DIY սուզվող ROV. 8 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Որքա՞ն դժվար կարող է լինել: Պարզվում է, որ սուզվող ROV- ի պատրաստման մի քանի մարտահրավեր կար: Բայց դա զվարճալի նախագիծ էր, և ես կարծում եմ, որ այն բավականին հաջողված էր: Իմ նպատակն այն էր, որ դրա արժեքը մի ամբողջ հարստություն չլիներ, հեշտ լիներ քշել և ունենալ տեսախցիկ ՝ ցույց տալու այն, ինչ տեսնում է ջրի տակ: Ինձ դուր չեկավ վարորդի հսկիչներից կախված մետաղալար ունենալու գաղափարը, և ես արդեն ունեմ մի շարք ռադիոհսկիչ հաղորդիչներ, ուստի այդ ուղղությամբ ես գնացի ՝ հաղորդիչն ու կառավարման տուփը առանձին: Իմ օգտագործած 6 ալիքային հաղորդիչի վրա աջ փայտը օգտագործվում է առաջ/հետևի և ձախ/աջի համար: Ձախ փայտը վեր/վար է և շրջեք ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ/CCW: Սա նույն կարգավորումն է, որն օգտագործվում է քառորդ սարքերի վրա և այլն:

Ես նայեցի առցանց և տեսա մի քանի թանկարժեք ROV և տեսա մի քանիսը «վեկտորային հարվածներով»: Սա նշանակում է, որ կողային շարժիչները տեղադրված են 45 աստիճանի անկյան տակ և համատեղում են իրենց ուժերը ՝ ROV- ն ցանկացած ուղղությամբ շարժելու համար: Ես արդեն մեխանիկական անիվագնաց էի կառուցել և կարծում էի, որ այնտեղ մաթեմատիկան կկիրառվի: (Ref. Driving Mecanum Wheels Omnidirectional Robots): Սուզվելու և մակերես դուրս գալու համար օգտագործվում են առանձին հրիչներ: Իսկ «վեկտորային հարվածներ» -ը զով է հնչում:

Այն վարելու դյուրինության համար ես ուզում էի խորը պահել և բռնել գլուխը: Այս կերպ վարորդը ընդհանրապես կարիք չունի ձախ ձողը տեղաշարժելու, բացառությամբ սուզվելու/երեսարկման կամ նոր վերնագրի շրջվելու: Պարզվեց, որ սա նույնպես մի փոքր մարտահրավեր էր:

Այս հրահանգը նախատեսված չէ որպես ինքներդ դա անելու ուղղությունների շարք: Նպատակն ավելի շատ տրամադրել այնպիսի ռեսուրս, որից ինչ -որ մեկը կարող է վերցնել, եթե մտադիր է կառուցել սեփական սուզվող ROV:

Քայլ 1: Շրջանակ

Սա հեշտ ընտրություն էր: Տեսնելով, թե ինչ են արել ուրիշ մարդիկ, ինձ դրդեցին 1/2 դյույմանոց PVC խողովակի ուղղությամբ: Դա էժան է և հեշտ է աշխատել: Ես հանդես եկա ընդհանուր դիզայնով, որը կհամապատասխանի կողային շարժիչներին և վեր/վար շարժիչներին: Հավաքից անմիջապես հետո ես այն դեղին ցողեցի: Այո, հիմա դա սուզանավ է: Խողովակների վերևում և ներքևում անցքեր եմ բացել, որպեսզի թույլ տա, որ այն հեղեղվի: Իրերը ամրացնելու համար ես թելերը կպցրեցի PVC- ի մեջ և օգտագործեցի 4 40 չժանգոտվող պտուտակներ: Ես օգտագործել եմ դրանցից շատերը:

Ավելի ուշ փուլում ցուցադրվում են սահիկներ, որոնք ներքևից պահվում են 3D տպագիր բարձրացնողներով: Այն բարձրացնելու համար անհրաժեշտ էր այն պատրաստել, որպեսզի մարտկոցը հանվի և փոխարինվի: Ես 3d տպեցի սկուտեղ ՝ մարտկոցը պահելու համար: Մարտկոցը սկուտեղի մեջ ամրացված է թավշյա ժապավենով: Չոր խողովակը նույնպես ամրացված է շրջանակի վրա `թավշյա ժապավեններով:

Քայլ 2: Չոր խողովակ

Առաջին նկարը լողացող թեստն է: Երկրորդ նկարը փորձում է ցույց տալ, թե ինչպես են լարերը մղվում դեպի զամբյուղի փամփուշտի միակցիչները: Երրորդ նկարը ավելի շատ նույնն է `գումարած լրացուցիչ խոպոպը խեցեգործության խորության հաշվիչի և նրա լարերի համար: Չորրորդ նկարը ցույց է տալիս, որ չոր խողովակը բաժանվում է իրարից:

Թռիչքունակություն

Չոր խողովակը պարունակում է էլեկտրոնիկա և ապահովում է դրական առևանգվածության մեծ մասը: Իդեալը փոքր քանակությամբ դրական առաձգականություն է, այնպես որ, եթե ամեն ինչ սխալ լինի, ROV- ն, ի վերջո, կթռչի մակերեսին: Սա տևեց մի փոքր փորձություն և սխալ: Լողացող փորձարկման ժամանակ այստեղ ցուցադրված հավաքումը մի քանի ֆունտ ուժ պահանջեց, որպեսզի այն ընկղմվի: Սա հանգեցրեց մարտկոցը ինքնաթիռում տեղադրելու ցանկացած հեշտ որոշման (ի տարբերություն կապի միջոցով հոսանքի հոսանքի): Դա նաև հանգեցրեց խողովակի երկարությամբ կտրման: Ստացվում է, որ 4 դյույմանոց խողովակն ապահովում է մոտ 1/4 ֆունտ թռիչք մեկ դյույմի երկարության համար (ես մեկ անգամ մաթեմատիկա եմ արել, բայց սա ենթադրություն է): Ես նույնպես ավարտեցի PVC- ի «սահիկները» ներքևում: Նրանք ծայրերով պտուտակված են, որտեղ ես կապարի կրակոց եմ դնում `առագաստանավը լավ կարգավորելու համար:

Tուր ամուր կնիք

Երբ ես ընդունեցի էպոքսիդի օգտագործումը կարերը և անցքերը կնքելու համար և որոշեցի օգտագործել նեոպրենային առանց հանգույցների միակցիչներ, ROV- ն հուսալիորեն անջրանցիկ էր: Ես որոշ ժամանակ պայքարեցի «անջրանցիկ» Ethernet միակցիչների հետ, բայց ի վերջո ես հրաժարվեցի դրանցից և պարզապես մի փոքր անցք բացեցի, մետաղալարը ներս մտցրի և էպոքսիդով «փորեցի» անցքը: Այն բանից հետո, երբ առանց հանգույցի միակցիչները ամրացվեցին տեղում, դժվար էր դրանք հեռացնելը: Ես հայտնաբերեցի, որ սպիտակ քսուքի մի փոքր լաքը ստիպեց Չոր խողովակը քանդվել և շատ ավելի հեշտությամբ միանալ իրար:

Ակրիլային գմբեթը ամրացնելու համար ես 4 դյույմանոց ABS գլխարկի վրա փոս փորեցի ՝ թողնելով գմբեթի եզրը ստանալու եզր: Սկզբում փորձեցի տաք սոսինձ, բայց այն անմիջապես արտահոսեց և գնացի էպոքսիդ:

Ներսում

Ներքին բոլոր էլեկտրոնիկան տեղադրված է 1/16 դյույմանոց ալյումինե թերթի վրա (անջատիչներով): Այն ընդամենը 4 դյույմից պակաս լայնություն ունի և երկարացնում է խողովակի երկարությունը: Այո, ես գիտեմ, որ այն էլեկտրաէներգիա է փոխանցում, բայց նաև ջերմություն:

Լարերը գալիս են

Հետևի 4 դյույմանոց ABS կափարիչը փորեց 2 դյույմ անցք և կպչեց 2 դյույմ ABS իգական ադապտեր: 2 դյույմանոց խրոցակը անցք բացեց, որպեսզի Ethernet- ի մետաղալարն անցնի և զամբյուղավորվի: Մի փոքր կտոր 3 դյույմ ABS- ի վրա սոսնձվածը նաև փոքր շրջանակի տարածք է պատրաստել «խեցեգործության» համար:

Ես շատ անցքեր թվացի (2 -ական հարվածի համար), բայց երանի ավելին անեի: Յուրաքանչյուր անցք ստացել է փամփուշտի կին միակցիչ, որը ներս է մղվել դրա մեջ (տաք վիճակում ՝ զոդման երկաթից): Usterխող լարերը և մարտկոցի լարերը միացրեցին տղամարդու գնդակի միակցիչները:

Ես վերջացրեցի մի փոքր ABS հարվածով, որը տեղ տվեց ինձ, որպեսզի խորության չափիչ մետաղալարն անցնի և դրվի ամանի մեջ: Այն ավելի խառնաշփոթ ստացվեց, քան ես կցանկանայի, և ես փորձեցի լարերը կազմակերպել մի փոքր բռնակով, որի մեջ անցքեր կան:

Քայլ 3: DIY Thrusters

Ես շատ գաղափարներ ստացա համացանցից և որոշեցի գնալ մղիչ պոմպի փամփուշտներով: Նրանք համեմատաբար էժան են (մոտ 20 դոլար+) յուրաքանչյուրը և ունեն մոտավորապես մեծ քանակությամբ ոլորող մոմենտ և արագություն: Ես օգտագործեցի երկու 500 գալոն/ժամ փամփուշտ `վերև/ներքև մղիչ սարքերի համար և չորս 1000 GPH փամփուշտ` կողային շարժիչների համար: Սրանք Johnson Pump Քարտրիջներ էին, և ես դրանք ձեռք բերեցի Amazon- ի միջոցով:

Ես 3D- ը տպել եմ մղիչ տուփերը Thingaverse- ի դիզայնի միջոցով, ROV Bilge Pump Thruster Mount: Ես նաև եռաչափ տպեցի պտուտակները, կրկին Thingaverse- ի, ROV Bilge Pump Thruster Propeller- ի դիզայնով: Նրանք մի փոքր հարմարվեցին, բայց բավականին լավ աշխատեցին:

Քայլ 4: Կապը

Ես օգտագործեցի Cat 6 Ethernet մալուխի 50 ոտնաչափ երկարություն: Ես այն հրեցի 50 ոտնաչափ պոլիպրոպիլենային պարան: Ես օգտագործեցի մալուխի վրա ամրացված գնդիկավոր գրիչի ծայրը և մոտ մեկ ժամ տևեցի պարանով: Հոգնեցուցիչ, բայց ստացվեց: Պարանն ապահովում է պաշտպանություն, ուժ քաշելու համար և որոշակի դրական թռիչք: Համադրությունը դեռ ընկղմվում է, բայց ոչ այնքան վատ, որքան ինքն իրեն Ethernet մալուխը:

Չորս մալուխային զույգերից երեքն են օգտագործվում:

• Տեսախցիկ Տեսազանգ և հող - Arduino OSD վահանը կառավարման վանդակում
• ArduinoMega PPM ազդանշան և հիմնավորված <---- RC ընդունիչ կառավարման վանդակում
• ArduinoMega հեռաչափության ազդանշան RS485 - համապատասխանող RS485 Arduino Uno կառավարման վանդակում

Instructables- ի մեկ այլ մասնակցի մեկնաբանությունների հիման վրա ես հասկացա, որ լճի հատակին քարշ տալը լավ չէր լինի: Լողավազանի թեստում դա խնդիր չէր: Այսպիսով, ես 3d տպեցի մի փունջ սեղմող բոց ՝ օգտագործելով PLA և սովորականից ավելի հաստ պատեր: Վերևի նկարը ցույց է տալիս կապանքների վրա տեղակայված լողակները, որոնք ավելի մոտ են խմբավորված ROV- ին, բայց միջինում մոտ 18 դյույմ հեռավորության վրա: Կրկին, ըստ մյուս մասնակցի մեկնաբանությունների, բոցերը դրեցի ցանցի տոպրակի մեջ, որը կապված էր կապակցված փաթեթին `տեսնելու, թե արդյոք այն ինձ բավական է:

Քայլ 5. Էլեկտրոնիկա

Առաջին նկարը ցույց է տալիս տեսախցիկ և կողմնացույց: Երկրորդ նկարը ցույց է տալիս, թե ինչ է տեղի ունենում, երբ անընդհատ ավելացնում եք իրեր: Երրորդ նկարը ցույց է տալիս ներքևի մասում տեղադրված շարժիչի կարգավորիչներ ալյումինե սալիկներով `որպես այլընտրանքային ջերմատաքացուցիչներ:

Չորացնել

• Տեսախցիկ - Միկրո 120 աստիճանի 600TVL FPV տեսախցիկ

  Տեղադրված է 3 -րդ տպագիր կրիչի վրա, որը տարածվում է դեպի գմբեթը

• Թեքի փոխհատուցվող կողմնացույց - CMPS12

  • Ներկառուցված գիրո և արագացուցիչի ընթերցումներ, որոնք ավտոմատ կերպով ինտեգրվում են մագնիսաչափի ընթերցումներին `կողմնացույցի ընթերցման համար, ճիշտ է մնում, քանի որ ROV- ն շրջանցում է
  • Կողմնացույցը նաև ապահովում է ջերմաստիճանի ընթերցում

• Շարժիչային վարորդներ - Ebay - BTS7960B x 5

  • Heերմային խոշոր լվացարանները պետք է հեռացվեին `տարածք խնայելու համար
  • Տեղադրված է ջերմության փոխանցման քսուքով ¼ »ալյումինե սալերի վրա
  • Ալյումինե սալերը տեղադրված են անմիջապես ալյումինե էլեկտրոնիկայի դարակի երկու կողմերում
  • Փորձը ցույց է տալիս, որ վարորդները լավ են աշխատում հզորության ներքո, այնպես որ ջերմությունը խնդիր չէ
• Արդուինո Մեգա
• RS485 մոդուլը սերիական հեռաչափության ազդանշանը ուժեղացնելու համար

• Ընթացիկ սենսոր Power մոդուլ

  • Էլեկտրոնիկայի համար ապահովում է մինչև 3 Ա 5 վ լարման հզորություն
  • Չափում է մինչև 90 Ա հզորություն `12 վ շարժիչով վարորդների համար
  • Չափում է մարտկոցի լարումը
• Ռելե (5 վ) `12 վ լամպեր աշխատելու համար

Թաց

• Pressնշման (խորության) տվիչի մոդուլ-Amazon-MS5540-CM

  Ապահովում է նաև ջրի ջերմաստիճանի ընթերցում

• 10 Amp/Hr 12 վոլտ AGM մարտկոց

Ես մտավախություն ունեի, որ շատ էլեկտրական կոնտակտներ ենթարկվում են ջրի: Ես իմացա, որ քաղցրահամ ջրի մեջ բավականաչափ հաղորդունակություն չկա խնդիր առաջացնելու համար (կարճ միացումներ և այլն), որ հոսանքը բռնում է «նվազագույն դիմադրության ուղին» (բառացիորեն): Ես վստահ չեմ, թե ինչպես կանցներ այս ամենը ծովի ջրի մեջ:

Հաղորդալարերի ուրվագիծ (տես SubDoc.txt)

Քայլ 6: SubRun ծրագրակազմ

Առաջին տեսանյութը ցույց է տալիս, որ Depth Hold- ը բավականին լավ է աշխատում:

Երկրորդ տեսանյութը Heading Hold գործառույթի փորձարկում է:

Կեղծ կոդ

Arduino Mega- ն իրականացնում է էսքիզ, որը կատարում է հետևյալ տրամաբանությունը.

1. Ստանում է PPM RC ազդանշան կապի միջոցով

   1. Տվյալների վրա Pin Change Interrupt- ը հաշվարկում է առանձին ալիքների PWM արժեքները և դրանք թարմացնում
   2. Աղմուկի արժեքներից խուսափելու համար օգտագործում է միջին զտիչ
   3. PWM արժեքները նշանակված են ձախ/աջ, Fwd/Back, Up/Down, CW/CCW և այլ ctls:
2. Ստանում է ջրի խորությունը
3. Տրամաբանություն, որը թույլ կտա ավարտել CW կամ CCW շրջադարձը

4. Նայում է վարորդի կառավարման տարրերին

   1. Օգտագործում է Fwd/Հետ և ձախ/ձախ/աջ ՝ ուժը և անկյունը հաշվարկելու համար (վեկտոր) կողային շարժիչներ առաջ մղելու համար:
   2. Armենքի/զինաթափման ստուգումներ
   3. Օգտագործում է CW/CCW ՝ շրջադարձ բաղադրիչը հաշվարկելու կամ
   4. Կարդում է կողմնացույց ՝ վերնագրի սխալը տեսնելու համար և հաշվարկում ուղղիչ ոլորման բաղադրիչը
   5. Օգտագործում է ուժի, անկյունի և շրջադարձի գործոններ ՝ չորս շարժիչներից յուրաքանչյուրի համար ուժը և ուղղությունը հաշվարկելու համար
   6. Օգտագործում է վեր/վար ՝ վերև/ներքև առաջ մղող սարքերը գործարկելու համար (երկու հրիչ մեկ վերահսկիչի վրա) կամ
   7. Կարդում է խորության հաշվիչը `խորության սխալը տեսնելու համար և ուղղում է Վերև/ներքև առաջադրող սարքերը
5. Կարդում է էներգիայի տվյալները
6. Կարդում է ջերմաստիճանի տվյալները խորության հաշվիչից (ջրի ջերմաստիճան) և կողմնացույցից (ներքին ջերմաստիճան)

7. Պարբերաբար հեռաչափության տվյալները ուղարկում է Serial1

   Խորություն, Վերնագիր, Temրի ջերմաստիճան, Չոր խողովակների ջերմաստիճան, Մարտկոցի լարում, Ամպեր, Ձեռքի կարգավիճակ, Լույսի կարգավիճակ, Սրտի բաբախում

8. Նայում է Light Control PWM ազդանշանին և լույսը միացնում/անջատում է ռելեի միջոցով:

Vectored Thrusters

Կողքի մղիչ սարքերը կառավարելու հմայքը գտնվում է վերը նշված 4.1, 4.3 և 4.5 քայլերում: Դա հետապնդելու համար, ծածկագրում նայեք Arduino ներդիրին, որը վերնագրված է runThrusters գործառույթները getTransVectors () և runVectThrusters (): Խելացի մաթեմատիկան պատճենահանվել է տարբեր աղբյուրներից, առաջին հերթին ՝ մեխանիկական անիվների հետ աշխատողներից:

Քայլ 7: Լողացող կառավարման կայան (թարմացված)

6 ալիք RC հաղորդիչ

Կառավարման տուփ

Սկզբնական կառավարման տուփը (սիգարների հին տուփը), որը էլեկտրոնիկա չուներ ենթակայքում, փոխարինվել է լողացող կառավարման կայանով:

Լողացող կառավարման կայան

Ես սկսեցի անհանգստանալ, որ իմ հիսուն ոտնաչափ կապը այնքան երկար չէր, որ որևէ տեղ հասնեի: Եթե ես կանգնած եմ նավահանգստի վրա, ապա կապի մեծ մասը կվերցվի հենց լիճ դուրս գալով և սուզվելու համար այլևս չի մնա: Քանի որ ես արդեն ունեի կառավարման տուփի ռադիոկապ, ես ստացա լողացող անջրանցիկ կառավարման տուփ հասկացությունը:

Այսպիսով, ես հանեցի սիգարների հին տուփը և կառավարման տուփի էլեկտրոնիկան դրեցի նրբատախտակի նեղ կտորի վրա: Նրբատախտակը սահում է պլաստիկ երեք գալոնանոց սափորի 3 դյույմ բերանի մեջ: Կառավարման տուփից հեռուստացույցի էկրանը պետք է փոխարինվեր տեսահաղորդիչով: Իսկ RC հաղորդիչին (միակ մասը, որը դեռ ափին է) այժմ ունի պլանշետ, որի վրա տեղադրված է տեսաընդունիչ: Պլանշետը կարող է կամայականորեն ձայնագրել իր ցուցադրած տեսանյութը:

Կափարիչի կափարիչն ունի հոսանքի անջատիչ և վոլտմետր, կապի ամրացում, RC վիսկի ալեհավաքներ և ռետինե բադի տեսահաղորդիչ ալեհավաք: Երբ ROV- ն դուրս է գալիս լիճ, ես չէի ուզում, որ այն շատ հեռու շուռ տա կառավարման սափորը, այնպես որ ներքևի մասում օղակ տեղադրեցի, որտեղ կապը տանում են, և որտեղ կցվելու է որոնման գիծը: Ես նաև մոտ 2 դյույմ բետոն եմ դնում կուժի ներքևի մասում, որպես բալաստ, որպեսզի այն ուղիղ լողա:

Լողացող կառավարման կայանը պարունակում է հետևյալ էլեկտրոնիկա.

• RC ընդունիչ - PPM ելքով
• Արդուինո Ունո
• OSD Shield - Amazon
• RS485 մոդուլը սերիական հեռաչափության ազդանշանը ուժեղացնելու համար
• Տեսահաղորդիչ
• Վոլտ հաշվիչ `3s Lipo մարտկոցի առողջությունը վերահսկելու համար
• 2200 mah 3s Lipo մարտկոց

Էկրանի վրա (OSD)

Quad-copter աշխարհում հեռաչափության տվյալները ավելացվում են անօդաչու թռչող սարքի վերջում FPV (Առաջին անձի տեսանյութ) ցուցադրմանը: Ես չէի ուզում այլ իրեր դնել արդեն մարդաշատ ու խառնաշփոթ Չոր խողովակի մեջ: Այսպիսով, ես նախընտրեցի հեռաչափությունը ուղարկել մինչև բազային կայան ՝ տեսանյութից առանձին և տեղադրել տեղեկատվությունը այնտեղ էկրանին: OSD Shield- ը Amazon- ից կատարյալ էր դրա համար: Այն ունի տեսահոլովակ, տեսահոլովակ և Arduino գրադարան (MAX7456.h), որը թաքցնում է ցանկացած խառնաշփոթ:

Ենթաբազայի ծրագրակազմ

Հետևյալ տրամաբանությունը գործարկվում է կառավարման կայանում գտնվող Arduino Uno- ի ուրվագծի վրա.

1. Կարդում է նախապես ձևաչափված սերիական հեռաչափության հաղորդագրություն
2. Հաղորդագրություն է գրում On Screen Display Shield- ին

Քայլ 8: Ապագա նյութեր

Ես իսկապես մի մինի DVR մոդուլ ավելացրի կառավարման վանդակում `OSD- ի (Էկրանի ցուցադրման) և փոքր հեռուստացույցի միջև` տեսագրությունը տեղադրելու համար: Բայց լողացող կառավարման կայանի փոփոխությամբ ես այժմ ապավինում եմ պլանշետային հավելվածին `տեսագրելու համար:

Եթե ես իսկապես հավակնոտ դառնամ, ես կարող եմ ավելացնել գրավիչ թև: Կապի մեջ կան չօգտագործված ռադիոյի կառավարման ալիքներ և չօգտագործված մալուխային զույգ, որը պարզապես աշխատանք է փնտրում:

Երկրորդ մրցանակը Make it Move մրցույթում