Podwodny ROV: 11 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:33

Ta instrukcja pokaże Ci proces budowania w pełni funkcjonalnego pojazdu ROV zdolnego do 60 stóp lub więcej. Zbudowałem ten ROV z pomocą mojego taty i kilku innych osób, które wcześniej budowały ROVy. To był długi projekt, który trwał całe lato i część początku roku szkolnego.

Krok 1: Projekt

Aby ROV był stabilny w wodzie, potrzebujesz konstrukcji, która jest obciążona na dole i ma pływaki na górze. Pierwszy ROV został zbudowany przez Steve'a z Homebuilt ROV. Jego strona internetowa zawiera wiele projektów ROV, a także linki do innych stron internetowych ROV. W swojej witrynie zawiera również kilka instrukcji „Jak to zrobić”. Uważam, że ta strona jest nieoceniona w budowie mojego ROV i poleciłabym ją każdemu zainteresowanemu budowaniem własnego. Drugi ROV został zbudowany jako Jason Rollette w Rollette.com Jego projekt jest trochę inny, ale nadal bardzo skuteczny. Dla mojego ROV zdecydowałem na dużej rurze środkowej z dwoma mniejszymi rurkami umieszczonymi po obu stronach, nieco pod rurą środkową.

Krok 2: Ramka

Oto początek ramy, którą buduję dla ROV. Wyciąłem okna z pleksiglasu i wyszlifowałem je, aby zmieściły się w rurze. Jest to rura ABS Schedule 40, powszechnie stosowana do ścieków. Łącząc tę rurę, upewnij się, że używasz kleju rozpuszczalnikowego, który jest specjalnie przeznaczony do klejenia ABS. Zwykły cement PCW nie zadziała lub stworzy słabe wiązanie, które może przeciekać. Używam również uszczelniacza morskiego, aby uszczelnić pleksi i zapobiec przedostawaniu się wody. Z tyłu używam zaślepek gwintowanych na wypadek, gdybym musiał ponownie uzyskać dostęp do baterii lub elektroniki. Będę musiał owinąć nitki taśmą teflonową, aby była wodoszczelna. Po kilku testach stwierdziłem, że korki śrubowe przeciekają, więc przerzuciłem się na gumowe zaślepki, które mają zacisk taśmowy, aby je zabezpieczyć.

Krok 3: Stery strumieniowe

Jedną z najważniejszych cech ROV jest ruch. Odkryłem, że większość ludzi używa morskich pomp zęzowych jako środka ciągu. Pompy zęzowe mają wiele zalet. Są przeznaczone do zanurzenia, są dość mocne i można je łatwo dodać do istniejącego pojazdu ROV. Większość używa ich w obecnej konfiguracji, ale ja zdecydowałem się użyć śmigieł do zwiększenia ciągu. Postępowałem zgodnie z instrukcjami w Homebuilt ROV. W sekcjach „Jak to zrobić” ma instrukcje dotyczące przekształcenia pompy zęzowej w użycie rekwizytu. Śmigła pochodzą z Harbour Models, mają duży wybór plastikowych i kilka ładnych mosiężnych śmigieł o wielu różnych rozmiarach. Użyłem 4 pomp zęzowych Rule 1100 GPH, 2 do przodu, do tyłu i skręcania oraz 2 do góry i na dół. 1: Odetnij całą białą obudowę pompy zęzowej, ale uważaj, aby nie przeciąć czerwonej obudowy silnika. Krok 2: Użyj śrubokręta, aby podważyć wirnik, niebieski element, aby odsłonić wał silnika. Krok 3: Używam adapter śmigła do samolotu do mocowania śmigła do wału. Ma śrubę dociskową, a ja po prostu dokręciłem nakrętkę do gwintowanej piasty na śrubie, aby ją zablokować. Musiałem ponownie nawlec adapter śruby, ponieważ był trochę za duży. Jako dodatkowy środek ostrożności użyłem środka do zabezpieczania gwintów, aby uszczelnić zespół. Ponieważ gwinty nie były wyrównane, byłem zmuszony ponownie dotknąć adaptera śruby. Chociaż wydawało się to proste, zajęło to sporo czasu, aby zrobić to poprawnie.

Krok 4: Nawigacja

Aby określić, w którą stronę zwrócony jest ROV, użyłem kompasu elektronicznego. To jest kompas elektroniczny Dinsmore 1490. Dostałem go od Zargos Robotics. Użyłem tego schematu do stworzenia wizualnej reprezentacji kierunku. Jedna uwaga: ten kompas nie ma północy. Po prostu wybierasz kierunek jako północ, a wtedy cała reszta się ustawi. Jest też bardzo wrażliwy na przechylenie, kilka stopni i się skręca. Wyczuwa zmiany w polu magnetycznym Ziemi, więc upewnij się, że umieściłeś go wystarczająco daleko od magnesów, takich jak te w silnikach. Jeśli potrzebujesz więcej informacji o kompasie, odwiedź tę stronę

Na zdjęciu cztery przewody w srebrnej obudowie wyjdą na powierzchnię i połączą się z komputerem, aby pokazać mi, w którym kierunku jestem zwrócony. Piszę program, który będzie obracał obraz robota, aby wskazać kierunek. Może to jednak trochę potrwać, więc na razie mogę po prostu użyć diod LED. Aby uzyskać kompas z kompensacją przechyłu, sprawdź ten w Sparkfun. Jest zdecydowanie na najwyższym poziomie, ale ma też ogromną cenę EDIT: usunąłem to z powodu niemożności utrzymania stałego kursu. Jest to najprawdopodobniej spowodowane nachyleniem, z którym kompas nie mógł sobie poradzić, wraz z interferencją magnietingu.

Krok 5: Aparat

Oczywiście potrzebujesz kamery, aby móc zobaczyć, co się dzieje, prawda? Istnieje kilka różnych sposobów zakupu aparatu. Jeśli planujesz dość głęboko, to czarno-biały aparat na podczerwień będzie dobrym wyborem. W przypadku płytszej wody kolor działa równie dobrze, a dodatkowo pokazuje więcej szczegółów (np. kolor?). Jeśli naprawdę chcesz mieć dobre zdjęcie, wybierz dedykowany aparat podwodny. Te kosztują trochę więcej, ale nie musisz się martwić o obudowę i często automatycznie przełączają się na noktowizor z wbudowanym oświetleniem IR, gdy nie ma wystarczającej ilości światła. Poszedłem z kolorową kamerą za 30 $ od Spark Fun. Ma wyjście RCA, które podłączę do komputera. Tutaj jest przymocowany do uchwytu gotowy do instalacji. Karta PC łączy się z kamerą przez RCA, a także jest dostarczana z programem do przeglądania i przechwytywania obrazu wideo

Krok 6: Światła

Potrzebowałem kilku świateł, które są dość jasne, a także wydajne. Diody LED są dokładnie tym, a znalazłem kilka w Spark Fun Electronics. Użyłem dwóch 3 watowych diod LED i szczerze mówiąc, oślepiają. Robią się trochę przypieczone, więc pamiętaj, aby użyć radiatora, aby przedłużyć żywotność diody LED. Spark Fun sprzedaje aluminiową tabliczkę zaciskową, która ma miejsca lutowania na drut, a także działa jako radiator. Mają też różne kolory diod LED. Przymocowałem diody LED do stojaka, który zrobiłem ze wspornika L, aby utrzymać środek w polu widzenia. aby ułatwić ich wymianę, przykręciłem je do aluminiowej listwy, aby można było je wyregulować lub wymienić. Zdjęcia nie pokazują, jak jasne są te rzeczy w rzeczywistości. Po szukaniu sekund na jeden, w mojej wizji pojawiły się plamy

Krok 7: Sterowanie: strona ROV

To chyba najtrudniejsza część całego procesu budowlanego. Widziałem wiele różnych podejść do kontrolowania ROV. Jason Rollette używał mikrokontrolera, co jest naprawdę najlepszym rozwiązaniem. Posiada pełną kontrolę analogową wszystkich silników, a dane są przesyłane po kablu Cat 5e Ethernet. Jednak jeśli nie masz środków na wydrukowanie płytki drukowanej i zaprogramowanie mikrokontrolera, nie jest to najłatwiejsze w montażu. Jason ma na swojej stronie schemat obwodu i płytki drukowanej. Alternatywnie można użyć przekaźników do włączania i wyłączania silników. to nie jest tak dobre, jak sterowanie pełnym zakresem, ale jest znacznie prostsze i bardziej bezpośrednie. W Homebuilt ROV Steve używał przekaźników do sterowania Seafoxem i ma dobry przewodnik dotyczący montażu dowolnej liczby silników sterowanych przekaźnikiem. Jest to jeden z 4 kontrolerów prędkości, których używam do sterowania silnikiem

Krok 8: Moc

Postanowiłem przewozić baterie w moim ROV, aby był bardziej niezależny i zmniejszyć liczbę kabli wychodzących na powierzchnię. Jest to jedna z dwóch 12-woltowych 2,5-godzinnych akumulatorów, które kupiłem w Battery Mart. Podłączyłem go już do złącza Deans Ultra, dzięki czemu można go łatwo usunąć, jeśli jest to konieczne. Ze względu na pobór mocy silników odrzutowych może być konieczne włączenie obwodu ładowania, aby utrzymać akumulatory naładowane. Będą przewożone w dwóch bocznych rurach i dodadzą bardzo potrzebnej wagi ROV

Krok 9: Kontrola: Powierzchnia

Teraz wkraczamy w trudną sferę pilotażu. Dwie osoby, z którymi rozmawiałem, używają laptopa do sterowania swoim ROV, używając klawiatury lub joysticka do poruszania ROV. To jest świetne, ponieważ wszystko, czego potrzebujesz, to ROV, kabel sterujący i laptop.

Chciałem mieć pełną kontrolę analogową bez użycia mikrokontrolera, więc zdecydowałem się na ESC, czyli elektroniczne regulatory prędkości. Powinny być znane każdemu, kto ma model samolotu lub samochodu. Potrzebowałem kontrolerów prędkości cofania i natknąłem się na niektóre w Bane Bots. Są one podłączone do odbiornika wewnątrz ROV, a antena jest podłączona do jednego z przewodów Cat 5. Stamtąd użyłem mojego pilota Hitec Remote z odpowiednim kryształem i częstotliwością. Światło jest sterowane przełącznikiem obsługiwanym przez serwo. Kompas nie został jeszcze skonfigurowany, ale myślę, że mógłbym po prostu użyć kilku diod LED zamiast próbować połączyć go z moim laptopem. EDYCJA: Od tego czasu zaktualizowałem swój system sterowania za pomocą mikrokontrolera Arduino i kontrolera serwo. Opublikuję swoje wyniki jak tylko skończę próby morskie.

Krok 10: Uwięź

Aby podłączyć ROV do kontrolera, używam 100 stóp kabla Ethernet Cat 5e. Ma 8 przewodów, które ładnie wpisują się w moje plany. Mógłbym dodać drugi kabel, jeśli mam więcej funkcji, które muszę uruchomić, ale na razie wygląda dobrze. Jest to klasa plenum Cat 5, co oznacza, że można ją przeciągać przez ściany za pomocą taśmy rybnej. Pokrycie jest mocno obkurczone i ma wewnątrz cienki nylonowy sznurek, który pomaga rozłożyć obciążenie na cały kabel. Dzięki temu jest bardziej wytrzymały i zmniejsza ryzyko uszkodzenia kabla z powodu obciążenia. Będę musiał dodać pływaki do kabla, ponieważ prawdopodobnie zatonie ze względu na jego wagę. Użyte złącze to złącze Bulgin Buccaneer Ethernet. Ułatwia transport ROV poprzez oddzielenie kabla i robota. Bulgin dokładnie testuje swoje złącze, a to podobno jest oceniane na 30 stóp przez 2 tygodnie i 200 stóp przez kilka dni. Ponieważ planuję nie więcej niż 100, to mieści się w granicach.

Krok 11: Testowanie

Gdy ROV po raz pierwszy zobaczył wodę, przetestowałem go w basenie mojego wujka. Zgodnie z oczekiwaniami ROV był zbyt prężny. Od tego czasu dodałem ołowiane obciążniki, które kupiłem w sklepie myśliwskim, aby dodać wagę do płóz. Lepiej byłoby użyć ołowianego śrutu, ponieważ jest drobniejszy i łatwiejszy w użyciu, ale jest naprawdę drogi. Prowadnica pozwala mi również z rozsądną precyzją wyregulować balast w przypadku konieczności zmiany ciężaru na miejscu. Całkowity wymagany balast wynosił około 8 funtów, całkiem spory ładunek. Następny test odbędzie się w innym basenie, a potem, miejmy nadzieję, do jeziora! Jeśli planujesz używać tego w słonej wodzie, nie byłoby złym pomysłem spłukanie go później, aby zapobiec korozji.

Postaram się w niedalekiej przyszłości opublikować kilka filmów, aby pokazać, jak ta rzecz działa w wodzie