DIY гүний ROV: 8 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Хэр хэцүү байж болох вэ? Усанд шумбагч машин үйлдвэрлэхэд хэд хэдэн бэрхшээл тулгарсан нь харагдаж байна. Гэхдээ энэ бол хөгжилтэй төсөл байсан бөгөөд нэлээд амжилттай болсон гэж бодож байна. Миний зорилго бол тийм ч их зардал гарахгүй, машин жолоодоход хялбар, усан доор юу харж байгаагаа харуулах камертай болох байсан. Жолоочийн удирдлагаас утас унжиж байх нь надад таалагдаагүй бөгөөд надад олон төрлийн радио хяналтын дамжуулагч аль хэдийн ирсэн байгаа болохоор дамжуулагч, хяналтын хайрцаг тусдаа байсан. Миний ашиглаж байсан 6 суваг дамжуулагч дээр баруун саваа урагш/арагш, зүүн/баруун талд ашигладаг. Зүүн саваа дээш/доош, цагийн зүүний дагуу/CCW эргүүлнэ. Энэ бол квадрат коптер гэх мэт төхөөрөмжүүдэд ашигладаг ижил тохиргоо юм.

Би онлайнаар хараад нэлээд үнэтэй ROV -ууд олж харсан бөгөөд "вектортой түлхэгчтэй" цөөн хэдийг олж харсан. Энэ нь хажуугийн түлхэгчийг 45 градусын өнцгөөр суурилуулж, хүчээ нэгтгэн ROV -ийг аль ч чиглэлд хөдөлгөж болно гэсэн үг юм. Би меканум дугуйгаар хөтлөгч хийсэн бөгөөд тэнд математик хэрэг болно гэж бодсон. (Ref. Mecanum Wheels олон чиглэлтэй робот жолоодох). Тусдаа түлхэгчийг шумбах, гадаргуу дээр ашиглахад ашигладаг. Мөн "вектортой түлхэгч" нь дажгүй сонсогдож байна.

Үүнийг жолоодоход хялбар байхын тулд би гүнзгий барьж, чиглэлээ барихыг хүссэн. Ийм байдлаар жолооч усанд шумбах/гадаргуу дээр гарах эсвэл шинэ гарчиг руу шилжихээс бусад тохиолдолд зүүн саваа огт хөдөлгөх шаардлагагүй болно. Энэ нь бас жаахан сорилт байсан бололтой.

Энэхүү зааварчилгаа нь үүнийг өөрөө хийх зааварчилгааны багц биш юм. Зорилго нь хэрэв хүн живэх зориулалттай ROV бүтээх гэж байгаа бол хэн нэгнээс авах боломжтой эх үүсвэрийг өгөх явдал юм.

Алхам 1: Хүрээ

Энэ бол хялбар сонголт байсан. Бусад хүмүүс юу хийснийг харахаар намайг 1/2 инчийн PVC хоолой руу түлхэв. Энэ нь хямд бөгөөд түүнтэй ажиллахад хялбар байдаг. Хажуугийн болон дээш/доош түлхэгчийг багтаасан ерөнхий загварыг би гаргасан. Удалгүй угсарсны дараа би шар цацлаа. Өө, одоо энэ бол шумбагч онгоц юм! Би үерлэхийн тулд хоолойн дээд ба доод хэсэгт цооног өрөмдсөн. Эд зүйл хавсаргахын тулд би PVC -д утас цоолж, 4 40 зэвэрдэггүй эрэг ашигласан. Би тэдгээрийг маш их ашигладаг байсан.

Хожим нь 3d хэвлэсэн өргөгчийг доороос нь хол байлгадаг гулгууруудыг харуулав. Зайг салгаж, солихын тулд ус өргөх төхөөрөмж хийх шаардлагатай байв. Би зайгаа барих зориулалттай тавиурыг 3d хэвлэсэн. Зайг тавиур дээр velcro оосороор бэхэлсэн. Хуурай хоолойг мөн хилэн туузаар бэхэлсэн байна.

Алхам 2: Хуурай хоолой

Эхний зураг бол хөвөх чадварыг шалгах явдал юм. Хоёр дахь зураг нь түлхэгч утсыг ваартай сум холбогч руу хэрхэн яаж оруулахыг харуулах оролдлого юм. Гурав дахь зураг нь гүн хэмжигч ба түүний утаснуудад зориулсан нэмэлт овойлт юм. Дөрөв дэх зураг нь хуурай хоолойг салгаж байгааг харуулж байна.

Хөвөх чадвар

Хуурай хоолой нь электроникийг агуулдаг бөгөөд ихэнх эерэг хөвөх чадварыг хангадаг. Хамгийн тохиромжтой нь бага хэмжээний эерэг хөвөх чадвар юм, тиймээс хэрэв буруу зүйл хийвэл ROV эцэст нь гадаргуу дээр хөвөх болно. Энэ нь жаахан туршилт, алдаа гаргасан. Хөвөх туршилтын үеэр энд үзүүлсэн угсралт нь живүүлэхийн тулд хэдэн фунт хүч зарцуулсан байна. Энэ нь батерейг самбар дээр суурилуулах талаар хялбар шийдвэр гаргахад хүргэсэн (уяа холболтыг асаахаас ялгаатай нь). Энэ нь хоолойг уртаар нь огтлоход хүргэсэн. 4 инчийн хоолой нь нэг инч тутамд 1/4 фунт хөвөх чадвартай байдаг (би нэг удаа математик хийсэн, гэхдээ энэ бол таамаглал юм). Би мөн доод талд нь PVC "гулсалт" хийж дуусгасан. Тэд хөвөх чадварыг нарийн тааруулахын тулд би хар тугалган цохилт өгсөн.

Усны хамгаалалттай битүүмжлэл

Би эпокси ашиглан оёдол, нүхийг битүүмжилж, неопрен холбогчгүй холбогчийг ашиглахаар шийдсэний дараа ROV нь ус нэвтэрдэггүй найдвартай байсан. Би "ус нэвтэрдэггүй" Ethernet холбогчтой хэсэг хугацаанд тэмцсэн боловч эцэст нь би эдгээрээс татгалзаж, жижиг нүх өрөмдөж, утсыг дотогш оруулж, нүхийг эпокси ашиглан "тогоо" хийлээ. Хабгүй холбогчийг чангалсны дараа салгах гэж оролдоход хэцүү байсан. Цагаан тос түрхэх нь Хуурай хоолойг салгаж, хамтад нь түлхэхэд илүү хялбар болсныг би олж мэдсэн.

Нийлэг бөмбөгийг суурилуулахын тулд би 4 инчийн ABS тагны нүхийг сийлсэн бөгөөд бөмбөгний ирмэгийг авахын тулд ирмэгийг үлдээсэн. Эхэндээ би халуун цавуу туршиж үзсэн боловч тэр даруй гоожсон тул эпокси руу явсан.

Дотор нь

Дотор бүх электроникуудыг 1/16 инчийн хөнгөн цагаан хуудсан дээр суурилуулсан (зогсолтгүй). Энэ нь ердөө 4 инчийн өргөн бөгөөд хоолойн уртыг уртасгадаг. Тийм ээ, би цахилгаан дамжуулдаг, гэхдээ бас дулаан дамжуулдаг гэдгийг би мэднэ.

Утас дамжин өнгөрч байна

Арын 4 "ABS таг нь 2 инчийн цооног өрөмдөж, 2" ABS эмэгтэй адаптерийг наасан. 2 "залгуур нь Ethernet утсыг дамжуулж, вааранд хийх нүх гаргажээ. 3 ширхэг жижиг хэсэг Наалдсан ABS нь мөн "ваар хийх" зориулалттай жижиг тойрог хийсэн.

Би нүх ихтэй юм шиг өрөмдсөн (түлхэгч бүрт 2 ширхэг), гэхдээ би илүү их зүйл хийчихсэн болоосой. Нүх бүрт эмэгтэй сумны холбогчийг шургуулсан (гагнуурын төмрөөс халуун байхад). Цахилгаан утас ба батерейны утаснууд нь эрэгтэй сумны холбогчийг гагнасан байна.

Би гүнзгий хэмжигч утсыг дамжуулж, тогоонд оруулах газар өгөхийн тулд бага зэрэг ABS овойлт нэмж орууллаа. Энэ нь миний хүсч байснаас хамаагүй эмх замбараагүй болсон бөгөөд би утсыг нь үүртэй жижигхэн эзэмшигчтэй зохион байгуулахыг хичээсэн.

Алхам 3: DIY түлхэгч

Вэбээс маш олон санаануудыг олж аваад, уурын шахуургын сумтай хамт явахаар шийдлээ. Тэд тус бүр харьцангуй хямд (ойролцоогоор $ 20+) бөгөөд ойролцоогоор зөв эргүүлэх хүч, хурдтай байдаг. Би дээш/доош түлхэх зориулалттай 500 галлон/цагийн хоёр сум, хажуу тийш нь 1000 GPH дөрвөн сум ашигласан. Эдгээр нь Жонсон шахуургын сум байсан бөгөөд би тэдгээрийг Амазоноор дамжуулан авсан.

Би Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster Mount -ийн загварыг ашиглан түлхүүрийн орон сууцыг 3d хэлбэрээр хэвлэв. Би бас Thingaverse, ROV Bilge Pump Thruster Propeller -ийн дизайнтай сэнсийг 3d хэлбэрээр хэвлэв. Тэд бага зэрэг дасан зохицсон боловч маш сайн ажилласан.

Алхам 4: Модыг холбоно уу

Би 50 фут урттай Cat 6 Ethernet кабель ашигласан. Би үүнийг 50 футын полипропилен олс руу түлхэв. Би кабель дээр наасан үзэгний үзүүрийг ашиглаад олсоор түлхэхэд нэг цаг орчим хугацаа зарцуулав. Уйтгартай, гэхдээ энэ нь ажилласан. Олс нь хамгаалалт, татах хүч, эерэг хөвөх чадварыг өгдөг. Энэхүү хослол нь живсэн хэвээр байгаа боловч Ethernet кабель шиг тийм ч муу биш юм.

Дөрвөн кабелийн хосын гурав нь ашиглагддаг.

• Камер Видео дохио ба газардуулга - Хяналтын хайрцган дахь Arduino OSD бамбай
• ArduinoMega PPM дохио ба газардуулах <---- RC хүлээн авагчийг хяналтын хайрцагт байрлуулна
• ArduinoMega Телеметрийн дохио RS485 - RS485 Arduino Uno -ийг хяналтын хайрцагт тохируулж байна

Instructables -ийн өөр нэг оролцогчийн тайлбар дээр үндэслэн нуурын ёроол дээр уяатай байх нь сайн зүйл биш гэдгийг ойлгосон. Усан бассейны туршилтанд энэ нь асуудал биш байсан. Тиймээс би 3D-ийг PLA болон ердийнхөөс илүү зузаан хана ашиглан олон тооны хавчуураар хэвлэв. Дээрх зураг дээр ROV -тэй илүү ойрхон бүлэглэсэн боловч дунджаар 18 инчийн зайтай уяа холбогчийг байрлуулсан байна. Нөгөө хувь нэмэр оруулагчийн сэтгэгдлээс харахад би хангалттай байгаа эсэхийг мэдэхийн тулд боолтыг уясан торон уутанд хийв.

Алхам 5: Электроникийн самбар дээр

Эхний зураг дээр камер, луужин харуулав. Хоёрдахь зураг нь үргэлжлүүлэн зүйл нэмж оруулснаар юу болохыг харуулдаг. Гурав дахь зураг нь хөнгөн цагаан хавтан бүхий доод талд суурилуулсан мотор хянагчийг өөр дулаан шингээгч байдлаар харуулав.

Хуурай

• Камер - Бичил 120 градус 600TVL FPV камер

  3D хэвлэсэн эзэмшигч дээр суурилуулсан бөгөөд үүнийг бөмбөгөр болгон сунгадаг

• Налуу компенсийг хазайлгах - CMPS12

  • Баригдсан Gyro болон Accelerometer-ийн уншилтууд нь магнитометрийн уншилттай автоматаар нэгтгэгдэж, луужингийн уншилт зөв хэвээр байх бөгөөд ROV-ийн эргэн тойронд
  • Луужин нь мөн температурын заалтыг өгдөг

• Мотор жолооч нар - Ebay - BTS7960B x 5

  • Зай хэмнэхийн тулд их хэмжээний дулаан шингээгчийг зайлуулах шаардлагатай байв
  • Хөнгөн цагаан хавтан дээр дулаан дамжуулах тос суурилуулсан
  • Хөнгөн цагаан хавтангийн хоёр талд шууд суурилуулсан хөнгөн цагаан хавтан
  • Туршлагаас харахад жолооч нар хүчин чадлаараа сайн ажилладаг тул халаалт нь асуудал биш юм
• Ардуино мега
• RS485 модуль нь телеметрийн цуваа дохиог сайжруулдаг

• Одоогийн мэдрэгч Цахилгаан модуль

  • Цахилгаан хэрэгсэлд 5А хүртэл 3А хүртэлх хүчийг өгдөг
  • 12 вольтын хөдөлгүүртэй жолоочийн 90А хүртэлх гүйдлийн хүчийг хэмждэг
  • Батерейны хүчдэлийг хэмждэг
• 12V гэрлийг ажиллуулах реле (5v)

Нойтон

• Даралт (гүн) мэдрэгчийн модуль-Амазон-MS5540-CM

  Мөн усны температурын заалтыг өгдөг

• 10 амп/цаг 12 вольтын AGM батерей

Маш олон цахилгаан контактууд усанд өртдөг гэж би санаа зовж байсан. Цэвэр усанд асуудал үүсгэхэд хангалттай цахилгаан дамжуулах чадвар байхгүй (богино холболт гэх мэт), гүйдэл нь "хамгийн бага эсэргүүцлийн замыг" (шууд утгаар нь) авдаг болохыг би мэдсэн. Далайн усанд энэ бүхэн хэрхэхийг би сайн мэдэхгүй байна.

Утасны тойм (SubDoc.txt -ийг үзнэ үү)

Алхам 6: SubRun програм хангамж

Эхний видео нь Depth Hold маш сайн ажиллаж байгааг харуулж байна.

Хоёр дахь видео нь Heading Hold функцийг туршиж үзсэн болно.

Псевдокод

Arduino Mega нь дараах логикийг гүйцэтгэдэг ноорог зургийг ажиллуулдаг.

1. PPM RC дохиог холболтоор авдаг

   1. Өгөгдөл дээрх Pin Change Interrupt нь суваг тус бүрийн PWM утгыг тооцоолж, шинэчилж байх болно
   2. Дуу шуугианаас зайлсхийхийн тулд Median шүүлтүүрийг ашигладаг
   3. Зүүн/Баруун, Fwd/Буцах, Дээш/Доош, CW/CCW болон бусад ctls -д өгсөн ХОУХШ -ийн утгууд.
2. Усны гүнийг олж авдаг
3. CW эсвэл CCW -ийн эргэлтийг дуусгахыг зөвшөөрөх логик

4. Жолоочийн хяналтыг харж байна

   1. Хажуугийн хөшүүргийг жолоодохын тулд хүч, өнцгийг (вектор) тооцоолохын тулд Fwd/Back and Left/Right -ийг ашигладаг.
   2. Гар/зэвсэггүй болсон эсэхийг шалгадаг
   3. Twist бүрэлдэхүүн хэсгийг тооцоолохын тулд CW/CCW ашигладаг
   4. Луужин уншиж, гарчгийн алдаа байгаа эсэхийг шалгаж, залруулах бүрэлдэхүүн хэсгийг тооцоолно
   5. Дөрвөн түлхэгч тус бүрийн хүч, чиглэлийг тооцоолохын тулд хүч чадал, өнцөг, эргэлтийн хүчин зүйлийг ашигладаг
   6. Дээш/доош түлхэгчийг ажиллуулахын тулд дээш/доош ашигладаг (нэг хянагч дээр хоёр түлхэгч) эсвэл
   7. Гүний алдааг шалгахын тулд гүн хэмжигчийг уншиж, дээш/доош түлхэгчийг ажиллуулж залруулна
5. Эрчим хүчний өгөгдлийг уншдаг
6. Гүн хэмжигч (усны температур) ба луужингийн (дотоод температур) температурын мэдээллийг уншдаг.

7. Телеметрийн өгөгдлийг үе үе Serial1 руу илгээдэг

   Гүн, толгой, усны температур, хуурай хоолойн температур, батерейны хүчдэл, өсгөгч, гарны байдал, гэрлийн байдал, зүрхний цохилт

8. Гэрлийн хяналтын ХОУХ -ны дохиог хараад релейгээр гэрлийг асаах/унтраах.

Вектортой түлхэгч

Хажуугийн түлхэгчийг удирдах ид шид нь дээрх 4.1, 4.3, 4.5 -р алхамуудад байна. Үүнийг хийхийн тулд Arduino таб дахь runThrusters -ийн getTransVectors () ба runVectThrusters () функцуудыг харна уу. Ухаалаг математикийг янз бүрийн эх сурвалжаас, ялангуяа меканум дугуйгаар ажилладаг хүмүүсээс хуулж авсан.

Алхам 7: Хөвөгч хяналтын станц (шинэчлэгдсэн)

6 сувгийн RC дамжуулагч

Хяналтын хайрцаг

Дэд хэсэг дээр электрон төхөөрөмж байрлуулсан анхны хяналтын хайрцгийг (хуучин тамхины хайрцаг) хөвөгч хяналтын станцаар сольсон.

Хөвөгч хяналтын станц

Тавин хөлний уяа маань хаашаа ч хүрэхгүй урт байгаад би санаа зовж эхлэв. Хэрэв би усан онгоцны зогсоол дээр зогсож байгаа бол уяачдын ихэнх хэсгийг нууранд аваачихад шумбах зүйл үлдэхгүй. Би хяналтын хайрцагт радио холболттой байсан тул ус нэвтэрдэггүй хяналтын хайрцаг гэсэн ойлголттой болсон.

Тиймээс би хуучин тамхины хайрцгийг арилгаж, хяналтын хайрцагны электрон хэрэгслийг нарийн фанер дээр тавив. Фанер нь гурван галлон хуванцар савны 3 инчийн ам руу ордог. Хяналтын хайрцгийн телевизийн дэлгэцийг видео дамжуулагчаар солих шаардлагатай болсон. RC дамжуулагч (эрэг дээрх цорын ганц хэсэг) одоо видео хүлээн авагчтай таблеттай. Таблет нь хүссэн видеогоо бичих боломжтой.

Савны таг нь цахилгаан унтраалга, вольтметр, уяаны бэхэлгээ, RC сахалтай антенн, резинэн видео дамжуулагч антентай. ROV нь нуур руу гарч ирэхэд би түүнийг хяналтын савыг хэтэрхий хэтрүүлэхийг хүсээгүй тул уяагаа хөтлөх, татаж авах шугамыг бэхлэх ёроолын ойролцоо цагираг суурилуулав. Би бас лонхны ёроолд 2 инч орчим бетон тавьчихаад босоо байдлаар хөвдөг.

Хөвөгч хяналтын станц нь дараахь электроникийг агуулдаг.

• RC хүлээн авагч - PPM гаралттай
• Ардуино Уно
• OSD бамбай - Амазон
• RS485 модуль нь телеметрийн цуваа дохиог сайжруулдаг
• Видео дамжуулагч
• 3s Lipo Battery -ийн эрүүл мэндийг хянах вольт тоолуур
• 2200 mah 3s Lipo зай

Дэлгэц дээрх дэлгэц (OSD)

Quad-copter ертөнцөд телеметрийн өгөгдлийг дроны төгсгөлд байрлах FPV (First Person Video) дэлгэц дээр нэмдэг. Би аль хэдийн хөл хөдөлгөөн ихтэй, эмх замбараагүй хуурай хоолойд өөр зүйл оруулахыг хүсээгүй. Тиймээс би телеметрийг үндсэн станц руу видеоноос тусад нь илгээж, мэдээллийг дэлгэцэн дээр байрлуулахаар шийдсэн. Амазоны OSD бамбай нь үүнд тохиромжтой байв. Энэ нь ямар ч эмх замбараагүй байдлыг нуух видео, гаралт, Arduino номын сантай (MAX7456.h) байдаг.

SubBase програм хангамж

Дараах логикийг хяналтын станц дахь Arduino Uno дээр ноорог хэлбэрээр ажиллуулдаг.

1. Урьдчилан форматласан цуваа телеметрийн мессежийг уншдаг
2. Дэлгэц дээрх бамбай руу мессеж бичдэг

Алхам 8: Ирээдүйн зүйл

Би видео бичлэг хийхийн тулд дэлгэцийн дэлгэц болон жижиг ТВ -ийн хооронд суухын тулд хяналтын хайрцагт жижиг DVR модулийг нэмж оруулав. Гэхдээ Хөвөгч Хяналтын Станцад өөрчлөлт орсноор би видео бичихдээ таблет програмд найдаж байна.

Хэрэв би үнэхээр амбицтай болчихвол шүүрч авах гараа нэмээд үзээрэй. Ашиглаагүй радио хяналтын сувгууд, ашиглагдаагүй кабелийн хосууд зүгээр л ажил хайж байна.

Make it Move уралдааны хоёрдугаар шагнал