Podvodné ROV: 11 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Tento návod vám ukáže postup pri stavbe plne funkčného ROV s dosahom 60 stôp alebo viac. Tento ROV som postavil s pomocou svojho otca a niekoľkých ďalších ľudí, ktorí ROV stavali už predtým. Bol to dlhý projekt, ktorý trval celé leto a časť začiatku školského roka.

Krok 1: Návrh

Aby bol ROV stabilný vo vode, potrebujete dizajn, ktorý je vážený na dne a má plaváky na vrchu. Prvý ROV zostrojil Steve z Homebuilt ROV. Jeho webová stránka má množstvo návrhov ROV a tiež odkazy na iné webové stránky ROV. Na svojom webe tiež obsahuje niekoľko návodov, ako na to. Zistil som, že táto stránka je neoceniteľná pri budovaní môjho ROV, a odporučil by som ju každému, kto má záujem vybudovať si svoj vlastný. Druhý ROV bol postavený Jason Rollette na Rollette.com Jeho dizajn je trochu odlišný, ale stále veľmi efektívny. Pre svoj ROV som sa rozhodol na veľkej stredovej trubici s dvoma menšími rúrkami umiestnenými na oboch stranách, mierne pod stredovou trubicou.

Krok 2: Rám

Tu je začiatok rámca, ktorý staviam pre ROV. Rezal som okná z plexiskla a brúsil ich, aby sa zmestili dovnútra potrubia. Toto je ABS rúrka Schedule 40, bežne používaná na čistenie odpadových vôd. Pri spájaní tejto rúrky používajte rozpúšťadlové lepidlo, ktoré je špeciálne vyrobené na lepenie ABS. Bežný cement z PVC nebude fungovať alebo nevytvorí zlé spojenie, ktoré by mohlo unikať. Tiež používam morský tmel na utesnenie plexiskla a zabránenie vniknutiu vody. Na zadnej strane používam skrutkové zátky pre prípad, že by som znova potreboval prístup k batériám alebo elektronike. Budem musieť zabaliť vlákna do teflónovej pásky, aby bola vodotesná. Po niekoľkých testoch som zistil, že skrutkové zátky tečú, a tak som prešiel na gumené koncové krytky, ktoré majú na zaistenie pásovú svorku.

Krok 3: Rakety

Jednou z najdôležitejších vlastností ROV je pohyb. Zistil som, že väčšina ľudí používa námorné drenážne čerpadlá ako ťah. Čerpadlá BIlge majú mnoho výhod. Majú byť ponorené, sú dosť silné a dajú sa ľahko pridať k existujúcemu ROV. Väčšina ich používa v súčasnej konfigurácii, ale ja som sa rozhodol použiť vrtule na zvýšenie ťahu. Postupoval som podľa pokynov v Homebuilt ROVs. V sekciách Ako na to má návod na prestavbu útorového čerpadla na používanie rekvizity. Vrtule pochádzajú z prístavných modelov, majú dobrý výber plastov a niekoľko pekných mosadzných rekvizít s mnohými rôznymi veľkosťami. Použil som 4 bilgeové pumpy Rule 1100 GPH, 2 pre jazdu dopredu, dozadu a otáčanie a 2 pre hore a dole. Krok 1: Odrežte všetky biele kryty drenážneho čerpadla, ale dávajte pozor, aby ste sa nezarezali do červeného krytu motora. Krok 2: Pomocou skrutkovača vypáčte obežné koleso, modrú vec odkryte hriadeľ motora. Krok 3: Používam vrtuľový adaptér pre lietadlo na pripevnenie vrtule k hriadeľu. Má nastavovaciu skrutku a práve som dotiahol maticu proti závitovému náboju na podpere, aby sa zaistil na svojom mieste. Adaptér podpery som musel znova navliecť, pretože bol príliš veľký. Ako mimoriadne preventívne opatrenie som použil závitovú skrinku na utesnenie zostavy dohromady. Pretože sa vlákna nezarovnávali, bol som nútený znova klepnúť na adaptér. Aj keď to vyzeralo priamočiaro, trvalo to dlho, kým sa to urobilo správne.

Krok 4: Navigácia

Aby som určil, akým smerom je ROV otočený, použil som elektronický kompas. Toto je elektronický kompas Dinsmore 1490. Dostal som to od Zargos Robotics. Túto schému som použil na vytvorenie vizuálnej reprezentácie smeru. Jedna poznámka: Tento kompas nemá sever. Stačí vybrať smer ako sever a potom sa všetky ostatné zoradia. Je tiež veľmi citlivý na náklon, niekoľko stupňov, a pokazí sa. Sníma zmeny v magnetickom poli Zeme, preto ho umiestnite dostatočne ďaleko od magnetov, ako sú tie v motoroch. Ak potrebujete viac informácií o kompase, navštívte tento web

Na obrázku štyri drôty v striebornom kryte pôjdu na povrch a spoja sa s počítačom, aby mi ukázali, akým smerom sa otočím. Píšem program, ktorý otočí obrázok robota, aby ukázal smer. To však môže chvíľu trvať, takže zatiaľ môžem použiť iba diódy LED. Kompenzátor s kompenzáciou náklonu nájdete na stránke Sparkfun. Je to určite špičková línia, ale má aj obrovskú cenovku EDIT: Odstránil som to kvôli neschopnosti udržať stabilný smer. Je to najpravdepodobnejšie kvôli náklonu, ktorý kompas nezvládol, spolu s magnetickým rušením.

Krok 5: Fotoaparát

Očividne potrebujete fotoaparát, aby ste videli, čo sa deje, nie? Pri kúpe fotoaparátu existuje niekoľko rôznych spôsobov. Ak plánujete ísť poriadne do hĺbky, potom by bola dobrou voľbou čiernobiela infračervená kamera. V plytšej vode farba funguje rovnako dobre a navyše zobrazuje viac podrobností (tj. Farbu?). Ak chcete skutočne dobrý obraz, choďte s vyhradenou podvodnou kamerou. Tieto stoja o niečo viac, ale nemusíte si robiť starosti s krytom a často sa automaticky prepínajú na nočné videnie so vstavaným IR osvetlením, keď nie je dostatok svetla. Išiel som s 30 $ farebnou kamerou od Spark Fun. Má výstup RCA, ktorý pripojím k svojmu počítaču. Tu je pripevnený k držiaku pripravenému na inštaláciu. Karta PC sa pripája k fotoaparátu pomocou RCA a je dodávaný s programom na prezeranie a snímanie videa.

Krok 6: Svetlá

Potreboval som nejaké svetlá, ktoré sú dosť jasné a tiež účinné. LED diódy sú presne to a niektoré som našiel v Spark Fun Electronics. Použil som dve 3 wattové LED diódy, a aby som bol úprimný, sú oslepujúce. Sú trochu opečené, takže na predĺženie životnosti LED diódy určite použite chladič. Spark Fun predáva hliníkovú oddeľovaciu dosku, ktorá má spájkovacie body na drôt a slúži aj ako chladič. Majú tiež rôzne farby LED. LED diódy som pripevnil k stojanu, ktorý som vyrobil z držiaka L, aby držal v strede výrezu. aby som to mohol jednoduchšie vymeniť, priskrutkoval som ich na hliníkový pás, aby ich bolo možné upraviť alebo vymeniť. Obrázky neukazujú, aké svetlé tieto veci v skutočnosti sú. Potom, čo som hľadal sekundu v jednej, sa mi vo videní objavili škvrny

Krok 7: Ovládanie: ROV Side

Toto je pravdepodobne najťažšia časť celého stavebného procesu. Videl som mnoho rôznych prístupov k ovládaniu ROV. Jason Rollette použil mikrokontrolér, čo je skutočne najlepšia cesta. Má úplné analógové ovládanie všetkých motorov a v dátach je prenášaný ethernetový kábel Cat 5e. Pokiaľ však nemáte prostriedky na vytlačenie dosky plošných spojov a naprogramovania mikrokontroléra, montáž nie je najľahšia. Jason má na svojom webe schému obvodu a dosku plošných spojov. Alternatívne môžete na zapnutie a vypnutie motorov použiť relé. nie je to také dobré ako ovládanie celého rozsahu, ale je to oveľa jednoduchšie a priamejšie. V spoločnosti Homebuilt ROV Steve použil relé na ovládanie Seafoxu a má dobrého sprievodcu na zostavenie ľubovoľného počtu motorov ovládaných relé. Toto je jeden zo 4 regulátorov rýchlosti, ktoré používam na ovládanie pohonu.

Krok 8: Napájanie

Rozhodol som sa nosiť batérie v mojom ROV, aby bol nezávislejší a znížil počet káblov prechádzajúcich na povrch. Toto je jedna z dvoch 12 -voltových batérií s výkonom 2,5 ampéra za hodinu, ktoré som kúpil od spoločnosti Battery Mart. Už som ho zapojil do konektora Deans Ultra, aby ho bolo možné v prípade potreby ľahko odstrániť. Vzhľadom na odber ampérov rakiet bude možno potrebné zapojiť nabíjací obvod, aby sa batérie doplnili. Budú nesené v dvoch bočných trubkách a pridajú ROV potrebnú hmotnosť

Krok 9: Ovládanie: povrch

Teraz vstupujeme do ťažkej oblasti pilotovania. Dvaja ľudia, s ktorými som sa rozprával, používajú na ovládanie ROV prenosný počítač, pomocou klávesnice alebo joysticku pohybujú ROV. Je to skvelé, pretože všetko, čo potrebujete, je ROV, ovládací kábel a prenosný počítač.

Chcel som úplné analógové ovládanie bez použitia mikrokontroléra, a tak som sa rozhodol pre ESC, elektronické regulátory rýchlosti. Tieto by mal poznať každý, kto má modelové lietadlo alebo auto. Potreboval som regulátor rýchlosti cúvania a narazil som na niektorých v Bane Bots. Sú zapojené do prijímača vo vnútri ROV a anténa je pripevnená k jednému z drôtov Cat 5. Odtiaľ som použil svoj diaľkový ovládač Hitec s príslušným kryštálom a frekvenciou. Svetlo sa ovláda spínačom, ktorý je ovládaný servomotorom. Kompas ešte nie je nastavený, ale myslím, že by som mohol použiť veľa diód LED namiesto toho, aby som sa pokúšal prepojiť ho s prenosným počítačom. EDIT: Odvtedy som aktualizoval svoj riadiaci systém pomocou mikrokontroléra Arduino a servopohonu. Výsledky zverejním čoskoro, keď dokončím skúšky na mori.

Krok 10: Tether

Na pripojenie ROV k regulátoru používam 100 stôp ethernetového kábla Cat 5e. Má 8 drôtov, ktoré pekne zapadajú do mojich plánov. Ak mám viac funkcií, ktoré potrebujem na spustenie, mohol by som pridať druhý kábel, ale zatiaľ to vyzerá dobre. Toto zariadenie má kategóriu Cat 5, čo znamená, že ho možno prevliecť stenami pomocou rybárskej pásky. Krytina je silne zmrštená a vo vnútri má tenkú nylonovú šnúru, ktorá pomáha distribuovať záťaž po celom kábli. Vďaka tomu je odolnejší a znižuje šancu, že poškodím kábel v dôsledku zaťaženia. Kábel budem musieť pridať plaváky, pretože sa kvôli svojej hmotnosti pravdepodobne potopí. Konektor, ktorý som použil, je ethernetový konektor Bulgin Buccaneer. Oddelením kábla a robota uľahčuje prepravu ROV. Bulgin dôkladne testuje ich konektor a tento je údajne hodnotený na 30 stôp po dobu 2 týždňov a 200 stôp po dobu niekoľkých dní. Keďže neplánujem prekročiť stovku, je to v medziach.

Krok 11: Testovanie

Prvýkrát, čo ROV uvidel vodu, som ju testoval v strýkovom bazéne. Ako sa dalo očakávať, ROV bol príliš vznosný. Odvtedy som pridal olovené závažia, ktoré som kúpil v poľovníckom obchode, aby som zvýšil hmotnosť lyžín. Olovená strela by bola vhodnejšia, pretože je jemnejšia a jednoduchšie sa používa, ale je skutočne drahá. Olovo mi tiež umožňuje nastaviť predradník s primeranou mierou presnosti v prípade, že potrebujem na mieste zmeniť hmotnosť. Celkový požadovaný predradník bol asi 8 libier, čo je značná záťaž. Ďalší test bude v inom bazéne a potom, dúfajme, do jazera! Ak ho plánujete používať v slanej vode, nebolo by zlé ho potom opláchnuť, aby sa znížila korózia.

V blízkej budúcnosti sa pokúsim zverejniť niekoľko videí, ktoré ukážu, ako táto vec vo vode funguje