Undervanns ROV: 11 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

Denne instruksjonsfilen vil vise deg prosessen med å bygge en fullt funksjonell ROV med en kapasitet på 60 fot eller mer. Jeg bygde denne ROV ved hjelp av min far og flere andre mennesker som har bygd ROV før. Dette var et langt prosjekt som tok en sommer og en del av begynnelsen av skoleåret.

Trinn 1: Design

For å holde ROV -en stabil i vannet, trenger du et design som er vektet på bunnen og har flyter på toppen. Den første ROV ble bygget av Steve of Homebuilt ROV. Nettstedet hans har mange ROV -design samt lenker til andre ROV -nettsteder. Han inneholder også flere How To -instruksjoner på nettstedet hans. Jeg syntes dette nettstedet var uvurderlig når det gjelder å bygge min ROV, og vil anbefale det til alle som er interessert i å bygge sin egen. Den andre ROV ble bygget var Jason Rollette på Rollette.com. på et stort senterrør med to mindre rør plassert på hver side, litt under senterøret.

Trinn 2: Ramme

Her er begynnelsen på rammen jeg bygger for ROV. Jeg kuttet plexiglassvinduer og pusset dem slik at de passet inne i røret. Dette er Schedule 40 ABS -rør, vanligvis brukt for kloakk. Sørg for at du bruker løsemiddellim som er spesielt laget for liming av ABS når du skjøter dette røret. Vanlig PVC -sement vil ikke fungere eller skape en dårlig binding som kan lekke. Jeg bruker også en marin tetningsmasse for å forsegle plexiglasset og forhindre at vann kommer inn. På baksiden bruker jeg skrueplugger i tilfelle jeg trenger tilgang til batteriene eller elektronikken igjen. Jeg må pakke trådene inn i teflonbånd for å gjøre det vanntett. Etter noen tester fant jeg ut at skrupluggene lekker, så jeg byttet til endehett av gummi som har en båndklemme for å feste dem.

Trinn 3: Thrusters

En av de viktigste egenskapene til en ROV er bevegelse. Jeg fant ut at de fleste bruker marine lensepumper som et skyvekraftmiddel. BIlge -pumper har mange fordeler. De er ment å være nedsenket, de er ganske kraftige og de er enkle å legge til i en eksisterende ROV. De fleste bruker dem i sin nåværende konfigurasjon, men jeg valgte å bruke propeller for å øke skyvekraften. Jeg fulgte instruksjonene på Homebuilt ROV. I How To -seksjonene har han instruksjoner om hvordan du konverterer en lensepumpe til å bruke en prop. Propellene kom fra Harbour Models, de har et godt utvalg av plast og noen fine messing rekvisitter, med mange forskjellige størrelser. Jeg brukte 4 Rule 1100 GPH lensepumper, 2 for fremover, bakover og sving, og 2 for opp og ned. Trinn 1: Klipp av det hvite huset til lensepumpen, men vær forsiktig så du ikke kutter i det røde motorhuset Trinn 2: Bruk en skrutrekker til å lirke av løpehjulet, den blå tingen for å avsløre motorakselen. Trinn 3: Jeg bruker en prop -adapter for et fly for å feste propellen til akselen. Den har en settskrue, og jeg strammet bare mutteren mot gjenget nav på støtten for å låse den på plass. Jeg måtte tråde prop-adapteren på nytt fordi den var litt for stor. Som en ekstra forholdsregel brukte jeg trådlås for å forsegle forsamlingen. Siden trådene ikke var i tråd, ble jeg tvunget til å trykke på prop-adapteren igjen. Selv om det virket greit, tok det lang tid å gjøre det riktig.

Trinn 4: Navigasjon

For å finne ut hvilken retning ROV vender, brukte jeg et elektronisk kompass. Dette er et Dinsmore 1490 elektronisk kompass. Jeg fikk det fra Zargos Robotics. Jeg brukte denne skjematikken til å lage en visuell fremstilling av retningen. En merknad: Dette kompasset har ingen nord. Du velger bare en retning som nord, og så stiller resten seg opp. Det er også veldig følsomt for vipping, noen få grader, og det blir skrudd opp. Den registrerer endringer i jordas magnetfelt, så sørg for at du plasserer det langt nok unna magneter, som de i motorene. Hvis du trenger mer informasjon om kompasset, kan du sjekke dette nettstedet

På bildet vil de fire ledningene i sølvhylsteret gå til overflaten og grensesnittet med datamaskinen for å vise meg hvilken retning jeg vender. Jeg skriver et program som vil rotere et bilde av roboten for å vise retning. Imidlertid kan dette ta en stund, så for nå kan jeg bare bruke lysdiodene. For et vippekompensert kompass, sjekk denne på Sparkfun. Det er definitivt toppen av linjen, men har også en enorm prislapp EDIT: Jeg fjernet dette på grunn av manglende evne til å opprettholde en jevn kurs. Dette er mest sannsynlig på grunn av vippingen som kompasset ikke kunne håndtere, sammen med den forsterkende forstyrrelsen.

Trinn 5: Kamera

Tydeligvis trenger du et kamera for å kunne se hva som skjer, ikke sant? Det er flere forskjellige måter å gå når du får et kamera. Hvis du planlegger å gå ganske dypt, ville et svart -hvitt infared kamera være en god innsats. For grunnere vann fungerer farge like godt, pluss at den viser flere detaljer (dvs. farge?). Hvis du virkelig vil ha et godt bilde, kan du gå med et dedikert undervannskamera. Disse koster ganske mye mer, men du trenger ikke å bekymre deg for et kabinett, og de bytter ofte til nattesyn automatisk med innebygd IR -belysning når det ikke er nok lys. Jeg gikk med et fargekamera på 30 $ fra Spark Fun. Den har en RCA -utgang som jeg vil koble til datamaskinen min. Her er det festet til en holder som er klar til å installeres. PC -kortet kobles til kameraet via RCA, og kom også med et program for å se og fange videofeed

Trinn 6: Lys

Jeg trengte noen lys som er ganske lyse og effektive. Lysdioder er akkurat det, og jeg fant noen hos Spark Fun Electronics. Jeg brukte to 3 watts lysdioder, og for å være ærlig, er de blendende. De blir litt toasty, så sørg for å bruke en kjøleribbe for å forlenge levetiden til LED -en. Spark Fun selger et utbruddstavle i aluminium som har loddepunkter for ledning og også fungerer som en kjøleribbe. De har også forskjellige LED -farger. Jeg festet lysdiodene til et stativ jeg laget av en L -brakett for å holde den i midten av visningsporten. For å gjøre det enklere å bytte, boltet jeg dem til en aluminiumslist slik at de justeres eller byttes ut. Bildene viser ikke hvor lyse disse tingene egentlig er. Etter å ha sett et sekund om gangen, hadde jeg flekker i synet

Trinn 7: Kontroll: ROV -side

Dette er trolig den vanskeligste delen av hele byggeprosessen. Jeg har sett mange forskjellige tilnærminger for å kontrollere ROV. Jason Rollette brukte en mikrokontroller, som virkelig er den beste måten å gå. Han har full analog kontroll over alle motorer, og ved dataene overføres det opp en Cat 5e Ethernet -kabel. Men med mindre du har midler til å skrive ut et kretskort og programmere en mikrokontroller, er dette ikke det enkleste å montere. Jason har et diagram over kretsen og kretskortet på nettstedet hans Alternativt kan du bruke reléer for å slå motorene på og av. dette er ikke så bra som full rekkevidde kontroll, men det er mye enklere og grei. På Homebuilt ROV brukte Steve reléer for å kontrollere Seafox, og han har en god guide til å montere et hvilket som helst antall reléstyrte motorer. Dette er en av de 4 hastighetskontrollerne jeg bruker til thrusterkontrollen

Trinn 8: Strøm

Jeg bestemte meg for å bære batterier i min ROV for å gjøre det mer uavhengig og redusere antall kabler som går til overflaten. Dette er et av to 12 volt 2,5 amp timers batterier jeg kjøpte fra Battery Mart. Jeg har allerede koblet den til en Deans Ultra -kontakt, slik at den enkelt kan fjernes hvis det er nødvendig. På grunn av forsterkerens trekk på thrusterne, må jeg kanskje ha en ladekrets for å holde batteriene toppet. De vil bli båret i de to siderørene, og legge til nødvendig vekt til ROV

Trinn 9: Kontroll: Overflate

Nå går vi inn i det vanskelige pilotområdet. De to personene jeg snakket med bruker en bærbar datamaskin for å kontrollere ROV -en, ved hjelp av et tastatur eller en styrespak for å flytte ROV -en. Dette er flott fordi alt du trenger er ROV, kontrollkabelen og den bærbare datamaskinen.

Jeg ønsket full analog kontroll uten å bruke en mikrokontroller, så jeg bestemte meg for ESCer, elektroniske hastighetskontrollere. Disse bør være kjent for alle som har et modellfly eller en bil. Jeg trengte hastighetsregulatorer og snublet over noen på Bane Bots. De er koblet til mottakeren inne i ROV, og antennen er festet til en av Cat 5 -ledningene. Derfra brukte jeg min Hitec fjernkontroll med riktig krystall og frekvens. Lyset styres av en bryter som betjenes av en servo. Kompasset er ennå ikke satt opp, men jeg tror jeg kan bruke en haug med lysdioder i stedet for å prøve å koble det til den bærbare datamaskinen min. EDIT: Jeg har siden oppgradert kontrollsystemet mitt ved hjelp av en Arduino mikrokontroller og en servokontroller. Jeg legger ut resultatene mine så snart jeg er ferdig med sjøforsøk.

Trinn 10: Tether

For å koble ROV til kontrolleren bruker jeg 100 fot Cat 5e Ethernet -kabel. Den har 8 ledninger, som passer godt inn i planene mine. Jeg kan legge til en ekstra kabel hvis jeg har flere funksjoner jeg må kjøre, men foreløpig ser det bra ut. Dette er plenum vurdert Cat 5, noe som betyr at det kan trekkes gjennom vegger ved hjelp av en fisketape. Dekselet er tett krympet og har en tynn nylonsnor inni som hjelper til med å fordele lasten over hele kabelen. Dette gjør den mer holdbar og reduserer sjansen for at jeg skader kabelen fra belastning. Jeg må legge til flyter i kabelen fordi den sannsynligvis vil synke på grunn av vekten. Kontakten jeg brukte er en Bulgin Buccaneer Ethernet -kontakt. Det gjør det lettere å transportere ROV ved å skille kabelen og roboten. Bulgin tester kontakten grundig, og dette er angivelig vurdert til 30 fot i 2 uker og 200 fot i noen dager. Siden jeg planlegger å ikke gå mer enn 100, er dette godt innenfor grensene.

Trinn 11: Testing

Første gangen ROV så vann, testet jeg det i onkelens basseng. Som forventet var ROV for flytende. Jeg har siden lagt til blyvekter jeg kjøpte i en jaktbutikk for å legge vekt på skidene. Blyskudd ville vært å foretrekke fordi det er finere og enklere å bruke, men det er veldig dyrt. Ledningen lar meg også justere ballasten med en rimelig grad av presisjon i tilfelle jeg trenger å endre vekten på stedet. Den totale nødvendige ballasten var omtrent 8 kg, ganske mye. Den neste testen vil være i et annet basseng, og så er det forhåpentligvis i en innsjø! Hvis du planlegger å bruke dette i saltvann, ville det ikke være en dårlig idé å skylle det av etterpå for å holde korrosjonen nede.

Jeg vil prøve å legge ut noen videoer i nær fremtid for å vise hvordan denne tingen fungerer i vannet