet сымының өтуі және кастрюльге түсуі үшін тесік салынған. 3 бөліктің кішкене бөлігі» Жапсырылған ABS сонымен қатар «құмыраға» арналған кішкене дөңгелек алаң жасады.

Мен тесіктердің көптігін бұрғыладым (әр соққыш үшін 2), бірақ мен көп нәрсені жасағанымды қалаймын. Әр тесікке аналық оқ коннекторы салынған (дәнекерленген темірден ыстық кезінде). Итергіш сымдар мен аккумулятор сымдары еркек оқ коннекторларына дәнекерленген.

Мен тереңдік өлшегіш сымның өтуіне және кастрюльге орын беру үшін кішкене ABS соққысын қостым. Бұл мен ойлағаннан гөрі нашар болды, мен сымдарды слоттары бар кішкене ұстағышпен реттеуге тырыстым.

3 -қадам: DIY итергіштері

Мен ғаламтордан көптеген идеялар алдым және сорғы картридждерімен жүруді шештім. Олардың әрқайсысы салыстырмалы түрде арзан (шамамен $ 20+) және айналу моменті мен жылдамдығына сәйкес келеді. Мен жоғары/төмен тартқыштар үшін екі 500 галлон/сағат картриджін және бүйірлік тартқыштар үшін төрт 1000 ГПГ картриджін қолдандым. Бұл Джонсон сорғы картридждері болды, мен оларды Amazon арқылы алдым.

Мен Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster Mount дизайнын қолдана отырып, итергіш корпустарын 3d басып шығардым. Мен сонымен қатар Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster Propeller дизайнымен винттерді 3d басып шығардым. Олар аздап бейімделді, бірақ жақсы жұмыс істеді.

4 -қадам: байлау

Мен Cat 6 Ethernet кабелінің 50 футтық кабелін қолдандым. Мен оны 50 футтық полипропилен арқанына итердім. Мен кабельге бекітілген шарикті қаламның ұшын қолдандым және оны арқан арқылы итеруге бір сағаттай уақыт кетті. Қиындық, бірақ ол жұмыс істеді. Арқан қорғанысты, тартуға беріктікті және жағымды көтерілуді қамтамасыз етеді. Бұл комбинация әлі күнге дейін батып бара жатыр, бірақ Ethernet кабелі сияқты нашар емес.

Төрт кабель жұбының үшеуі қолданылады.

• Камера Бейне сигналы мен жерге - басқару қорабындағы Arduino OSD қалқаны
• ArduinoMega PPM сигналы мен басқару <---- RC қабылдағышы басқару қорабында
• RS485 ArduinoMega телеметриялық сигналы - RS485 сәйкес келеді Arduino Uno басқару терезесінде

Instructables -тің басқа қатысушысының түсініктемелеріне сүйене отырып, көлдің түбінде байлаудың жақсы болмайтынын түсіндім. Бассейндегі тестілеуде бұл қиындық тудырмады. Мен 3D форматында PLA мен қалың қабырғаларды қолданып, әдеттегіден гөрі қапсырмалы қалталарды басып шығардым. Жоғарыдағы суретте ROV -қа жақынырақ топталған, бірақ орташа 18 дюйм аралықта бекітілген қалтқылар көрсетілген. Тағы да басқа қатысушының түсініктемелеріне сәйкес, мен қалталарды байланған торға салдым, менде жеткілікті болғанын білу үшін.

5 -қадам: борт электроникасында

Бірінші сурет камера мен компасты көрсетеді. Екінші сурет сіз заттарды қосуды жалғастырған кезде не болатынын көрсетеді. Үшінші суретте балама жылу қабылдағыш ретінде алюминий плиталары бар астына орнатылған мотор контроллері көрсетілген.

Құрғақ

• Камера - Micro 120 Degree 600TVL FPV камерасы

  3D басылған ұстағышқа орнатылған, ол күмбезге дейін созылады

• Көлбеу компенсация - CMPS12

  • Кірістірілген гиро мен акселерометрдің көрсеткіштері автоматты түрде магнитометр көрсеткіштерімен біріктіріліп, компас оқуы дұрыс болып қалады, ROV айналады
  • Компас сонымен қатар температураны оқуды қамтамасыз етеді

• Мотор драйверлері - Ebay - BTS7960B x 5

  • Кеңістікті үнемдеу үшін үлкен жылу қабылдағыштарды алып тастауға тура келді
  • ¼ дюймдік алюминий плиталарға жылу тасымалдағыш маймен бекітілген
  • Алюминий плиталары алюминий электроникасының сөресінің екі жағына тікелей орнатылады
  • Тәжірибе көрсеткендей, драйверлер жақсы жұмыс істейді, сондықтан жылу проблема емес
• Ардуино Мега
• RS485 модулі сериялық телеметриялық сигналды күшейтуге арналған

• Қуат модулі ток сенсоры

  • Электроника үшін 5А 3А дейін қуат береді
  • 12 вольтты драйверлерге дейін 90А дейінгі ток күшін өлшейді
  • Батарея кернеуін өлшейді
• 12В шамдарды басқаруға арналған реле (5в)

Дымқыл

• Қысым (тереңдік) сенсор модулі-Amazon-MS5540-CM

  Сондай -ақ, судың температурасын оқуды қамтамасыз етеді

• 10 ампер/сағ 12 вольтты AGM аккумуляторы

Менде көптеген электрлік контактілер суға ұшырайды деп алаңдадым. Мен тұщы суда ақаулық туғызатын өткізгіштіктің жеткіліксіз екенін білдім (қысқа тұйықталу және т. Мұның бәрі теңіз суында қалай болатынын білмеймін.

Сымдардың схемасы (SubDoc.txt қараңыз)

6 -қадам: SubRun бағдарламалық қамтамасыз ету

Бірінші бейнеде Depth Hold өте жақсы жұмыс істейтіні көрсетілген.

Екінші бейне - бұл Heading Hold функциясын тексеру.

Псевдокод

Arduino Mega келесі логиканы орындайтын эскизді іске қосады:

1. PPM RC сигналын алады

   1. Деректердегі PIN ауыстыруды үзу жеке PWM мәндерін есептейді және оларды жаңартып отырады
   2. Шу мәндерін болдырмау үшін медианалық сүзгіні қолданады
   3. PWM мәндері солға/оңға, артқа/артқа, жоғары/төмен, CW/CCW және басқа ctls үшін тағайындалады.
2. Судың тереңдігін алады
3. CW немесе CCW бұрылысын аяқтауға мүмкіндік беретін логика

4. Драйвердің басқару элементтеріне қарайды

   1. Бүйірлік тартқыштарды басқару үшін беріктік пен бұрышты (векторды) есептеу үшін Fwd/Back және Left/Right пайдаланады.
   2. Қару/қарусыздануды тексереді
   3. Twist компонентін есептеу үшін CW/CCW пайдаланады
   4. Бағытта қате бар -жоғын білу үшін компасты оқиды және түзетуші бұралу компонентін есептейді
   5. Төрт тартқыштың әрқайсысының күші мен бағытын есептеу үшін беріктік, бұрыш және бұралу факторларын қолданады
   6. Жоғары/төмен тартқыштарды іске қосу үшін Жоғары/Төменді пайдаланады (бір контроллерде екі тартқыш) немесе
   7. Тереңдік қателігі бар -жоғын білу үшін тереңдіктің өлшегішін оқиды және түзету үшін жоғары/төмен тартқыштарды іске қосады
5. Қуат туралы ақпаратты оқиды
6. Тереңдік өлшегіштен (су температурасы) және компастан (ішкі температура) температура туралы ақпаратты оқиды

7. Мерзімді түрде телеметриялық деректерді 1 -серияға жібереді

   Тереңдік, бағыт, су температурасы, құрғақ түтік температурасы, батарея кернеуі, күшейткіштер, қолдың күйі, жарық күйі, жүрек соғысы

8. Жарықты басқару PWM сигналына қарайды және реле арқылы жарықты қосады/өшіреді.

Векторлы тартқыштар

Бүйірлік тартқыштарды басқару сиқыры жоғарыдағы 4.1, 4.3 және 4.5 қадамдарында. Мұны істеу үшін Arduino қойындысындағы runThrusters функциялары getTransVectors () және runVectThrusters () деп аталатын кодты қараңыз. Ақылды математика әр түрлі көздерден, ең алдымен меканумдық дөңгелектермен айналысатындардан көшірілген.

7 -қадам: Қалқымалы басқару станциясы (жаңартылған)

6 арналы RC таратқышы

Басқару қорабы

Электрониканы қоймада жоқ түпнұсқа басқару қорабы (ескі темекі қорабы) өзгермелі басқару станциясымен ауыстырылды.

Қалқымалы басқару станциясы

Менің елу аяғымның ұзындығы ешқайда жетпейтініне алаңдай бастадым. Егер мен айлақ үстінде тұрсам, онда байлаудың көп бөлігі көлге шыққанда алынады, суға түсуге ешнәрсе қалмайды. Менде басқару қорабына радио байланысы болғандықтан, мен су өткізбейтін басқару пульті туралы түсінікті алдым.

Мен ескі темекі қорапшасын алып тастадым және контроллердің электроникасын фанераның тар бөлігіне қойдым. Фанера үш дюймдік пластикалық құмыраның 3 дюймдік аузына түседі. Басқару қорабындағы теледидар экранын бейне таратқышпен ауыстыруға тура келді. Ал RC таратқышында (жағада қалған жалғыз бөлігі) енді бейнеқабылдағыш орнатылған планшет бар. Планшет өзі көрсететін бейнені қосымша жаза алады.

Құмыраның қақпағында қуат қосқышы мен вольтметр, байлау қондырғысы, RC сақал антенналары және резеңке бейнетаспалы антенна бар. Көлік көлігіне шыққанда, мен оның құмыраны тым алыс жіберіп алғысы келмеді, сондықтан түбіне жақын жерде сақинаны орнаттым. Мен құмыраның түбіне балласт ретінде шамамен 2 дюйм бетон қойдым, ол тік тұрады.

Қалқымалы басқару станциясында келесі электроника бар:

• RC қабылдағышы - PPM шығысымен
• Ардуино Уно
• OSD қалқаны - Amazon
• RS485 модулі сериялық телеметриялық сигналды күшейтуге арналған
• Бейне таратқыш
• 3s Lipo Battery денсаулығын бақылауға арналған вольт өлшегіш
• 2200 мАч 3с Lipo батареясы

Экрандық дисплей (OSD)

Төртбұрышты әлемде телеметрия деректері ұшқышсыз ұшақтың FPV (First Person Video) дисплейіне қосылады. Мен онша көп емес және кептірілген Dry Tube -ге басқа заттар салғым келмеді. Сондықтан мен телеметрияны бейнероликтен бөлек базалық станцияға жіберуді жөн көрдім және ақпаратты экранға сол жерге қойдым. Бұл үшін Amazon -дан OSD Shield тамаша болды. Оның кіруі, шығуы және Arduino кітапханасы (MAX7456.h) бар, ол кез келген былықты жасырады.

SubBase бағдарламалық қамтамасыз ету

Келесі логика басқару станциясындағы Arduino Uno эскизінде орындалады:

1. Алдын ала пішімделген сериялық телеметриялық хабарды оқиды
2. Хабарды экрандағы қалқанға жазады

8 -қадам: Болашақ материалдар

Мен бейнебақылау үшін экрандық дисплей мен кішкене теледидар арасында отыру үшін басқару терезесіне шағын DVR модулін қостым. Бірақ өзгермелі бақылау станциясының өзгеруімен мен қазір планшеттік бағдарламаға бейнені жазамын.

Егер мен шынымен өршіл болсам, тұтқаны қосуға тырысамын. Тек жұмыс іздейтін байланыста пайдаланылмаған радио бақылау арналары мен пайдаланылмаған кабель жұбы бар.

Make it Move конкурсында екінші жүлде