Undervands ROV: 11 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Denne instruktive viser dig processen med at bygge en fuldt funktionsdygtig ROV, der er 60ft eller mere. Jeg byggede denne ROV ved hjælp af min far og flere andre mennesker, der har bygget ROV'er før. Dette var et langt projekt, der tog al sommer og en del af begyndelsen af skoleåret.

Trin 1: Design

For at holde ROV stabil i vandet, har du brug for et design, der er vægtet i bunden og har flyder på toppen. Den første ROV blev bygget af Steve of Homebuilt ROV'er. Hans websted har mange ROV -designs samt links til andre ROV -websteder. Han inkorporerer også flere How To -instruktioner på sit websted. Jeg syntes, at dette websted var uvurderligt med hensyn til at bygge min ROV, og vil anbefale det til alle, der er interesseret i at bygge deres egen. Den anden ROV blev bygget var Jason Rollette på Rollette.com Hans design er lidt anderledes, men stadig meget effektivt. For min ROV besluttede jeg på et stort centerrør med to mindre rør placeret på hver side, lidt under centerrøret.

Trin 2: Ramme

Her er begyndelsen på den ramme, jeg bygger til ROV'en. Jeg skar plexiglasvinduer og slibede dem, så de passede inde i røret. Dette er Schedule 40 ABS -rør, der normalt bruges til spildevand. Når du samler dette rør, skal du sørge for at bruge opløsningsmiddellim, der er specielt fremstillet til limning af ABS. Normal PVC -cement fungerer ikke eller skaber en dårlig binding, der kan lække. Jeg bruger også en marineforsegling til at forsegle plexiglaset og forhindre vand i at komme ind. På bagsiden bruger jeg skruestik, hvis jeg skal have adgang til batterierne eller elektronikken igen. Jeg bliver nødt til at pakke trådene ind i teflonbånd for at gøre det vandtæt. Efter nogle afprøvninger fandt jeg ud af, at skruepropperne lækker, så jeg skiftede til endehætter i gummi, der har en båndklemme for at sikre dem.

Trin 3: Thrusters

En af de vigtigste egenskaber ved en ROV er bevægelse. Jeg fandt ud af, at de fleste mennesker bruger marine lænsepumper som et middel til fremdrift. BIlge -pumper har mange fordele. De er beregnet til at være nedsænket, de er temmelig kraftfulde, og de er lette at tilføje til en eksisterende ROV. De fleste bruger dem i deres nuværende konfiguration, men jeg valgte at bruge propeller til at øge tryk. Jeg fulgte instruktionerne på Homebuilt ROV'er. I afsnittene How To har han instruktioner om, hvordan man konverterer en lænsepumpe til at bruge en prop. Propellerne kom fra Harbour Models, de har et godt udvalg af plastik og nogle flotte messing rekvisitter, med mange forskellige størrelser. Jeg brugte 4 Rule 1100 GPH lænsepumper, 2 til fremad, bagud og drejning, og 2 til op og ned. Trin 1: Skær alt det hvide hus af lænsepumpen af, men pas på ikke at skære i det røde motorhus Trin 2: Brug en skruetrækker til at lirke løbehjulet, den blå ting til at afsløre motorakslen. Trin 3: Jeg bruger en prop -adapter til et fly til at fastgøre propellen til akslen. Den har en sætskrue, og jeg strammede lige møtrikken mod gevindskruet nav på støtten for at låse den på plads. Jeg var nødt til at genstyre prop-adapteren, fordi den var lidt for stor. Som en ekstra sikkerhedsforanstaltning brugte jeg trådlås til at forsegle forsamlingen sammen. Da trådene ikke stod på linje, blev jeg tvunget til at trykke igen på adapteren. Selvom det virkede ligetil, tog det lang tid at gøre det korrekt.

Trin 4: Navigation

For at bestemme hvilken retning ROV vender, brugte jeg et elektronisk kompas. Dette er et Dinsmore 1490 elektronisk kompas. Jeg fik det fra Zargos Robotics. Jeg brugte denne skematiske til at skabe en visuel fremstilling af retningen. En note: Dette kompas har ingen nord. Du vælger bare en retning som nord, og så står resten i kø. Det er også meget følsomt at vippe, et par grader, og det bliver skruet op. Det registrerer ændringer i Jordens magnetfelt, så sørg for at placere det langt nok væk fra magneter, som dem i motorerne. Hvis du har brug for mere information om kompasset, kan du tjekke dette websted

På billedet vil de fire ledninger i sølvhuset gå til overfladen og grænseflade med computeren for at vise mig, hvilken retning jeg vender. Jeg skriver et program, der vil rotere et billede af robotten for at vise retning. Dette kan dog tage et stykke tid, så for nu kan jeg bare bruge lysdioderne For et vippekompenseret kompas, tjek denne på Sparkfun. Det er absolut toppen af linjen, men har også en enorm prislapp EDIT: Jeg fjernede dette på grund af dets manglende evne til at opretholde en stabil kurs. Dette skyldes sandsynligvis den hældning, som kompasset ikke kunne håndtere, sammen med den forstørrende interferens.

Trin 5: Kamera

Det er klart, at du har brug for et kamera for at kunne se, hvad der foregår, ikke? Der er flere forskellige måder at gå, når man får et kamera. Hvis du planlægger at gå temmelig dybt, ville et sort -hvidt infarget kamera være et godt bud. For lavere vand fungerer farve lige så godt, plus den viser flere detaljer (dvs. farve?). Hvis du virkelig vil have et godt billede, så gå med et dedikeret undervandskamera. Disse koster en del mere, men du behøver ikke bekymre dig om et kabinet, og de skifter ofte til nattesyn automatisk med indbygget IR -belysning, når der ikke er nok lys. Jeg gik med et 30 $ farvekamera fra Spark Fun. Den har en RCA -udgang, som jeg vil vedhæfte til min computer. Her er det fastgjort til en holder, der er klar til at blive installeret. PC -kortet tilsluttes kameraet via RCA, og kom også med et program til at se og optage videofeedet

Trin 6: Lys

Jeg havde brug for nogle lys, der er temmelig lyse og også effektive. Lysdioder er præcis det, og jeg fandt nogle hos Spark Fun Electronics. Jeg brugte to 3 watt lysdioder, og for at være ærlig, er de blændende. De bliver en smule toasty, så sørg for at bruge en kølelegeme til at forlænge LED'ens levetid. Spark Fun sælger et aluminiumsbrætbræt, der har loddepunkter til tråd og også fungerer som en køleplade. De har også forskellige LED -farver. Jeg fastgjorde lysdioderne på et stativ, jeg lavede af et L -beslag for at holde det i midten af viewporten. For at gøre det lettere at skifte, boltede jeg dem til en aluminiumsbånd, så de justeres eller udskiftes. Billederne viser ikke, hvor lyse disse ting virkelig er. Efter at have ledt et sekund ad gangen, havde jeg pletter i mit syn

Trin 7: Kontrol: ROV -side

Dette er nok den sværeste del af hele byggeprocessen. Jeg har set adskillige forskellige tilgange til styring af ROV. Jason Rollette brugte en mikrokontroller, hvilket virkelig er den bedste vej at gå. Han har fuld analog kontrol over alle motorer, og ved dataene overføres et Cat 5e Ethernet -kabel. Men medmindre du har midlerne til at udskrive et printkort og programmere en mikrokontroller, er dette ikke det nemmeste at samle. Jason har et diagram over kredsløbet og printkortet på sit websted her Alternativt kan du bruge relæer til at tænde og slukke motorerne. dette er ikke så godt som fuld rækkevidde kontrol, men det er meget enklere og ligetil. På Homebuilt ROV'er brugte Steve relæer til at styre Seafox, og han har en god guide til at samle et vilkårligt antal relæstyrede motorer. Dette er en af de 4 hastighedsregulatorer, jeg bruger til thrusterstyringen

Trin 8: Strøm

Jeg besluttede at bære batterier i min ROV for at gøre det mere uafhængigt og reducere antallet af kabler, der går til overfladen. Dette er et af to 12 volt 2,5 amp timers batterier, jeg købte fra Battery Mart. Jeg har allerede koblet det til et Deans Ultra -stik, så det let kan fjernes, hvis det er nødvendigt. På grund af forstærkerens træk på thrusterne skal jeg muligvis indarbejde et opladningskredsløb for at holde batterierne afbrudt. De vil blive transporteret i de to siderør og tilføre ROV en tiltrængt vægt

Trin 9: Kontrol: Overflade

Nu går vi ind i det vanskelige pilotområde. De to personer, jeg talte med, bruger en bærbar computer til at styre deres ROV ved hjælp af et tastatur eller joystick til at flytte ROV'en rundt. Dette er fantastisk, fordi alt hvad du behøver er ROV, kontrolkablet og din bærbare computer.

Jeg ville have fuld analog kontrol uden brug af en mikrokontroller, så jeg besluttede mig for ESC'er, elektroniske hastighedsregulatorer. Disse bør være velkendte for alle, der har et modelfly eller en bil. Jeg havde brug for bakhastighedsregulatorer og faldt over nogle på Bane Bots. De sættes i modtageren inde i ROV'en, og antennen er fastgjort til en af Cat 5 -ledningerne. Derfra brugte jeg min Hitec fjernbetjening med den passende krystal og frekvens. Lyset styres af en kontakt, der betjenes af en servo. Kompasset mangler endnu at blive opsat, men jeg tror, at jeg måske bare vil bruge en flok lysdioder i stedet for at prøve at grænseflade det med min bærbare computer. EDIT: Jeg har siden opgraderet mit kontrolsystem ved hjælp af en Arduino mikrokontroller og en servo controller. Jeg sender mine resultater, så snart jeg er færdig med havprøver.

Trin 10: Tether

For at tilslutte ROV'en til controlleren bruger jeg 100 fod Cat 5e Ethernet -kabel. Den har 8 ledninger, som passer fint til mine planer. Jeg tilføjer måske et andet kabel, hvis jeg har flere funktioner, jeg skal køre, men i øjeblikket ser det godt ud. Dette er plenum klassificeret Cat 5, hvilket betyder, at det kan trækkes gennem vægge ved hjælp af en fisketape. Betrækket er tæt krympet og har en tynd nylonsnor indeni, der hjælper med at fordele belastningen over hele kablet. Dette gør det mere holdbart og reducerer chancen for, at jeg beskadiger kablet på grund af belastning. Jeg bliver nødt til at tilføje flydere til kablet, fordi det sandsynligvis vil synke på grund af dets vægt. Det stik, jeg brugte, er et Bulgin Buccaneer Ethernet -stik. Det gør det lettere at transportere ROV'en ved at adskille kablet og robotten. Bulgin tester deres stik grundigt, og dette er angiveligt vurderet til 30 fod i 2 uger og 200 fod i et par dage. Da jeg planlægger ikke at gå mere end 100, er dette godt inden for grænserne.

Trin 11: Test

Første gang ROV så vand, testede jeg det i min onkels pool. Som forventet var ROV'en for flydende. Jeg har siden tilføjet blyvægte, jeg købte i en jagtbutik for at tilføre vægt til skidserne. Blyskud ville have været at foretrække, fordi det er finere og lettere at bruge, men det er virkelig dyrt. Ledningen giver mig også mulighed for at justere ballasten med en rimelig grad af præcision, hvis jeg skal ændre vægten på stedet. Den samlede nødvendige ballast var omkring 8 lbs, ganske stor belastning. Den næste test vil være i en anden pool, og så er den forhåbentlig i en sø! Hvis du planlægger at bruge dette i saltvand, ville det ikke være en dårlig idé at skylle det af bagefter for at holde korrosion nede.

Jeg vil prøve at sende nogle videoer i den nærmeste fremtid for at vise, hvordan denne ting fungerer i vandet