многофункциональный экспериментальный аппарат
Наступил на грабли с заказом комплектухи в Китае - у них там новогоднее затишье до конца февраля.
Зато появилось время еще раз обдумать концепцию, провести примерочное макетирование основных узлов.
В итоге, остановился на несущей платформе-катамаране с возможностью установки на ней сменных наборов полезного груза.
Возможен даже вариант использования ее с минимальной нагрузкой (или порожняком) в скоростном режиме.
Боковые поплавки катамарана позволяют менять свою длину в зависимости от текущей задачи. Менять грузоподъемность и ходовые параметры.
Двигательная установка с изменяемым вектором тяги. Поворотная серва с усилием 10кг/см. БК мотор в открытой воде тщательно защищен от песка и водорослей.
Благодаря отличному водяному охлаждению может работать в форсированном режиме больших оборотов с используемым винтом 78мм.
Режим двигателя программируется с пульта отдельно для каждой задачи.
Лебедка съемная и разборная. Полностью загерметизирована. Внутри нее электронная начинка. Питание в нее подается через оси встроенных боковых моторов.
Длина кабеля может быть до 30-40м. Функциональный набор подводной части может меняться под решаемые задачи.
Запаса аккумуляторов на борту 16В 10Ач уверенно хватит на несколько часов любой задачи.
Похоже, мы в два голоса об одном и том
Да я в курсе что есть такой приборчик. Возможно я погорячился с выбором. Тот, который Вы предлагаете мне нужно будит разделить/отделить в нем Вайфай/блютуз от приемопередатчика УЗ. Да и стоит он не дешево, чтоб экспериментировать. Но, на крайняк, если вдруг не получиться сделать самостоятельно, буду брать его. Сама идея его применения не совсем стандартная, это будит часть автопилота. Удержания ROV на одном расстоянии от дна, привязка так сказать. Этот параметр задается с пульта оператора индивидуально/гибко. Второй, такой же используется для обнаружения препятствий по курсу движения аппарата. Можно и третий- обнаружения надводных целей (как опция). Хотя, там граница вода/атмосфера, как оно работать будит пока не знаю. Как то так.
С ув.
будит
Извините, что поучаю, но это слово пишется через “е”. А то кажется на слух вы кого-то хотите разбуд_и_ть.
Молодой еще, исправлюсь…😉
praktik_1974, во-первых, отражение от границы вода/воздух не хуже, чем от границы вода/дно. Можете не волноваться.
Задумка с обзорным УЗ сонаром для ROV аппарата весьма полезна. Особенно для мутной воды, когда камера становится просто бесполезна.
Очень неплохо бы подошел УЗ датчик такого типа alibaba.com/…/200-KHz-portable-Ultrasonic-underwat…
Он специально для воды. Большой плюс - узкая диаграмма направленности, около 8 градусов. Можно “разглядеть детали”.
Можно организовать простое механическое сканирование (как у радаров), либо поставить несколько таких разнонаправленных синхронных датчиков, и по их отраженкам рисовать пространственную 3D картинку.
В качестве донора УЗ датчиков и схем их обвязки можно попробовать заюзать автомобильный парктроникс. Там четыре датчика и готовая приемо-передающая часть. Датчики конструктивно выполнены, как в эхолотах. Воды не боятся.
Только придется делать свою логическую часть на МК.
В первой версии сделаю подводный аппарат в минимальной комплектации и габаритах.
Чтобы проверить качество ретранслируемой на смартфон подводной ТВ картинки, и выявить возможные технические засады.
Будет просто загерметизированная ТВ камера с отключаемой подсветкой, и пара микромоторчиков с винтами для управления горизонтальной ориентацией и углом наклона аппарата (тангажом).
Маневровая тяга подводному микро аппарату требуется небольшая. Самым подходящим по мощности вариантом показался моторчик от сервы S3003. А сама серва является идеальным донором схемы управления мотором. С дешифратором и силовыми ключами.
Моторчик выносится наружу, а переменный резистор позиционирования выставляется в среднее положение. Получается компактный регулятор с реверсом вращения от среднего положения стика на пульте управления.
Пока не очень понятно, как лучше его загерметизировать для работы на глубине?
Размещать его внутри герметичного корпуса с камерой нет смысла. Лучше разместить отдельно в своей индивидуальной “скорлупе” со своим дейвудом.
Да и реверсивный миниатюрный винт подходящий проще наверное будет самому наколхозить.
Правда, пока совсем не знаю как. Буду признателен за любые полезные конструктивно-технологические подсказки.
Пока не очень понятно, как лучше его загерметизировать для работы на глубине?
На ГДРовской игрушечной подлодке “Дельфин” коллекторный двигатель устанавливался в герметичном пластиковом стаканчике, а вращение на винт передавалось через стенку при помощи магнитной муфты. Все прекрасно работало.
Тоже присматривался к этому решению. Даже подумывал подобную готовую лодочку приладить к своей миниатюрной подводной камере.
Можно было бы также остановиться на проверенном решении с БК моторчиком. Но решил попробовать потроха из сервы. Уж больно подкупает простота и компактность решения, удобство управления стандартным сигналом от пульта.
Решил попробовать на практике.
После простой герметизации термоклеем “ненужных” щелей и дырочек в корпусе моторчика сервы единственным лазом для воды остается выходной подшипник на валу.
Через него на глубине может просачиваться вода.
Решил пойти на жесткие условия испытаний.
Не стал герметизировать моторчик. Круто посолил воду обычной поваренной солью, и на проводочках опустил моторчик на дно бутылки. Через каждые пару часов отваливался “плюсовой” провод от клеммы моторчика - съедал электролиз. Приходилось несколько раз подпаивать заново. Но сам моторчик прекрасно работал в течении всего времени прогонов около 12 часов, не теряя оборотов.
Было подозрение, что внутри должен быть хотя бы частично “съеден” плюсовой контакт щеток. Странно, но после вскрытия все оказалось целым. Правда, внутри была немного грязно-серой водички.
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.
А больше мне и не требуется. Ну, или поставлю другой из ненужной сервы.
К штатной латунной шестеренке на валу прекрасно паяется самодельный реверсивный винт из листовой латуни. Винт по профилю лопастей не самый эффективный, но одинаково тянет в обе стороны. Сойдет для маневрирования.
Извиняйте за очередной длинный опус.
Когда Вы достанете свою лодочку из воды (поскольку ее невозможно непрерывно пускать несколько лет подряд), в моторчике возобновится нормальный процесс электролиза. По имеющемуся опыту после купания в море катушки индуктивности в обычном приемнике сгнивали за пару недель. Сушка не помогала, остатки морской соли сосали атмосферную влагу и процесс продолжался до полного выхода обмоток из строя.
Моторчик выносится наружу, а переменный резистор позиционирования выставляется в среднее положение. Получается компактный регулятор с реверсом вращения от среднего положения стика на пульте управления.
Делал самодельную серву для поворота камеры …cxem.net/…/post-160846-0-44340900-1371725809.jpg , особое внимание нужно обратить на люфты
в шестернях и механизмах. Их в идеале не должно быть вообще, в противном случае, серва будит “дрожать” что не есть гут для камеры.
После проделанных экспериментов, остановился на не большом шаговом двигателе.
Но там свои плюсы и минусы в конструктиве привода и обвязки.
Делал самодельную серву для поворота камеры
А чем обычная серва не устроила?
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.