Podvodní ROV: 11 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Tento instruktážní program vám ukáže proces vybudování plně funkčního ROV schopného 60 stop nebo více. Tento ROV jsem postavil s pomocí svého otce a několika dalších lidí, kteří již ROV stavěli. Byl to dlouhý projekt, který trval celé léto a část začátku školního roku.

Krok 1: Design

Aby byl ROV stabilní ve vodě, potřebujete design, který je vážený na dně a má plováky nahoře. První ROV postavil Steve z Homebuilt ROV. Jeho webová stránka má mnoho návrhů ROV a také odkazy na jiné webové stránky ROV. Na svém webu také obsahuje několik návodů, jak na to. Zjistil jsem, že tato stránka je neocenitelná při budování mého ROV, a doporučil bych ji každému, kdo má zájem stavět si vlastní. Druhý ROV byl postaven Jason Rollette na Rollette.com Jeho design je trochu jiný, ale stále velmi účinný. Pro svůj ROV jsem se rozhodl na velké středové trubce se dvěma menšími trubkami umístěnými na obou stranách, mírně pod středovou trubkou.

Krok 2: Rámeček

Zde je začátek rámce, který stavím pro ROV. Ořezal jsem okna z plexiskla a obrousil je, aby se vešly do potrubí. Toto je ABS trubka Schedule 40, běžně používaná pro odpadní vody. Při spojování této trubky se ujistěte, že používáte rozpouštědlové lepidlo, které je speciálně vyrobeno pro lepení ABS. Běžný PVC cement nebude fungovat nebo nevytvoří špatný spoj, který by mohl prosakovat. K utěsnění plexiskla a zabránění vniknutí vody používám také mořský tmel. Na zadní straně používám šroubovací zátky pro případ, že bych potřeboval znovu přístup k bateriím nebo elektronice. Budu muset zabalit nitě do teflonové pásky, aby byla vodotěsná. Po několika testech jsem zjistil, že šroubové zátky prosakují, a tak jsem přešel na gumové koncovky, které mají páskovou svorku, která je zajišťuje.

Krok 3: Rakety

Jednou z nejdůležitějších vlastností ROV je pohyb. Zjistil jsem, že většina lidí používá jako tlačný prostředek námořní podpalubní pumpy. Čerpadla BIlge mají mnoho výhod. Jsou určeny k ponoření, jsou poměrně silné a lze je snadno přidat ke stávajícímu ROV. Většina je používá v současné konfiguraci, ale já jsem se rozhodl použít vrtule ke zvýšení tahu. Postupoval jsem podle pokynů v Homebuilt ROVs. V sekcích Jak na to má pokyny k převodu podpalubí pumpy na použití rekvizity. Vrtule pocházejí z Harbour Models, mají dobrý výběr plastů a několik pěkných mosazných rekvizit, mnoha různých velikostí. Použil jsem 4 bilge pumpy Rule 1100 GPH, 2 pro dopředný, zpětný a otáčivý a 2 pro nahoru a dolů. 1: Odřízněte všechny bílé pláště drenážního čerpadla, ale dávejte pozor, abyste nezařezali do červeného krytu motoru Krok 2: Pomocí šroubováku vypáčte oběžné kolo, modrou věc odhalte hřídel motoru. Krok 3: Používám vrtulový adaptér pro letadlo k připevnění vrtule k hřídeli. Má nastavovací šroub a jen jsem utáhl matici proti závitovému náboji na podpěře, aby se zajistil v poloze. Musel jsem znovu nasadit podpěrný adaptér, protože byl trochu moc velký. Jako zvláštní preventivní opatření jsem použil utěsnění závitu k utěsnění sestavy dohromady. Ačkoli to vypadalo jednoduše, trvalo to dlouho, než to udělal správně.

Krok 4: Navigace

Abych určil, kterým směrem je ROV obrácen, použil jsem elektronický kompas. Toto je elektronický kompas Dinsmore 1490. Dostal jsem to od Zargos Robotics. Toto schéma jsem použil k vytvoření vizuální reprezentace směru. Jedna poznámka: Tento kompas nemá sever. Stačí vybrat směr jako sever a poté se všechny ostatní seřadí. Je také velmi citlivý na náklon, o několik stupňů a zkazí se. Snímá změny v magnetickém poli Země, takže jej umístěte dostatečně daleko od magnetů, jako jsou ty v motorech. Pokud potřebujete více informací o kompasu, podívejte se na tento web

Na obrázku se čtyři dráty ve stříbrném pouzdru dostanou na povrch a spojí se s počítačem, aby mi ukázaly, kterým směrem se dívám. Píšu program, který otočí obrázek robota, aby ukázal směr. Může to však chvíli trvat, takže prozatím mohu použít pouze diody LED. Pro kompas s kompenzací náklonu se podívejte na tento na Sparkfun. Je to rozhodně nejlepší, ale také nese obrovskou cenu EDIT: Odstranil jsem to kvůli jeho neschopnosti udržet stabilní nadpis. To je s největší pravděpodobností kvůli náklonu, který kompas nezvládl, spolu s magnetickým rušením.

Krok 5: Fotoaparát

Očividně potřebujete kameru, abyste viděli, co se děje, že? Při pořizování fotoaparátu existuje několik různých způsobů. Pokud plánujete jít docela hluboko, pak by byla černobílá infračervená kamera dobrá sázka. Pro mělčí vodu funguje barva stejně dobře a navíc zobrazuje více detailů (tj. Barvu?). Pokud opravdu chcete dobrý obrázek, jděte s vyhrazenou podvodní kamerou. Ty stojí o něco více, ale nemusíte se starat o skříň a často se automaticky přepínají na noční vidění s vestavěným IR osvětlením, když není dostatek světla. Šel jsem s barevnou kamerou 30 $ od Spark Fun. Má výstup RCA, který připojím k počítači. Zde je připojen k držáku připravenému k instalaci. Karta PC se připojuje k fotoaparátu pomocí RCA a je dodáván s programem pro prohlížení a zachycení videa

Krok 6: Světla

Potřeboval jsem nějaká světla, která jsou docela jasná a také účinná. LED diody jsou přesně takové a některé jsem našel ve Spark Fun Electronics. Použil jsem dvě 3 wattové LED diody, a abych byl upřímný, oslepují. Jsou trochu toasty, takže nezapomeňte použít chladič k prodloužení životnosti LED. Spark Fun prodává hliníkovou rozbíjecí desku, která má pájecí místa pro drát a funguje také jako chladič. Mají také různé barvy LED. LED jsem připevnil ke stojanu, který jsem vyrobil z držáku L, aby držel ve středu výřezu. Aby to bylo snazší změnit, přišrouboval jsem je k hliníkovému pásu, aby je bylo možné upravit nebo vyměnit. Obrázky neukazují, jak jasné tyto věci ve skutečnosti jsou. Poté, co jsem hledal sekundu v jedné, měl jsem ve vidění skvrny

Krok 7: Ovládání: ROV Side

To je pravděpodobně nejtěžší část celého procesu stavby. Viděl jsem mnoho různých přístupů k ovládání ROV. Jason Rollette použil mikrokontrolér, což je opravdu nejlepší cesta. Má plné analogové ovládání všech motorů a na data je přenášen ethernetovým kabelem Cat 5e. Pokud však nemáte prostředky k vytištění desky plošných spojů a naprogramování mikrokontroléru, sestavení není nejjednodušší. Jason má na svém webu schéma obvodu a desky plošných spojů Alternativně můžete k zapnutí a vypnutí motorů použít relé. to není tak dobré jako ovládání plného rozsahu, ale je to mnohem jednodušší a přímočařejší. V Homebuilt ROVs Steve používal relé k ovládání Seafoxu a má dobrý průvodce sestavením libovolného počtu motorů ovládaných relé. Toto je jeden ze 4 regulátorů rychlosti, které používám pro ovládání trysek

Krok 8: Napájení

Rozhodl jsem se nosit baterie ve svém ROV, aby byl nezávislejší a omezil počet kabelů, které jdou na povrch. Toto je jedna ze dvou 12voltových baterií 2,5 ampér za hodinu, které jsem koupil od společnosti Battery Mart. Již jsem jej zapojil do konektoru Deans Ultra, takže jej lze v případě potřeby snadno odstranit. Kvůli odběru zesilovačů trysek možná budu muset zapojit nabíjecí obvod, aby byly baterie nabity. Budou neseny ve dvou bočních trubkách a přidají ROV tolik potřebnou hmotnost

Krok 9: Ovládání: Surface

Nyní vstupujeme do obtížné říše pilotování. Dva lidé, s nimiž jsem hovořil, používají notebook k ovládání ROV pomocí klávesnice nebo joysticku k pohybu ROV. To je skvělé, protože vše, co potřebujete, je ROV, ovládací kabel a váš notebook.

Chtěl jsem úplné analogové ovládání bez použití mikrokontroléru, a tak jsem se rozhodl pro ESC, elektronické regulátory rychlosti. Ty by měl znát každý, kdo má modelové letadlo nebo auto. Potřeboval jsem ovladače rychlosti couvání a narazil jsem na některé z Bane Bots. Jsou zapojeny do přijímače uvnitř ROV a anténa je připojena k jednomu z vodičů Cat 5. Odtud jsem použil dálkové ovládání Hitec s příslušným krystalem a frekvencí. Světlo je ovládáno spínačem, který je ovládán servem. Kompas ještě nebyl nastaven, ale myslím, že bych mohl místo instalace rozhraní s notebookem použít spoustu LED diod. EDIT: Od té doby jsem upgradoval svůj řídicí systém pomocí mikrokontroléru Arduino a servopohonu. Své výsledky zveřejním, jakmile dokončím zkoušky na moři.

Krok 10: Tether

Pro připojení ROV k řadiči používám 100 stop ethernetového kabelu Cat 5e. Má 8 drátů, které pěkně zapadají do mých plánů. Pokud mám více funkcí, které potřebuji ke spuštění, mohl bych přidat druhý kabel, ale prozatím to vypadá dobře. Jedná se o plenum s hodnocením Cat 5, což znamená, že jej lze protáhnout stěnami pomocí rybářské pásky. Kryt je pevně smrštěný a uvnitř je tenká nylonová šňůra, která pomáhá rozložit zátěž na celý kabel. Díky tomu je odolnější a snižuje šanci, že kabel poškodím při zatížení. Budu muset ke kabelu přidat plováky, protože se pravděpodobně kvůli své hmotnosti potopí. Konektor, který jsem použil, je ethernetový konektor Bulgin Buccaneer. Oddělením kabelu a robota usnadňuje přepravu ROV. Bulgin svůj konektor důkladně testuje, a to je údajně hodnoceno na 30 stop po dobu 2 týdnů a 200 stop po dobu několika dní. Vzhledem k tomu, že plánuji už ne více než 100, je to v mezích.

Krok 11: Testování

Když ROV poprvé uviděl vodu, testoval jsem ji v bazénu svého strýce. Jak se dalo očekávat, ROV byl příliš plovoucí. Od té doby jsem přidal olověné závaží, které jsem koupil v loveckém obchodě, abych přidal váhu na lyžinách. Olověná střela by byla vhodnější, protože je jemnější a snáze se používá, ale je opravdu drahá. Olovo mi také umožňuje upravit předřadník s přiměřenou mírou přesnosti v případě, že potřebuji na místě změnit hmotnost. Celkový požadovaný předřadník byl asi 8 liber, což byla docela zátěž. Další test bude v jiném bazénu a pak doufejme, že do jezera! Pokud to plánujete používat ve slané vodě, nebylo by od věci je poté opláchnout, aby se koroze snížila.

V blízké budoucnosti se pokusím zveřejnit několik videí, abych ukázal, jak tato věc ve vodě funguje