многофункциональный экспериментальный аппарат
С дрожанием современные цифровые экшн камеры умеют хорошо справляться. В зависимости от крутизны в них могут быть и оптический и цифровой режимы стабилизации.
Но вот с мутью от маневровых моторчиков в бреющем придонном режиме что делать?
Да и “шуметь” моторчиками в рыбном царстве не хочется особо.
Никак не определюсь с конструктивом подводной части. Правда, у меня поставленная задача совсем простая - спокойное обследование фауны и дна водоема подводной камерой, с предварительным определением глубины эхолотом. Для “просто посмотреть” с внуками с берега, что там интересного внизу, какое дно, глубина, сундуки с сокровищами.
Да и то, когда надоест гонять верхним катамараном с поднятой в надводное положение камерой. Это для сэлфи на воде, ныряний пловцов и их видов снизу, фоток берегов с воды.
Камера в поднятом положении лебедки “смотрит” вперед над поверхностью воды.
Решил пока сделать “верхнюю” часть проекта - катамаран с лебедкой. А к тому времени придет необходимая комплектуха из поднебесной, и мысли появятся.
Приобрел герметичную коробочку G2119 для электроники катамарана. Специально взял с прозрачной крышкой для визуального контроля наличия воды и наглядности. В нее в аккурат встает силовая серва (11кг/см) управления поворотом мотора, и пара аккумуляторов 4S 5Ah.
А чем обычная серва не устроила?
Да хотелось просто попробовать, тем более при натурных испытаниях, если затопит то не жалко.
Итак, сегодня завершил первый из намеченных этапов - закончил несущий катамаран.
Блок с электроникой получился весьма плотно упакован. Пришлось добавить в его состав преобразователь питания 16/12В с защитой от перегрузки по току.
12В питают лебедку и всю подводную часть, поэтому токовая защита обязательна. Также пришлось добавить вентилятор для улучшения внутреннего обдува регулятора БК и преобразователя питания.
Изначально не планировал гонять на движке на полной мощности (около 350-400Вт), но аппетит приходит во время еды. Даже в ванной пытается глиссернуть, и выпрыгнуть через край.
yadi.sk/i/ljbdIwsu3SxAmy
yadi.sk/i/EWb-YdcO3SxAri
Лебедка с подводной частью будет быстро съемной - четыре барашка. На случай, когда захочется просто погонять налегке. Запитывается барабан от боковых несущих профилей, на которые поданы 12В (с токовой защитой).
Внутри барабана лебедки WiFi ТВ передатчик, схема управления моторами лебедки, второй приемник управления, схема управления мотором азимута подводной части, схема включения подсветки подводной камеры.
Приступаю ко второму этапу - лебедка. К сожалению, пока смежники из Китая тормозят поставку недостающей комплектухи.
Зачетный аппарат!
Смотрю, внутри блока электроники стоит вентилятор с радиатором.
Я, при первых испытаниях своего ROV, чуть было не спалил передатчик видео.
При чем, он стоял на приличном радиаторе, но в закрытом пространстве.
Следующий конструктив надводного радио буя будит с радиатором в воде- халявное охлаждение так сказать. Этот способ буду применять и на остальном оборудовании
требующем доп. охлаждения.
Получился очень устойчивый на плаву и непотопляемый аппарат. С большим и изменяемым запасом грузоподъемности. При необходимости можно удлинять вперед бутылочную часть, перемещая переднюю половинку бутылки.
Выглядит аляповато, но мне не шашечки, а ехать надо.
Честно говоря, поставил вентилятор для подстраховки на крайний случай, скорее по привычке. Регулятор не греется при токе мотора до 10-15А, чуть теплый.
DC-DC конвертор 16/12В расчитан на ток 12А при реальном расходе до 1,5А (камера, подсветка, моторы лебедки, WiFi передатчик), и тоже совсем не греется.
С большим запасом как-то спокойнее.
Загерметизировал термоклеем отверстия в микромоторчике из сервы, вырезал на глазок из латуни простенький винт, припаял к шестеренке на валу.
Попробовал тягу - для маневрирования легкого аппарата более чем достаточно.
Движок поставлю в стандартную пластиковую трубу 40мм. Для защиты винта.
Такой вариант на основе сервы идеален для маневрирования различных подлодок. В зависимости от отклонения стика на пульте от центрального положения скорость движка возрастает.
Это позволяет очень точно маневрировать. А сама серва -это регулятор с реверсом и мотор в одном флаконе. Дешевле и компактнее не придумать. Рекомендую. 😃
Гость, если не трудно, залейте видео на ютюб, яди у меня почему то не открывается. Очень хотелось бы посмотреть.
С ув.
Уж извиняйте, сейчас не с руки. Могу на мыло сбросить. Да и смотреть пока в видео формате особо нечего.
Пока не пришла комплектуха из Китая решил поэкспериментировать с подводной частью.
Пришлось забраковать вариант разворота по азимуту за счет маневрового моторчика в горизонтальной плоскости. Вместе с полезным разворотом камеры вокруг кабеля подвеса, ее начинает раскачивать из стороны в сторону.
Изображение с ТВ камеры начинает недопустимо раскачиваться из стороны в сторону. Нужно управление разворотом строго вокруг вертикального подвеса камеры.
Попробовал для начала простейший вариант с отдачей от вращения центробежной крыльчатки на моторчике от сервы. Ставится вдоль кабеля подвеса камеры. Вроде неплохо.
Собрал из разного сантехнического мусора бокс для камеры. На термоклей посадил стеклышко из галогенной лампы. Вроде герметично.
Вот только слишком плавучесть положительная. Приходится дополнительный груз подвешивать.
В окончательной редакции погружная часть стала выглядеть, как на фото.
Но это оптимально лишь по моим критериям и задачам. Для спокойных водоемов, но с мутной водой, и в условиях слабой освещенности.
Не требуются глубины более 15-20м, и возможность заныривать в люки и иллюминаторы затонувших кораблей.
Только общий осмотр дна и фауны, визуальные поисковые работы, рыбалка.
Постарался обойти главный недостаток существующих систем подводного видеонаблюдения - засветку катинки от собственной подсветки. Это особенно проявляется в мутной воде при использовании излучателей, установленных непосредственно в боксе с ТВ камерой.
Пересвеченная ближняя взвесь перед объективом блокирует автоматическую электронную диафрагму камеры.
Световой поток от подсветки должен попадать в съемочный сектор непосредственно в зоне объекта съемки.
Для этого я использовал узко направленную подсветку, смещенную от оси визирования ТВ камеры, и попадающую в ее поле зрения на достаточном удалении от объектива.
Сегодня немного поэкспериментировал с имеющимися на руках эхолотами. По своим возможностям и цене они не отличаются особо. Разница в радиоканале передачи данных на приемник - 433мГц и 2,4гГц.
Оба в зависимости от расположения планет и помеховой обстановки в эфире вытягивают не более 40-50м. Этого вполне достаточно для “ближних” заплывов.
Их передатчики работают от питания 3…3,7В. Однако, в эхолоте с каналом на 433мГц при питании от 12В борта плав средства можно заменить выходной каскад передатчика на более мощный.
ru.aliexpress.com/item/…/32820610184.html
Дальность возрастет до 100-150м.
Собрал испытательный стенд для проверки показаний. В нем можно менять уровень воды в пределах 1,2м.
Гораздо больше понравилась работа (черного) эхолота с каналом 2,4гГц. Показывает уровень питания и датчика, и приемника. Хорошо видит рыбу, и “скользящие” отражения от боковых стенок камеры.
Стало любопытно, почему электролиз не затронул внутреннюю обвязку щеток. Ответ нашел в статьях про электролиз воды в замкнутых объемах.
Оказывается, по мере воздействия тока на воду в замкнутом объеме при выделении газа увеличивается внутренний подпор объема, препятствующий смене в нем находящейся воды.
Сопротивление воды существенно увеличивается снижая интенсивность электролиза. Внутри моторчика появляется некий коллоидный раствор, выступающий в роли внутренней смазки. То есть, при даже не самой идеальной герметизации моторчика, он может прекрасно работать в открытой воде. По крайней мере несколько сезонов точно.
Видел в ютубе ролик о надувной лодке и моторе от шеток автомобиля, Автор говорил что без герметизации изделие отработало 6 сезонов.
“Герметизация” в правильном понимании этого слова, как таковая не требуется. Но обязательно должны быть выплонены необходимые защитные действия. Одинаково важные как для бесколлекторных, так и коллекторных двигателей.
В первую очередь должны быть хорошо заизолированы все намоточные провода, открытые контакты и пайки (лаком, эпоксидкой, компаундом или термоклеем).
Должны быть тщательно закупорены все технологические и вентиляционные отверстия в корпусе. Для предотвращения попадания внутрь песчинок и взвесей, а также для минимизации смены воды внутри корпуса для снижения интенсивного электролиза (для коллекторников).
Вопреки сложившемуся мнению, на мой взгляд, не требуется какая-либо защита или замена стальных подшипников на керамику или бронзу. В моих девайсах было достаточно перед началом нового сезона всего лишь капнуть немного керосина, прокрутить рукой ротор, чтобы снять появившийся налет ржавчины, и капнуть для профилактики немного масла.
Если этого оказывается недостаточно, и мотор начал шуметь на больших оборотах, то сменить подшипник можно за несколько минут.
Пришла посылка с 10-ти канальным пультом FS-I6X. К сожалению, он оказался несовместим с имевшимися приемниками, которые планировал использовать.
Пришлось дозаказывать дополнительный приемник, а значит, предстоит еще ждать три-четыре недели для завершения работ.
Зато очень порадовал сам пульт FS-I6X с двухсторонней связью с приемной частью. Позволяет получать с борта данные по разряду батареи, уровню и качеству принимаемого сигнала от пульта, и уровню помех в точке приема.
Это позволяет полностью отказаться от дополнительного OSD модуля, и иметь прямо на пульте необходимую предупреждающую информацию.
Единственно, для контроля бортового напряжения надо питать приемник не от 5 вольт стабилизированного ВЕС, а непоседственно через делитель от аккумулятора. Тогда тревожный зуммер в пульте будет срабатывать при снижении бортового питания ниже заданного порога.
Отработал окончательную функциональную схему проекта.
Помимо комплексного использования, можно будет использовать отдельно катамаран с эхолотом в режиме скоростного плавания, и можно также отдельно использовать барабан лебедки с подводной камерой. Например, для зимних погружений в прорубь - габаритный диаметр подводной части около 80мм.
Пока не пришли из Китая недостающие детали, решил переделать старенький неисправный RC катер. Еле ползал даже в исправном состоянии. Давно обещал внуку починить.
Внутри все сопрело, да и пульт на 27мГц потерялся. Оказалось проще сделать потроха заново.
В первую очередь отказался от передаточного вала на винт. Лишняя потеря мощности и источник протечек. От руля поворота тоже отказался. На его место встал мотор с гребным винтом. Так гораздо маневренней. Для этого поставил серву с качалкой.
Электроника (приемник и регулятор)хоть и размещаются внутри корпуса, но от греха будут спрятаны в герметичную бутылочку по отработанной в предыдущих поделках технологии. При накрывании волной подобный дешевенький корпус однозначно прихлебывает водичку.
Чтобы закончить с темой лодочки-игрушки, еще один пост.
Для защиты от утопления подобных водоплавающих игрушек рекомендую вставить внутрь аварийный “спасательный круг” из пеноплекса, обеспечивающий положительную плавучесть при полном заполнении корпуса водой.
И обязательно всю электронику в пластиковую бутылочку, которая также добавит плавучести при затоплении.
В полностью затопленном состоянии лодка малым ходом сможет дотянуть до берега.
После переделки подобная лодочка по динамике превосходит многие дорогие спортивные варианты.
Ну вот, наконец пришла недостающая комплектуха из Китая, можно продолжить работы по теме.
На очереди барабан лебедки. Надо все тщательно закрепить, захомутовать, затермоклеить, загерметизировать. Ведь с кабеля, поднимаемого с глубины, будет постоянно стекать на барабан вода.
Надеюсь завтра начну комплексные прогоны всей конструкции.
В первую очередь интересует дальность и электромагнитная совместимость всех бортовых систем. Ведь все они используют бенд 2,4гГц. И пульт управления с двумя дуплексными приемниками, и WiFi передатчик видеосигнала, и эхолот. А также качество картинки по длинному кабелю + радиоканалу. Как сильно будет подтормаживать видео с борта, и прочие засады.
Собрал и установил лебедку. Работает отлично. В зависимости от отклонения джойстика на пульте от центрального положения крутит с разной скоростью. Грузоподъемность в пределах 2,5-3кг.
yadi.sk/i/2OqNcT_H3UW3Vy
Понял, что немного лоханулся с кабелем. Можно было бы взять помягче. Без усиливающего капронового профиля внутри. Прочность в 25кг совсем не требуется для подводной части весом 200г. Есть подозрение, что в холодной воде кабель будет в форме растянутой пружины.
Сейчас перед подключением подводной части хочу продумать верхнюю фиксацию камеры. Какой-то фиксирующий упор.
Сложность в том, что камера при подъеме может развернуться любой стороной вокруг кабеля. А надо, чтоб в верхнем положении смотрела вперед над водой.
Итак, приближается к финалу моя разношерстная экспериментальная тема. Очень тормознули задержки поставок нужной комплектухи из Китая.
Сегодня окончательно завершил монтажную часть, можно спускать аппарат на большую воду и начинать испытательные прогоны.
В текущем варианте исполнения боковые раздвижные баллоны катамарана выставлены на минимальную длину, и общие габариты аппарата составляют 600х350мм. Полный вес (с лебедкой и подводной частью) на суше составляет 4950г.
Для более грузоподъемных задач (около10кг) баллоны могут быть раздвинуты еще на 150-200мм. Рекомендую эту простую и надежную конструкцию для бюджетных вариантов подкормочных корабликов.
Запас бортового питания - два аккумулятора 4S 5Ah каждый.
Глубина погружения камеры зависит от длины используемого кабеля. Я пока ограничился 10м.
Дальность управления с пульта не менее 500м, трансляция видео на смартфон до 150м, данные с эхолота до 100м. Эти цифры подлежат практической проверке.
Скорость хода в режимах с лебедкой/без лебедки пока неизвестна, и подлежит практическому определению на водоеме.
Завтра во дворе соберу испытательный стенд для погружений подводной части под воду и проведу первые прогоны на дальность и электромагнитную совместимость пульта, эхолота и WiFi картинки на смартфоне.
Смартфон установлен на кронштейне непосредственно на пульте управления. Одна половина пульта закреплена за управлением катамараном, другая - за управлением лебедкой, камерой и подсветкой.
Лебедка быстро снимается с катамарана четырьмя барашками. Это, если просто погонять налегке.
Фото и видео завтра выложу в тему.
Подвесил аппарат на веревке. Еще раз проверил все команды управления, картинку с камеры, картинку с эхолота. Все в норме, друг другу не мешают в эфире, зря опасался.
Камера получилась с хорошей герметизацией. Стык половинок корпуса с резиновой прокладкой, сама резьба посажена на силикон, плюс ко всему наружная сторона стыка затермоклеена. Внутри камеры силиконовые пакетики. Вполне сможет выдержать глубины в несколько десятков метров.
С чем явно просчитался - с управлением поворотом камеры за счет контр вращения микромоторчика с лопатками. Слишком слабенько и вяло.
Можно выходить на большую воду.
силиконовые пакетики
Наверное селикагель.