или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

DIY: Подводный дрон с видеокамерой своими руками. Пошаговая инструкция

schedule 26.09.2018 в 16:20 link DIY БПВС

Содержание:

Введение:

У многих людей есть любимое занятие, хобби, которое приносит им  много позитивных эмоции. Не исключение и те люди, которые любят машинки на радиоуправлении, пилотируемые вертолеты, квадрокоптеры и, конечно же, подводные лодки. Самое интересное занятие - это строительство такого аппарата своими руками: можно самостоятельно определиться с оборудованием и оснасткой устройства, придумать его внешний вид и функциональные возможности, разработать управление и контроль над лодкой, и многое другое. 

Видеопрезентация:

Эта инструкция поможет вам сделать или почерпнуть много полезной информации о строительстве беспилотного подводного аппарата у себя дома.

Шаг 1: Дизайн:

Для того, чтобы сохранить плавучесть и придать необходимый вес для погружения, автор этого изобретения решил сделать свой аппарат, состоящий из труб различного диаметра: три больших трубы посередине, обрамленные трубами маленького размера.

Шаг 2 : Рама:

Рама состоит из обычных ПВХ труб, предназначенных для стоков и водопровода. Большие трубы имеют диаметр 50 мм, маленькие, предназначенные для рамки, - 20 мм. Для фронтальной стороны труб большого диаметра, предназначенных для установки вовнутрь оборудования: камер, диодных фонариков для подсветки, необходимо аккуратно вырезать и отшлифовать прозрачное оргстекло.

Садим оргстекло на специальный клей-герметик, устойчивый к воде. С обратной стороны трубы устанавливаем торцевые резиновые заглушки и обжимаем их хомутами соответствующего диаметра. Это обеспечивает герметичность и позволяет нам легко снять их в случае необходимости ремонта или обслуживания оборудования.

Для вывода кабелей и проводов делаем отверстия соответствующие штуцерам для прозрачных шланг - водонепроницаемых каналов для проводки. Штуцера монтируются в трубы с помощью герметика и имеют "елочку" на концах для плотного и герметичного соединения со шлангом.

Исходя из размеров больших труб, спаиваем маленькие трубы специальным паяльником в раму, форма которой представлена на картинке. Большие трубы фиксируются на раме пластмассовыми хомутами, часто используемыми электриками для скрепления проводки.

 

Шаг 3: Движители:

Одним из наиболее важных составляющих беспилотного подводного аппарата - это движение. Как средство тяги было решено использовать погружные насосы небольших размеров - 4 насоса производительностью 4,2 куб.м./час: 2 для движения вперед/назад и поворот, 2 - для движения вверх/вниз.

Для увеличения тяги автор использовал следующий метод:

1. Отрезал белый корпус помпы освободив вал насоса. 
2. Используя адаптер опоры, предназначенный для крепления пропеллера на валу вертолета, закрепил его на валу насоса и прикрутил к нему винт, купленный в интернет-магазине, который занимается продажами комплектующих для моделирования кораблей и лодок.

Шаг 4: Навигация:

Для точной навигации был использован электронный компас (на картинке Dinsmore 1490). Главной особенностью этого компаса является первичная самостоятельная установка позиции Север. Все остальные направления автоматически выстраиваются. Этот компас очень чувствителен и воспринимает все изменения в магнитном поле Земли, поэтому убедитесь, что вы достаточно далеко установили его от электромагнитов подруливающих насосов. Четыре провода в серебристой обмотке отвечают за передачу сигналов (координат) при столкновениях в ПК. 

Шаг 5: Камеры:

Чтобы иметь возможность видеть все происходящее под водой, в подводном аппарате просто необходима камера. Если вы собрались погружаться глубоко, логичней будет применить черно-белую инфракрасную камеру. Для небольших глубин подойдет самая простая цветная камера с RCA выходом, подходящим для подключения к компьютеру. Если вы действительно хотите хорошую картинку, вам нужно приобрести более дорогую камеру с автоматическим переключением в режим ночного видения и со встроенной ИК-подсветкой. РС карта подключается к камере через RCA выход и продается с программой для просмотра и захвата видео.

Шаг 6: Подсветка:

Хороший обзор под толщей воды с недостаточным количеством света в данном устройстве обеспечивают два мощных светодиода мощностью 3 ватт каждый. Светодиоды различной мощности можно легко приобрести в специализированном интернет-магазине. Диоды излучают большое количество тепла, поэтому не забудьте использовать теплоотвод, который представляет собой алюминиевую пластину с местами припоя для проводов питания и самого диода.

Для закрепления подсветки в трубе автор сделал Г-образные кронштейны, прикрепил хомутами к ним пластины со светодиодами, а затем приклеил к внутренней поверхности трубы приблизительно в центре. На фотографии видно, сколько света выдают светодиоды в рабочем состоянии. Это более, чем достаточно для подсветки при съемке под водой.

Шаг 7: Блок управления:

Самая трудная часть всего процесса строительства - выбор блока управления. Существует множество различных подходов к управлению беспилотными подводными аппаратами. Некоторые используют микроконтроллер, который является самым лучшим средством. Он имеет полное аналоговое управление всех двигателей и передачу данных по кабелю Ethernet категории 5e. 

В качестве альтернативы вы можете использовать реле для включения и выключения двигателей с регулировкой скорости вращения. Это не так удобно, как полный контроль диапазона, но это намного проще и дешевле. 

Шаг 8: Питание:

Для питания подводного аппарата используются 2 батареи Mart, имеющие напряжение 12 вольт и емкость 2,5 ампер-часов. Удобный разъем подключения в виде папа/мама позволяет с легкостью произвести демонтаж или замену оборудования. Сохраняя баланс аппарата, аккумуляторы были помещены в боковые трубы.

Шаг 9: Контроль:

Управление и контроль над беспилотником осуществляется с помощью ноутбука, используя клавиатуру или джойстик для перемещения. Это очень удобно, потому, что для этого вам понадобится всего лишь кабель управления и ноутбук.

Чтобы обеспечить аналоговое управление с помощью микроконтроллера необходимо установить электронную систему контроля скорости такую, как используется в моделях радиоуправляемых самолетах или автомобилях. Она подключается к четырехканальному приемнику, помещаемому во внутрь аппарата, и имеющему порт для подключения Ethernet 5е кабеля и разъем антенны. В роле передатчика (излучателя) сигнала выступает пульт дистанционного управления с соответствующей рабочей частотой. Свет управляется с помощью переключателя, который активирует сервоприводы. 

Шаг 10: Кабель:

Для подключения подводного аппарата к контроллеру используется 30 метровый кабель Ethernet (длина кабеля выбирается самостоятельно, в зависимости от размеров водоема и глубины погружения). Он имеет 8 проводов, которые обеспечивают полное количество каналов передачи данных от устройства к компьютеру. Чтобы увеличить длину рабочего кабеля не обязательно менять провод. Автор идеи предлагает использовать специальный сборной коннектор Bulgin Buccaneer Ethernet, который обеспечивает водонепроницаемое соединение двух необходимых кусков провода.

Заключение:

Разобравшись, как устроен данный беспилотный подводный аппарат, можно с уверенностью сказать, что он не так уж и сложен, как казался изначально.

От себя хотелось бы добавить, что при первом запуске все равно придется балансировать и утяжелять агрегат свинцовыми грузилами, прикрепляя их к полозьям рамы. Больно уж легким он кажется, но это не проблема. Радует, что есть поле для экспериментов. Можно легко подобрать и применить оборудование и материалы на свой вкус. Разумеется, вам придется потрудиться, что бы найти и собрать все детали в единое целое. Но поверьте, это стоит того. Окунуться в подводный мир и увидеть неизведанное  мечтает каждый человек, но лишь немного, кому это удается. Станьте первым, приложив для этого немного усилий и средств.

Комментарии:

LSDmitry
04.10.2018 в 13:38

Добрый день! А можно поподробнее по электронике? Какие двигатели используете?

Ответить
Голосование из инструкции:
Получилось сделать?
Да, но не совсем так

Нет, не получилось

Я не пробовал(а)

Мне это совсем не интересно