ROV subacqueo: 11 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

Questo istruibile ti mostrerà il processo di costruzione di un ROV completamente funzionale capace di 60 piedi o più. Ho costruito questo ROV con l'aiuto di mio padre e molte altre persone che hanno già costruito ROV. Questo è stato un lungo progetto che è durato tutta l'estate e parte dell'inizio dell'anno scolastico.

Passaggio 1: progettazione

Per mantenere stabile il ROV nell'acqua, è necessario un design che sia appesantito sul fondo e con galleggianti in alto. Il primo ROV è stato costruito da Steve dei ROV autocostruiti. Il suo sito Web ha numerosi design ROV e collegamenti ad altri siti Web ROV. Incorpora anche diverse istruzioni How To nel suo sito. Ho trovato questo sito inestimabile nella costruzione del mio ROV e lo consiglierei a chiunque sia interessato a costruirne uno proprio Il secondo ROV è stato costruito da Jason Rollette su Rollette.com Il suo design è leggermente diverso ma comunque molto efficace. Per il mio ROV ho deciso su un grande tubo centrale con due tubi più piccoli situati su entrambi i lati, leggermente al di sotto del tubo centrale.

Passaggio 2: cornice

Ecco l'inizio del telaio che sto costruendo per il ROV. Ho tagliato le finestre di plexiglas e le ho levigate per adattarle all'interno del tubo. Questo è il tubo ABS Schedule 40, comunemente usato per le acque reflue. Quando si unisce questo tubo, assicurarsi di utilizzare una colla a solvente appositamente realizzata per l'incollaggio dell'ABS. Il normale cemento in PVC non funzionerà o creerà un legame scadente che potrebbe fuoriuscire. Sto anche usando un sigillante marino per sigillare il plexiglas e impedire all'acqua di entrare. Sul retro, sto usando tappi a vite nel caso in cui dovessi accedere di nuovo alle batterie o all'elettronica. Avrò bisogno di avvolgere i fili nel nastro di teflon per renderlo impermeabile. Dopo alcuni test, ho scoperto che i tappi a vite perdevano, quindi sono passato a cappucci terminali in gomma che hanno un morsetto a fascia per fissarli.

Passaggio 3: propulsori

Una delle caratteristiche più importanti di un ROV è il movimento. Ho scoperto che la maggior parte delle persone usa le pompe di sentina marine come mezzo di spinta. Le pompe di sentina hanno molti vantaggi. Sono pensati per essere sommersi, sono abbastanza potenti e sono facili da aggiungere a un ROV esistente. La maggior parte li usa nella loro configurazione attuale, ma ho scelto di usare le eliche per aumentare la spinta. Ho seguito le istruzioni dei ROV autocostruiti. Nelle sezioni How To, ha istruzioni su come convertire una pompa di sentina per utilizzare un'elica. Le eliche provengono da Harbour Models, hanno una buona selezione di plastica e alcune belle eliche in ottone, con molte dimensioni diverse. Ho usato 4 pompe di sentina Rule 1100 GPH, 2 per avanti, indietro e virata, e 2 per su e giù. 1: Tagliare tutto l'alloggiamento bianco della pompa di sentina, ma fare attenzione a non tagliare l'alloggiamento rosso del motore Passaggio 2: utilizzare un cacciavite per staccare la girante, la cosa blu per esporre l'albero del motore. Passaggio 3: io uso un adattatore dell'elica per un aereo per collegare l'elica all'albero. Ha una vite di fermo e ho appena stretto il dado contro il mozzo filettato sull'elica per bloccarlo in posizione. Ho dovuto infilare nuovamente l'adattatore dell'elica perché era un po' troppo grande. Come ulteriore precauzione, ho usato un frenafiletti per sigillare insieme il gruppo. Poiché i fili non si allineavano, sono stato costretto a ribattere l'adattatore dell'elica. Anche se sembrava semplice, ci è voluto molto tempo per farlo correttamente.

Passaggio 4: navigazione

Per determinare in quale direzione è rivolto il ROV, ho usato una bussola elettronica. Questa è una bussola elettronica Dinsmore 1490. L'ho preso da Zargos Robotics. Ho usato questo schema per creare una rappresentazione visiva della direzione. Una nota: questa bussola non ha il nord. Basta selezionare una direzione come nord, e poi tutto il resto si allineerà. È anche molto sensibile all'inclinazione, di pochi gradi e si avvita. Rileva i cambiamenti nel campo magnetico terrestre, quindi assicurati di posizionarlo abbastanza lontano dai magneti, come quelli dei motori. Se hai bisogno di maggiori informazioni sulla bussola, dai un'occhiata a questo sito

Nella foto, i quattro fili dell'involucro argentato andranno in superficie e si interfacceranno con il computer per mostrarmi in quale direzione sono rivolto. Sto scrivendo un programma che ruoterà un'immagine del robot per mostrare la direzione. Tuttavia, questo potrebbe richiedere del tempo, quindi per ora potrei semplicemente usare i LED Per una bussola con compensazione dell'inclinazione, dai un'occhiata a Sparkfun. È sicuramente il top della gamma, ma ha anche un prezzo enorme EDIT: l'ho rimosso a causa della sua incapacità di mantenere una rotta costante. Ciò è probabilmente dovuto all'inclinazione che la bussola non è stata in grado di gestire, insieme all'interferenza di ingrandimento.

Passaggio 5: fotocamera

Ovviamente hai bisogno di una telecamera per poter vedere cosa sta succedendo, giusto? Ci sono diversi modi per andare quando si acquista una macchina fotografica. Se hai intenzione di andare abbastanza in profondità, una telecamera a infrarossi in bianco e nero sarebbe una buona scommessa. Per acque meno profonde, il colore funziona altrettanto bene, inoltre mostra più dettagli (es. colore?). Se vuoi davvero una buona immagine, allora scegli una fotocamera subacquea dedicata. Questi costano un po' di più, ma non devi preoccuparti di un involucro, e spesso passano automaticamente alla visione notturna con illuminazione IR incorporata quando non c'è abbastanza luce. Sono andato con una telecamera a colori da 30 $ di Spark Fun. Ha un'uscita RCA che collegherò al mio computer. Qui è collegato a un supporto pronto per essere installato. La scheda PC si collega alla fotocamera tramite RCA e viene fornita anche con un programma per visualizzare e acquisire il feed video

Passaggio 6: luci

Avevo bisogno di luci abbastanza luminose e anche efficienti. I LED sono esattamente questo, e ne ho trovati alcuni su Spark Fun Electronics. Ho usato due LED da 3 watt e, ad essere onesti, sono accecanti. Diventano un po' tostati, quindi assicurati di utilizzare un dissipatore di calore per prolungare la vita del LED. Spark Fun vende una scheda breakout in alluminio con punti di saldatura per il filo e funge anche da dissipatore di calore. Hanno anche LED di diversi colori. Ho attaccato i LED a un supporto che ho ricavato da una staffa a L per tenerli al centro del viewport. per rendere più facile il cambio, li ho imbullonati a una striscia di alluminio in modo che possano essere regolati o sostituiti Le immagini non mostrano quanto siano realmente luminose queste cose. Dopo aver guardato per un secondo all'una, ho avuto punti nella mia visione

Passaggio 7: controllo: lato ROV

Questa è probabilmente la parte più difficile dell'intero processo di costruzione. Ho visto numerosi approcci diversi per controllare il ROV. Jason Rollette ha utilizzato un microcontrollore, che è davvero il modo migliore per farlo. Ha il controllo analogico completo di tutti i motori e i dati vengono trasmessi su un cavo Ethernet Cat 5e. Tuttavia, a meno che tu non abbia i mezzi per stampare un circuito stampato e programmare un microcontrollore, questo non è il più facile da assemblare. Jason ha uno schema del circuito e del PCB sul suo sito qui In alternativa potresti usare i relè per accendere e spegnere i motori. questo non è buono come il controllo della gamma completa, ma è molto più semplice e diretto. Nei ROV autocostruiti, Steve ha utilizzato i relè per controllare il Seafox e ha una buona guida per assemblare un numero qualsiasi di motori controllati da relè. Questo è uno dei 4 controller di velocità che sto usando per il controllo del propulsore

Passaggio 8: alimentazione

Ho deciso di portare le batterie nel mio ROV per renderlo più indipendente e ridurre il numero di cavi che vanno in superficie. Questa è una delle due batterie da 12 volt e 2,5 ampere che ho acquistato da Battery Mart. L'ho già collegato a un connettore Deans Ultra in modo che possa essere facilmente rimosso se necessario. A causa dell'assorbimento di potenza dei propulsori, potrei aver bisogno di incorporare un circuito di ricarica per mantenere le batterie cariche. Saranno trasportati nei due tubi laterali e aggiungeranno il peso necessario al ROV

Passaggio 9: controllo: superficie

Ora entriamo nel difficile regno del pilotaggio. Le due persone con cui ho parlato usano un laptop per controllare il loro ROV, usando una tastiera o un joystick per spostare il ROV. Questo è fantastico perché tutto ciò di cui hai bisogno è il ROV, il cavo di controllo e il tuo laptop.

Volevo un controllo analogico completo senza l'utilizzo di un microcontrollore, quindi ho deciso per gli ESC, i regolatori di velocità elettronici. Questi dovrebbero essere familiari a tutti coloro che hanno un aeroplano o un'auto modello. Avevo bisogno di controller di velocità di retromarcia e mi sono imbattuto in alcuni di Bane Bots. Sono collegati al ricevitore all'interno del ROV e l'antenna è collegata a uno dei cavi Cat 5. Da lì ho usato il mio telecomando Hitec con il cristallo e la frequenza appropriati. Le luci sono controllate da un interruttore azionato da un servo. La bussola deve ancora essere impostata, ma penso che potrei usare solo un mucchio di LED invece di provare a interfacciarla con il mio laptop. EDIT: da allora ho aggiornato il mio sistema di controllo utilizzando un microcontrollore Arduino e un servocontrollore. Pubblicherò i miei risultati non appena avrò finito le prove in mare.

Passaggio 10: legare

Per collegare il ROV al controller, sto usando 100 piedi di cavo Ethernet Cat 5e. Ha 8 fili, che si adattano perfettamente ai miei piani. Potrei aggiungere un secondo cavo se ho più funzioni che devo eseguire, ma per ora sembra buono. Questo è classificato Cat 5, il che significa che può essere tirato attraverso i muri usando un fishtape. Il rivestimento è ben ristretto e ha all'interno un sottile cordino di nylon che aiuta a distribuire il carico su tutto il cavo. Questo lo rende più resistente e riduce la possibilità di danneggiare il cavo a causa dello stress del carico. Avrò bisogno di aggiungere galleggianti al cavo perché probabilmente affonderà a causa del suo peso. Il connettore che ho usato è un connettore Ethernet Bulgin Buccaneer. Facilita il trasporto del ROV separando il cavo e il robot. Bulgin testa a fondo il loro connettore, e questo dovrebbe essere valutato a 30 piedi per 2 settimane e 200 piedi per alcuni giorni. Dato che ho intenzione di non superare i 100, questo è ben entro i limiti.

Passaggio 11: test

La prima volta che il ROV ha visto l'acqua, l'ho testata nella piscina di mio zio. Come previsto, il ROV era troppo vivace. Da allora ho aggiunto pesi di piombo che ho acquistato in un negozio di caccia per aggiungere peso ai pattini. La pallina di piombo sarebbe stata preferibile perché è più fine e più facile da usare, ma è davvero costosa. Il piombo mi permette anche di regolare la zavorra con un discreto grado di precisione nel caso in cui dovessi cambiare il peso sul posto. La zavorra totale richiesta era di circa 8 libbre, un bel carico. Il prossimo test sarà in un'altra piscina, e poi si spera in un lago! Se hai intenzione di usarlo in acqua salata, non sarebbe una cattiva idea risciacquarlo in seguito per mantenere bassa la corrosione.

Proverò a pubblicare alcuni video nel prossimo futuro per mostrare come funziona questa cosa nell'acqua