Unterwasser-ROV
Diese Anleitung zeigt Ihnen den Prozess des Aufbaus eines voll funktionsfähigen ROV mit einer Kapazität von 60 Fuß oder mehr. Ich habe dieses ROV mit Hilfe meines Vaters und mehrerer anderer Leute gebaut, die zuvor ROVs gebaut haben. Dies war ein langes Projekt, das den ganzen Sommer und einen Teil des Schuljahresbeginns in Anspruch nahm.
Schritt 1: Design
Um das ROV im Wasser stabil zu halten, benötigen Sie ein Design, das unten gewichtet ist und oben schwimmt.
Das erste ROV wurde von Steve von Homebuilt ROVs gebaut. Seine Website enthält zahlreiche ROV-Designs sowie Links zu anderen ROV-Websites. Er enthält auch mehrere Anleitungen auf seiner Website. Ich fand diese Seite für den Aufbau meines ROV von unschätzbarem Wert und würde sie jedem empfehlen, der daran interessiert ist, sein eigenes zu erstellen
Das zweite ROV wurde von Jason Rollette bei Rollette.com gebaut. Sein Design ist etwas anders, aber immer noch sehr effektiv.
Für mein ROV entschied ich mich für ein großes Mittelrohr mit zwei kleineren Rohren auf beiden Seiten, etwas unterhalb des Mittelrohrs.
Schritt 2: Rahmen
Hier ist der Anfang des Rahmens, den ich für das ROV baue. Ich habe Plexiglasfenster geschnitten und sie geschliffen, damit sie in das Rohr passen. Dies ist ein ABS-Rohr der Liste 40, das üblicherweise für Abwasser verwendet wird. Stellen Sie beim Verbinden dieses Rohrs sicher, dass Sie Lösungsmittelkleber verwenden, der speziell zum Kleben von ABS hergestellt wurde. Normaler PVC-Zement funktioniert nicht oder erzeugt eine schlechte Verbindung, die auslaufen kann. Ich verwende auch ein Schiffsversiegelungsmittel, um das Plexiglas abzudichten und das Eindringen von Wasser zu verhindern. Am hinteren Ende verwende ich Schraubstopfen, falls ich wieder auf die Batterien oder die Elektronik zugreifen muss. Ich muss die Fäden mit Teflonband umwickeln, damit sie wasserdicht sind.
Nach einigen Tests stellte ich fest, dass die Schraubstopfen undicht sind, und wechselte daher zu Gummi-Endkappen mit einer Bandklemme, um sie zu sichern.
Schritt 3: Triebwerke
Eines der wichtigsten Merkmale eines ROV ist die Bewegung. Ich fand heraus, dass die meisten Leute Marine-Bilgenpumpen als Schubmittel verwenden. Große Pumpen haben viele Vorteile. Sie sollen untergetaucht sein, sind ziemlich leistungsfähig und lassen sich leicht zu einem vorhandenen ROV hinzufügen. Die meisten verwenden sie in ihrer aktuellen Konfiguration, aber ich habe mich für Propeller entschieden, um den Schub zu erhöhen. Ich habe die Anweisungen bei Homebuilt ROVs befolgt. In den Abschnitten Gewusst wie finden Sie Anweisungen zum Umrüsten einer Bilgenpumpe auf eine Stütze. Die Propeller stammen von Harbour Models, sie haben eine gute Auswahl an Kunststoff und einige schöne Messingstützen mit vielen verschiedenen Größen.
Ich habe 4 Rule 1100 GPH Bilgenpumpen verwendet, 2 für Vorwärts, Rückwärts und Drehen und 2 für Auf und Ab.
Schritt 1: Schneiden Sie das gesamte weiße Gehäuse der Bilgenpumpe ab, achten Sie jedoch darauf, dass Sie nicht in das rote Motorgehäuse schneiden
Schritt 2: Hebeln Sie das Laufrad mit einem Schraubendreher ab, das blaue Ding, um die Motorwelle freizulegen.
Schritt 3: Ich benutze einen Propelleradapter für ein Flugzeug, um den Propeller an der Welle zu befestigen. Es hat eine Stellschraube, und ich habe gerade die Mutter gegen die Gewinde-Nabe an der Stütze angezogen, um sie in Position zu halten. Ich musste den Propelleradapter neu einfädeln, weil er etwas zu groß war. Als zusätzliche Vorsichtsmaßnahme habe ich die Baugruppe mit einem Schraubensicherungsmittel abgedichtet.
Da die Fäden nicht ausgerichtet waren, musste ich den Propelleradapter erneut antippen. Obwohl es unkompliziert schien, dauerte es eine beträchtliche Zeit, um es richtig zu machen.
Schritt 4: Navigation
Um festzustellen, in welche Richtung das ROV zeigt, habe ich einen elektronischen Kompass verwendet. Dies ist ein elektronischer Kompass Dinsmore 1490. Ich habe es von Zargos Robotics bekommen. Ich habe dieses Schema verwendet, um eine visuelle Darstellung der Richtung zu erstellen. Eine Anmerkung: Dieser Kompass hat keinen Norden. Sie wählen einfach eine Richtung als Norden, und dann wird der Rest ausgerichtet. Es ist auch sehr empfindlich gegen Neigung, einige Grad und es wird vermasselt. Es erkennt Änderungen im Erdmagnetfeld, stellen Sie also sicher, dass Sie es weit genug von Magneten entfernt platzieren, wie die in den Motoren. Wenn Sie weitere Informationen zum Kompass benötigen, besuchen Sie diese Website
Auf dem Bild gehen die vier Drähte im silbernen Gehäuse an die Oberfläche und verbinden sich mit dem Computer, um mir zu zeigen, in welche Richtung ich blicke. Ich schreibe ein Programm, das ein Bild des Roboters dreht, um die Richtung anzuzeigen. Dies kann jedoch eine Weile dauern, sodass ich im Moment möglicherweise nur die LEDs verwende
Einen kompasskompensierten Kompass finden Sie bei Sparkfun. Es ist definitiv erstklassig, hat aber auch einen riesigen Preis
EDIT: Ich habe dies entfernt, weil es nicht in der Lage ist, einen stabilen Kurs beizubehalten. Dies ist höchstwahrscheinlich auf die Neigung zurückzuführen, die der Kompass nicht bewältigen konnte, sowie auf die Vergrößerungsstörung.
Schritt 5: Kamera
Natürlich brauchen Sie eine Kamera, um zu sehen, was los ist, oder? Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Kamera zu kaufen. Wenn Sie vorhaben, ziemlich tief zu gehen, ist eine Schwarz-Weiß-Infrarotkamera eine gute Wahl. Bei flacherem Wasser funktioniert die Farbe genauso gut und zeigt mehr Details (dh Farbe?). Wenn Sie wirklich ein gutes Bild wollen, dann nehmen Sie eine spezielle Unterwasserkamera. Diese kosten einiges mehr, aber Sie müssen sich keine Sorgen um ein Gehäuse machen, und sie schalten häufig automatisch auf Nachtsicht mit integrierter IR-Beleuchtung um, wenn nicht genügend Licht vorhanden ist.
Ich ging mit einer 30 $ Farbkamera von Spark Fun. Es hat einen Cinch-Ausgang, den ich an meinen Computer anschließen werde. Hier wird es an einer montagefertigen Halterung befestigt.
Die PC-Karte wird über Cinch mit der Kamera verbunden und verfügt über ein Programm zum Anzeigen und Erfassen des Video-Feeds
Schritt 6: Lichter
Ich brauchte einige Lichter, die ziemlich hell und auch effizient sind. LEDs sind genau das, und ich habe einige bei Spark Fun Electronics gefunden. Ich habe zwei 3-Watt-LEDs verwendet, und um ehrlich zu sein, sie blenden. Sie werden etwas geröstet. Verwenden Sie daher unbedingt einen Kühlkörper, um die Lebensdauer der LED zu verlängern. Spark Fun verkauft eine Aluminium-Breakout-Platine mit Lötstellen für Draht und gleichzeitig als Kühlkörper. Sie haben auch verschiedene LED-Farben.
Ich habe die LEDs an einem Ständer angebracht, den ich aus einer L-Halterung gemacht habe, um sie in der Mitte des Ansichtsfensters zu halten. Um das Wechseln zu erleichtern, habe ich sie mit einem Aluminiumstreifen verschraubt, damit sie eingestellt oder ersetzt werden können
Die Bilder zeigen nicht, wie hell diese Dinge wirklich sind. Nachdem ich eine Sekunde nach der anderen gesucht hatte, hatte ich Flecken in meiner Sicht
Schritt 7: Steuerung: ROV-Seite
Dies ist wahrscheinlich der schwierigste Teil des gesamten Bauprozesses. Ich habe zahlreiche verschiedene Ansätze zur Steuerung des ROV gesehen. Jason Rollette verwendete einen Mikrocontroller, was wirklich der beste Weg ist. Er hat die volle analoge Steuerung aller Motoren und wird bei den Daten über ein Cat 5e Ethernet-Kabel übertragen. Dies ist jedoch nicht die einfachste Montage, es sei denn, Sie haben die Möglichkeit, eine Leiterplatte auszudrucken und einen Mikrocontroller zu programmieren. Jason hat hier auf seiner Seite ein Diagramm der Schaltung und der Leiterplatte
Alternativ können Sie die Motoren auch mit Relais ein- und ausschalten. Dies ist nicht so gut wie die Vollbereichssteuerung, aber viel einfacher und unkomplizierter. Bei selbstgebauten ROVs verwendete Steve Relais zur Steuerung des Seafox, und er hat eine gute Anleitung zum Zusammenbau einer beliebigen Anzahl von relaisgesteuerten Motoren.
Dies ist einer der 4 Geschwindigkeitsregler, die ich für die Triebwerkssteuerung verwende
Schritt 8: Stromversorgung
Ich habe mich entschlossen, Batterien in meinem ROV zu tragen, um es unabhängiger zu machen und die Anzahl der Kabel zu verringern, die an die Oberfläche führen. Dies ist eine von zwei 12-Volt-2, 5-Ampere-Stunden-Batterien, die ich bei Battery Mart gekauft habe. Ich habe es bereits an einen Deans Ultra-Anschluss angeschlossen, damit es bei Bedarf leicht entfernt werden kann. Aufgrund des Stromverbrauchs der Triebwerke muss möglicherweise eine Ladeschaltung eingebaut werden, damit die Batterien nicht aufgeladen werden. Sie werden in den beiden Seitenrohren getragen und verleihen dem ROV das dringend benötigte Gewicht
Schritt 9: Kontrolle: Oberfläche
Jetzt betreten wir den schwierigen Bereich des Pilotierens. Die beiden Leute, mit denen ich gesprochen habe, benutzten einen Laptop, um ihr ROV zu steuern, und benutzten eine Tastatur oder einen Joystick, um das ROV zu bewegen. Das ist großartig, denn alles, was Sie brauchen, ist das ROV, das Steuerkabel und Ihr Laptop.
Ich wollte eine vollständige analoge Steuerung ohne Verwendung eines Mikrocontrollers, also entschied ich mich für ESCs, elektronische Geschwindigkeitsregler. Diese sollten jedem bekannt sein, der ein Modellflugzeug oder Auto hat. Ich brauchte Geschwindigkeitsregler und stolperte über einige bei Bane Bots. Sie werden in den Empfänger im ROV eingesteckt und die Antenne an einem der Cat 5-Drähte befestigt. Von dort aus habe ich meine Hitec-Fernbedienung mit dem entsprechenden Kristall und der entsprechenden Frequenz verwendet.
Das Licht wird von einem Schalter gesteuert, der von einem Servo betätigt wird. Der Kompass muss noch eingerichtet werden, aber ich denke, ich könnte nur ein paar LEDs verwenden, anstatt zu versuchen, ihn mit meinem Laptop zu verbinden.
EDIT: Ich habe seitdem mein Steuerungssystem mit einem Arduino-Mikrocontroller und einem Servocontroller aktualisiert. Ich werde meine Ergebnisse veröffentlichen, sobald ich die Seeversuche abgeschlossen habe.
Schritt 10: Haltegurt
Um das ROV mit dem Controller zu verbinden, verwende ich ein 100 Fuß langes Cat 5e-Ethernet-Kabel. Es hat 8 Drähte, die gut zu meinen Plänen passen. Ich könnte ein zweites Kabel hinzufügen, wenn ich mehr Funktionen habe, die ich ausführen muss, aber im Moment sieht es gut aus.
Dies ist Plenum Cat 5, was bedeutet, dass es mit einem Fischband durch Wände gezogen werden kann. Die Abdeckung ist eng geschrumpft und verfügt über eine dünne Nylonschnur, die die Last auf das gesamte Kabel verteilt. Dies macht es haltbarer und verringert die Wahrscheinlichkeit, dass ich das Kabel durch Lastbelastung beschädige.
Ich muss dem Kabel Schwimmer hinzufügen, da es wahrscheinlich aufgrund seines Gewichts sinken wird.
Der von mir verwendete Anschluss ist ein Bulgin Buccaneer Ethernet-Anschluss. Es erleichtert den Transport des ROV durch Trennen von Kabel und Roboter. Bulgin testet ihren Stecker gründlich, und dieser soll 2 Wochen lang 30 Fuß und einige Tage lang 200 Fuß betragen. Da ich vorhabe, nicht mehr als 100 zu fahren, liegt dies innerhalb der Grenzen.
Schritt 11: Testen
Als das ROV zum ersten Mal Wasser sah, testete ich es im Pool meines Onkels. Wie erwartet war das ROV zu schwimmfähig. Ich habe seitdem Bleigewichte hinzugefügt, die ich in einem Jagdgeschäft gekauft habe, um den Kufen Gewicht zu verleihen. Bleischrot wäre vorzuziehen gewesen, weil es feiner und einfacher zu verwenden ist, aber es ist wirklich teuer. Die Leitung ermöglicht es mir auch, den Ballast mit einem angemessenen Maß an Präzision einzustellen, falls ich das Gewicht vor Ort ändern muss. Der insgesamt benötigte Ballast betrug ungefähr 8 Pfund, eine ziemliche Last. Der nächste Test wird in einem anderen Pool sein und dann hoffentlich in einen See! Wenn Sie dies in Salzwasser verwenden möchten, ist es keine schlechte Idee, es anschließend abzuspülen, um die Korrosion gering zu halten.
Ich werde versuchen, in naher Zukunft einige Videos zu veröffentlichen, um zu zeigen, wie dieses Ding im Wasser funktioniert
