Onderwater ROV - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Deze instructable laat je het proces zien van het bouwen van een volledig functionele ROV die 60ft of meer kan. Ik heb deze ROV gebouwd met de hulp van mijn vader en verschillende andere mensen die eerder ROV's hebben gebouwd. Dit was een lang project dat de hele zomer en een deel van het begin van het schooljaar in beslag nam.

Stap 1: Ontwerp

Om de ROV stabiel in het water te houden, heb je een ontwerp nodig dat aan de onderkant verzwaard is en aan de bovenkant drijft. De eerste ROV werd gebouwd door Steve van Homebuilt ROV's. Zijn website heeft tal van ROV-ontwerpen en links naar andere ROV-websites. Hij neemt ook verschillende How To-instructies op in zijn site. Ik vond deze site van onschatbare waarde bij het bouwen van mijn ROV, en zou het iedereen aanbevelen die geïnteresseerd is in het bouwen van hun eigen ROV. De tweede ROV werd gebouwd door Jason Rollette op Rollette.com. Zijn ontwerp is een beetje anders, maar nog steeds erg effectief. Voor mijn ROV heb ik besloten op een grote middenbuis met twee kleinere buizen aan weerszijden, iets onder de middenbuis.

Stap 2: Kader

Hier is het begin van het frame dat ik aan het bouwen ben voor de ROV. Ik heb plexiglas ramen gesneden en geschuurd om in de pijp te passen. Dit is Schedule 40 ABS-buis, die vaak wordt gebruikt voor afvalwater. Zorg er bij het verbinden van deze buis voor dat u oplosmiddellijm gebruikt die speciaal is gemaakt voor het verlijmen van ABS. Normaal PVC-cement zal niet werken of een slechte hechting creëren die zou kunnen lekken. Ik gebruik ook een watervaste kit om het plexiglas af te dichten en te voorkomen dat er water binnenkomt. Aan de achterkant gebruik ik schroefpluggen voor het geval ik weer toegang moet krijgen tot de batterijen of elektronica. Ik zal de draden in teflontape moeten wikkelen om het waterdicht te maken. Na wat testen ontdekte ik dat de schroefpluggen lekken, dus schakelde ik over op rubberen eindkappen met een bandklem om ze vast te zetten.

Stap 3: Boegschroeven

Een van de belangrijkste kenmerken van een ROV is beweging. Ik ontdekte dat de meeste mensen onderwaterlenspompen gebruiken als stuwkracht. Lenspompen hebben veel voordelen. Ze zijn bedoeld om te worden ondergedompeld, ze zijn redelijk krachtig en ze zijn eenvoudig toe te voegen aan een bestaande ROV. De meesten gebruiken ze in hun huidige configuratie, maar ik heb ervoor gekozen om propellers te gebruiken om de stuwkracht te vergroten. Ik volgde de instructies bij Homebuilt ROV's. In de How To-secties heeft hij instructies voor het ombouwen van een lenspomp om een steun te gebruiken. De propellers kwamen van Harbor Models, ze hebben een goede selectie plastic en een aantal mooie koperen rekwisieten, met veel verschillende maten. Ik gebruikte 4 Rule 1100 GPH lenspompen, 2 voor vooruit, achteruit en draaien, en 2 voor op en neer. Stap 1: Snijd alle witte behuizing van de lenspomp af, maar pas op dat u niet in de rode motorbehuizing snijdt Stap 2: Gebruik een schroevendraaier om de waaier los te wrikken, het blauwe ding om de motoras bloot te leggen. Stap 3: Ik gebruik een prop-adapter voor een vliegtuig om de propeller aan de as te bevestigen. Het heeft een stelschroef en ik heb zojuist de moer vastgedraaid tegen de schroefdraadnaaf op de steun om hem op zijn plaats te vergrendelen. Ik moest de prop-adapter opnieuw inrijgen omdat deze iets te groot was. Als extra voorzorgsmaatregel heb ik draadborgmiddel gebruikt om het geheel aan elkaar te verzegelen. Omdat de draden niet op één lijn lagen, was ik genoodzaakt om de propadapter opnieuw te tikken. Hoewel het eenvoudig leek, kostte het veel tijd om het correct te doen.

Stap 4: Navigatie

Om te bepalen in welke richting de ROV staat, heb ik een elektronisch kompas gebruikt. Dit is een elektronisch kompas van Dinsmore 1490. Ik heb het van Zargos Robotics. Ik heb dit schema gebruikt om een visuele weergave van de richting te maken. Eén opmerking: dit kompas heeft geen noorden. Je selecteert gewoon een richting als het noorden, en dan komt de rest in een rij. Het is ook erg gevoelig voor kantelen, een paar graden en het raakt verpest. Het detecteert veranderingen in het magnetische veld van de aarde, dus zorg ervoor dat je het ver genoeg uit de buurt van magneten plaatst, zoals die in de motoren. Als je meer informatie over het kompas nodig hebt, kijk dan op deze site

Op de afbeelding gaan de vier draden in de zilveren behuizing naar de oppervlakte en communiceren met de computer om me te laten zien in welke richting ik kijk. Ik ben een programma aan het schrijven dat een afbeelding van de robot zal draaien om de richting aan te geven. Dit kan echter een tijdje duren, dus voor nu zou ik gewoon de LED's kunnen gebruiken. Voor een tilt-gecompenseerd kompas, bekijk deze op Sparkfun. Het is absoluut top, maar heeft ook een enorm prijskaartje. EDIT: ik heb dit verwijderd vanwege het onvermogen om een vaste koers te behouden. Dit is hoogstwaarschijnlijk te wijten aan de kanteling die het kompas niet aankan, samen met de magnetische interferentie.

Stap 5: Camera

Natuurlijk heb je een camera nodig om te kunnen zien wat er aan de hand is, toch? Er zijn verschillende manieren om te gaan bij het kopen van een camera. Als je van plan bent behoorlijk diep te gaan, dan is een zwart-wit infraroodcamera een goede keuze. Voor ondieper water werkt kleur net zo goed, plus het toont meer details (bijv. kleur?). Als je echt een goede foto wilt, ga dan voor een speciale onderwatercamera. Deze kosten nogal wat meer, maar je hoeft je geen zorgen te maken over een behuizing, en ze schakelen vaak automatisch over naar nachtzicht met ingebouwde IR-verlichting wanneer er niet genoeg licht is. Ik ging voor een 30 $ kleurencamera van Spark Fun. Het heeft een RCA-uitgang die ik op mijn computer zal aansluiten. Hier is het bevestigd aan een houder die klaar is om te worden geïnstalleerd. De pc-kaart wordt via RCA op de camera aangesloten en werd ook geleverd met een programma om de videofeed te bekijken en vast te leggen

Stap 6: Lichten

Ik had wat lampen nodig die redelijk helder en ook efficiënt zijn. LED's zijn precies dat, en ik vond er een paar bij Spark Fun Electronics. Ik heb twee LED's van 3 watt gebruikt, en om eerlijk te zijn, ze zijn verblindend. Ze worden een beetje geroosterd, dus zorg ervoor dat u een koellichaam gebruikt om de levensduur van de LED te verlengen. Spark Fun verkoopt een aluminium breakout-bord met soldeerpunten voor draad en fungeert ook als koellichaam. Ze hebben ook verschillende LED-kleuren. Ik heb de LED's bevestigd aan een standaard die ik heb gemaakt van een L-beugel om de in het midden van de viewport te houden. om het wisselen te vergemakkelijken heb ik ze op een aluminium strip geschroefd zodat ze aangepast of vervangen kunnen worden. De foto's laten niet zien hoe helder deze dingen werkelijk zijn. Na een seconde op een te hebben gezocht, had ik vlekken in mijn zicht

Stap 7: Controle: ROV Side

Dit is waarschijnlijk het moeilijkste deel van het hele bouwproces. Ik heb veel verschillende benaderingen gezien om de ROV te besturen. Jason Rollette gebruikte een microcontroller, wat echt de beste manier is om te gaan. Hij heeft volledige analoge besturing van alle motoren en bij de gegevens wordt een Cat 5e Ethernet-kabel verzonden. Tenzij je echter de middelen hebt om een printplaat af te drukken en een microcontroller te programmeren, is dit niet de gemakkelijkste om te monteren. Jason heeft een schema van het circuit en de print op zijn site hier. Als alternatief kun je relais gebruiken om de motoren aan en uit te zetten. dit is niet zo goed als controle over het volledige bereik, maar het is veel eenvoudiger en ongecompliceerder. Bij zelfgebouwde ROV's gebruikte Steve relais om de Seafox te besturen, en hij heeft een goede gids voor het monteren van een willekeurig aantal relaisgestuurde motoren. Dit is een van de 4 snelheidsregelaars die ik gebruik voor de boegschroefregeling

Stap 8: Stroom

Ik besloot om batterijen in mijn ROV te vervoeren om het onafhankelijker te maken en het aantal kabels dat naar de oppervlakte gaat te verminderen. Dit is een van de twee 12 volt accu's van 2,5 ampère die ik bij Battery Mart heb gekocht. Ik heb het al aangesloten op een Deans Ultra-connector, zodat het gemakkelijk kan worden verwijderd als dat nodig is. Vanwege het stroomverbruik van de stuwraketten, moet ik misschien een laadcircuit opnemen om de batterijen op hun plaats te houden. Ze worden in de twee zijbuizen gedragen en voegen het broodnodige gewicht toe aan de ROV

Stap 9: Controle: Oppervlak

Nu betreden we het moeilijke rijk van het loodsen. De twee mensen met wie ik sprak, gebruikten een laptop om hun ROV te besturen, met een toetsenbord of joystick om de ROV te verplaatsen. Dit is geweldig, want alles wat je nodig hebt is de ROV, de besturingskabel en je laptop.

Ik wilde volledige analoge besturing zonder een microcontroller te gebruiken, dus koos ik voor ESC's, elektronische snelheidsregelaars. Deze moeten bekend zijn bij iedereen die een modelvliegtuig of auto heeft. Ik had achteruitrijsnelheidsregelaars nodig en kwam er enkele tegen bij Bane Bots. Ze zijn aangesloten op de ontvanger in de ROV en de antenne is bevestigd aan een van de Cat 5-draden. Van daaruit gebruikte ik mijn Hitec-afstandsbediening met het juiste kristal en de juiste frequentie. Het licht wordt bestuurd door een schakelaar die wordt bediend door een servo. Het kompas moet nog worden ingesteld, maar ik denk dat ik misschien gewoon een aantal LED's gebruik in plaats van te proberen het met mijn laptop te verbinden. EDIT: sindsdien heb ik mijn besturingssysteem geüpgraded met behulp van een Arduino-microcontroller en een servocontroller. Ik zal mijn resultaten posten zodra ik klaar ben met proefvaarten.

Stap 10: Tether

Om de ROV op de controller aan te sluiten, gebruik ik 30 meter Cat 5e Ethernet-kabel. Het heeft 8 draden, die mooi passen bij mijn plannen. Ik zou een tweede kabel kunnen toevoegen als ik meer functies heb die ik moet gebruiken, maar voor nu ziet het er goed uit. Dit is plenum geclassificeerd Cat 5, wat betekent dat het door muren kan worden getrokken met behulp van een vistape. De bekleding is strak gekrompen en heeft een dun nylon koord aan de binnenkant dat helpt om de belasting over de hele kabel te verdelen. Dit maakt het duurzamer en verkleint de kans dat ik de kabel beschadig door belasting. Ik zal drijvers aan de kabel moeten toevoegen omdat deze waarschijnlijk zal zinken vanwege zijn gewicht. De connector die ik heb gebruikt is een Bulgin Buccaneer Ethernet-connector. Het maakt het transport van de ROV gemakkelijker door de kabel en de robot te scheiden. Bulgin test hun connector grondig, en dit is vermoedelijk geclassificeerd tot 30ft voor 2 weken en 200ft voor een paar dagen. Aangezien ik van plan ben niet meer dan 100 te gaan, is dit ruim binnen de limieten.

Stap 11: Testen

De eerste keer dat de ROV water zag, heb ik het getest in het zwembad van mijn oom. Zoals verwacht was de ROV te drijvend. Ik heb sindsdien loden gewichten toegevoegd die ik in een jachtwinkel heb gekocht om gewicht aan de skids toe te voegen. Loodshot zou de voorkeur hebben gehad omdat het fijner en gemakkelijker te gebruiken is, maar het is erg duur. Het lood stelt me ook in staat om de ballast met een redelijke mate van precisie af te stellen in het geval dat ik het gewicht ter plaatse moet veranderen. De totale benodigde ballast was ongeveer 8 lbs, een behoorlijke belasting. De volgende test zal in een ander zwembad zijn, en dan is het hopelijk in een meer! Als u van plan bent dit in zout water te gebruiken, is het geen slecht idee om het daarna af te spoelen om corrosie te voorkomen.

Ik zal in de nabije toekomst proberen wat video's te plaatsen om te laten zien hoe dit ding in het water werkt