Undervattens ROV: 11 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Denna instruerbara visar dig processen att bygga en fullt fungerande ROV med en kapacitet på 60 fot eller mer. Jag byggde denna ROV med hjälp av min pappa och flera andra personer som har byggt ROV tidigare. Detta var ett långt projekt som tog hela sommaren och en del av början av läsåret.

Steg 1: Design

För att hålla ROV -enheten stabil i vattnet behöver du en design som är viktad på botten och har flottörer ovanpå. Den första ROV byggdes av Steve of Homebuilt ROV. Hans webbplats har många ROV -design samt länkar till andra ROV -webbplatser. Han innehåller också flera How To -instruktioner på sin webbplats. Jag tyckte att den här webbplatsen var ovärderlig när jag byggde min ROV och skulle rekommendera den till alla som är intresserade av att bygga sin egen. Den andra ROV byggdes var Jason Rollette på Rollette.com. Hans design är lite annorlunda men fortfarande mycket effektiv. För min ROV bestämde jag mig för på ett stort mittrör med två mindre rör på båda sidor, något under mittröret.

Steg 2: Ram

Här är början på ramen jag bygger för ROV. Jag skar fönster i plexiglas och slipade dem så att de passade inuti röret. Detta är Schema 40 ABS -rör, som vanligtvis används för avlopp. När du förenar detta rör, se till att du använder lösningsmedelslim som är speciellt gjord för limning av ABS. Normalt PVC -cement fungerar inte eller skapar en dålig bindning som kan läcka. Jag använder också ett marint tätningsmedel för att täta plexiglaset och förhindra att vatten kommer in. På baksidan använder jag skruvpluggar om jag behöver komma åt batterierna eller elektroniken igen. Jag kommer att behöva slå in trådarna i teflontejp för att göra det vattentätt. Efter några tester upptäckte jag att skruvpluggarna läcker, så jag gick över till gummiändlock som har en bandklämma för att säkra dem.

Steg 3: Thrusters

En av de viktigaste egenskaperna hos en ROV är rörelse. Jag fann att de flesta använder marina länspumpar som ett dragkraftsmedel. BIlge -pumpar har många fördelar. De är avsedda att vara nedsänkta, de är ganska kraftfulla och de är lätta att lägga till i en befintlig ROV. De flesta använder dem i sin nuvarande konfiguration, men jag valde att använda propellrar för att öka dragkraften. Jag följde instruktionerna på Homebuilt ROV. I avsnittet How To har han instruktioner om hur man konverterar en länspump till en prop. Propellerna kom från hamnmodeller, de har ett bra urval av plast och några fina mässingsrekvisita, med många olika storlekar. Jag använde 4 Rule 1100 GPH länspumpar, 2 för framåt, bakåt och svängande, och 2 för upp och ner. Steg 1: Klipp av allt det vita huset på länspumpen, men var försiktig så att du inte skär in i det röda motorhuset Steg 2: Använd en skruvmejsel för att bända av pumphjulet, den blå saken för att avslöja motoraxeln. Steg 3: Jag använder en prop -adapter för ett flygplan för att fästa propellern på axeln. Den har en inställningsskruv, och jag spände bara muttern mot gängnavet på stödet för att låsa den på plats. Jag var tvungen att trä om prop-adaptern eftersom den var lite för stor. Som en extra försiktighetsåtgärd använde jag trådlåset för att täta ihop enheten. Eftersom trådarna inte stod i linje tvingades jag att knacka på propadaptern igen. Även om det verkade enkelt tog det lång tid att göra det korrekt.

Steg 4: Navigering

För att avgöra åt vilket håll ROV är vänd använde jag en elektronisk kompass. Detta är en Dinsmore 1490 elektronisk kompass. Jag fick det från Zargos Robotics. Jag använde denna schematik för att skapa en visuell representation av riktningen. En anmärkning: Denna kompass har ingen norr. Du väljer bara en riktning som norrut, och sedan kommer alla andra i linje. Det är också mycket känsligt för lutning, några grader och det blir skruvat. Det känner av förändringar i jordens magnetfält, så se till att du placerar det tillräckligt långt bort från magneter, som de i motorerna. Om du behöver mer information om kompassen, kolla in den här webbplatsen

På bilden kommer de fyra trådarna i silverhöljet att gå upp till ytan och gränssnitt med datorn för att visa mig åt vilket håll jag vetter. Jag skriver ett program som roterar en bild av roboten för att visa riktning. Detta kan dock ta ett tag så för tillfället kan jag bara använda lysdioderna För en lutkompenserad kompass, kolla in den här på Sparkfun. Det är definitivt toppen av linjen, men har också en enorm prislapp EDIT: Jag tog bort detta på grund av dess oförmåga att behålla en stadig kurs. Detta beror troligtvis på den lutning som kompassen inte kunde hantera, tillsammans med den störande störningen.

Steg 5: Kamera

Uppenbarligen behöver du en kamera för att kunna se vad som händer, eller hur? Det finns flera olika sätt att gå när man skaffar en kamera. Om du planerar att gå ganska djupt, skulle en svartvitt infared kamera vara en bra insats. För grundare vatten fungerar färg lika bra, plus att den visar mer detaljer (t.ex. färg?). Om du verkligen vill ha en bra bild, gå med en dedikerad undervattenskamera. Dessa kostar ganska mycket mer, men du behöver inte oroa dig för ett hölje, och de växlar ofta till mörkerseende automatiskt med inbyggd IR -belysning när det inte finns tillräckligt med ljus. Jag gick med en 30 $ färgkamera från Spark Fun. Den har en RCA -utgång som jag ska ansluta till min dator. Här är det fäst på en fäste redo att installeras. PC -kortet ansluts till kameran via RCA, och kom också med ett program för att visa och fånga videoflöden

Steg 6: Ljus

Jag behövde några lampor som är ganska ljusa och också effektiva. Lysdioder är exakt det, och jag hittade några på Spark Fun Electronics. Jag använde två 3 watts lysdioder, och för att vara ärlig, de är blinda. De blir lite toasty, så var noga med att använda en kylfläns för att förlänga LED: s livslängd. Spark Fun säljer en aluminiumbräda som har lödpunkter för tråd och fungerar också som kylfläns. De har också olika LED -färger. Jag fäst lysdioderna på ett stativ som jag gjorde av ett L -fäste för att hålla det i mitten av visningsporten. För att göra det lättare att byta, skruvade jag fast dem på en aluminiumlist så att de kan justeras eller bytas ut. Bilderna visar inte hur ljusa dessa saker verkligen är. Efter att ha letat en sekund i taget hade jag fläckar i min syn

Steg 7: Kontroll: ROV -sida

Detta är förmodligen den svåraste delen av hela byggprocessen. Jag har sett många olika metoder för att styra ROV. Jason Rollette använde en mikrokontroller, vilket verkligen är det bästa sättet att gå. Han har full analog kontroll över alla motorer, och vid data överförs upp en Cat 5e Ethernet -kabel. Men om du inte har möjlighet att skriva ut ett kretskort och programmera en mikrokontroller är detta inte det enklaste att montera. Jason har ett diagram över kretsen och kretskortet på sin webbplats här Alternativt kan du använda reläer för att slå på och stänga av motorerna. det här är inte lika bra som full range -kontroll, men det är mycket enklare och enklare. På Homebuilt ROV använde Steve reläer för att styra Seafox, och han har en bra guide för att montera valfritt antal relästyrda motorer. Detta är en av de fyra varvtalsregulatorer som jag använder för thrusterstyrningen

Steg 8: Ström

Jag bestämde mig för att bära batterier i min ROV för att göra det mer oberoende och minska antalet kablar som går till ytan. Detta är en av två 12 volt 2,5 amp timmars batterier som jag köpte från Battery Mart. Jag har redan anslutit den till en Deans Ultra -kontakt så att den enkelt kan tas bort om det behövs. På grund av thrusterns förstärkare kan jag behöva använda en laddningskrets för att hålla batterierna avstängda. De kommer att transporteras i de två sidorören och lägga till välbehövlig vikt till ROV

Steg 9: Kontroll: Yta

Nu går vi in i det svåra pilotområdet. De två personerna som jag pratade med använder en bärbar dator för att styra sin ROV, med en knappsats eller joystick för att flytta ROV runt. Detta är bra eftersom allt du behöver är ROV, kontrollkabeln och din bärbara dator.

Jag ville ha full analog kontroll utan att använda en mikrokontroller, så jag bestämde mig för ESC: er, elektroniska hastighetsregulatorer. Dessa bör vara bekanta för alla som har ett modellplan eller en bil. Jag behövde backhastighetsregulatorer och snubblade över några på Bane Bots. De är anslutna till mottagaren inuti ROV, och antennen är ansluten till en av Cat 5 -ledningarna. Därifrån använde jag min Hitec -fjärrkontroll med lämplig kristall och frekvens. Ljuset styrs av en omkopplare som manövreras av en servo. Kompassen har ännu inte ställts in, men jag tror att jag bara kan använda ett gäng lysdioder istället för att försöka koppla den med min bärbara dator. EDIT: Jag har sedan uppgraderat mitt styrsystem med en Arduino mikrokontroller och en servostyrning. Jag kommer att publicera mina resultat så snart jag är klar med havsförsök.

Steg 10: Tether

För att ansluta ROV till styrenheten använder jag 100 fot Cat 5e Ethernet -kabel. Den har 8 ledningar, som passar bra in i mina planer. Jag kan lägga till en andra kabel om jag har fler funktioner som jag behöver köra, men för tillfället ser det bra ut. Detta är plenumsklassat Cat 5, vilket innebär att det kan dras genom väggar med hjälp av en tejp. Höljet är tätt krympt och har en tunn nylonsnöre inuti som hjälper till att fördela lasten över hela kabeln. Detta gör den mer hållbar och minskar risken för att jag skadar kabeln från belastning. Jag måste lägga till flottörer i kabeln eftersom den troligen kommer att sjunka på grund av dess vikt. Kontakten jag använde är en Bulgin Buccaneer Ethernet -kontakt. Det gör det lättare att transportera ROV genom att separera kabeln och roboten. Bulgin testar sin kontakt noggrant, och detta är förmodligen klassat till 30 fot i 2 veckor och 200 fot i några dagar. Eftersom jag planerar att inte gå mer än 100, ligger detta långt inom gränserna.

Steg 11: Testning

Första gången ROV såg vatten testade jag det i min farbrors pool. Som förväntat var ROV för flytande. Jag har sedan lagt till blyvikter som jag köpte på en jaktbutik för att lägga vikt på skidorna. Lead shot hade varit att föredra eftersom det är finare och lättare att använda, men det är riktigt dyrt. Ledningen tillåter mig också att justera ballasten med en rimlig grad av precision om jag behöver ändra vikten på plats. Den totala ballast som krävdes var cirka 8 kg, ganska mycket belastning. Nästa test kommer att vara i en annan pool, och sedan är det förhoppningsvis in i en sjö! Om du planerar att använda detta i saltvatten skulle det inte vara en dålig idé att skölja bort det efteråt för att hålla korrosionen nere.

Jag kommer att försöka lägga upp några videor inom en snar framtid för att visa hur det här fungerar i vattnet