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Thema: Autonomous Underwater Vehicle

  1. #1
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    Autonomous Underwater Vehicle

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    Hallo miteinander,

    ich möchte euch hier mein neuestes Projekt vorstellen.
    Wie der Titel verrät handelt es sich um ein AUV.

    Als Druckkörper wird ein 800 mm langes PVC Druckrohr mit einem Durchmesser von 90 mm verwendet. Die Abdichtung erflogt durch eine Gewindekappe. Das sollte für die Tiefe von ca. 10 meter reichen.

    Der restliche Mechanik ist RC UBoot typisch.
    (Fragen hierzu beantworte ich gerne, möchte aber an dieser Stelle nicht näher darauf eingehen )

    Jetzt zu den Zielen:

    1. Das U-Boot soll dahin fahren wo ich es haben will.
    Navigation mithilfe von Odometrie (sprich Kompassensor,
    Inkrementalgeber an der Antriebswelle, Drucksensor etc).

    Die Tiefe wird gesteuert über den Kolbentank und die Tiefenruder
    und der Drucksensor misst die aktuelle Tiefe.
    (spannende sache wäre es eine Schwebesteuerung zu integrieren)

    2. Mithilfe eines Beschleunigungssensor soll eventuell auftretende
    Strömungen ausgeglichen werden um eine höhere Präzision bei der
    Navigation zu ermöglichen. (das U-Boot soll z.B seine Position in
    Fließgewässer halten )

    3. Der spannendste Teil wird die Echolot und Sonar Geschichte.
    Zunächst möchte ich ein einfaches Hydrophon bauen das auf einem
    Servo montiert bewegt wird um z.b einem Geräusch eine Richtung
    zuzuorten und dieses dann anzusteuern. Mit dem Thema aktives Sonar
    muss ich mich noch näher auseinandersetzten ich kenne zwar schon
    viele Ansätze von Fischfinderauswertung bis selbstbau piezozeugs aber
    da sehe ich das größte Problem in der Tatsache das mit "Wellen" zu
    arbeiten und kein Oszilloskop zur Verfügung zu haben dämlich ist


    Aja als uC steht ein RN 128 Mega Funk zur Verfügung.


    Bin für Anregungen, Wünsche, Beschwerden, Tipps und Fragen dankbar!

    mfg

  2. #2
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    Sehr interessantes Projekt, und sicher nicht einfach.

    Mal zu den fakten:
    1. Kompass könnte durch die motoren beeinflusst werden
    Drucksensoren sollten vorne und hinten sein und jeweils sehr feiner nur um die druckunterschiede von vorn und hinten zu messen und das boot somit ausgleichen und ein drucksensor der von 0-10m geht für die tiefe.

    2. Bin nicht sicher ob ein beschleunigungssensor wirklich was bringt. Wasser ist träge usw.... Ich glaube du bekommst da keine guten werte.

    3. Das wird vermutlich sehr schwer bzw teuer.

    BTW Funkwellen haben unter wasser nur wenige meter reichweite.

    mfg

  3. #3
    Moderator Robotik Einstein Avatar von HannoHupmann
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    1) Inkrementalgeber an der Antriebswelle bringt für die Unterwasserodometrie gar nichts. Da die Umdrehungen der Antriebsachse - nicht wie bei Landfahrzeugen - mit der zurückgelegten Distanz korrilieren müssen.

    2) Ein Beschleunigungsensor bringt auch nichts, hat Wsk8 schon erläutert und ich stimme ihm da voll zu. Vielleicht kann man was mit nem Durchflusssensor machen, aber das weis ich nicht müsste man mal in der Fluidmechanik nachsehen.

    RN Mega128 Funk bringt gar nichts, da Funkwellen nicht Unterwasser übertragen werden können.

    RC-Uboot typisch? So reiflich überlegt wie die Auswahl der Sensoren ist würde ich auch hier darauf tippen, dass dein U-Boot nur eine Richtung fahren kann.

  4. #4
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Sehr interessantes Projekt, und sicher nicht einfach.

    Mal zu den fakten:
    1. Kompass könnte durch die motoren beeinflusst werden
    Drucksensoren sollten vorne und hinten sein und jeweils sehr feiner nur um die druckunterschiede von vorn und hinten zu messen und das boot somit ausgleichen und ein drucksensor der von 0-10m geht für die tiefe.

    2. Bin nicht sicher ob ein beschleunigungssensor wirklich was bringt. Wasser ist träge usw.... Ich glaube du bekommst da keine guten werte.

    3. Das wird vermutlich sehr schwer bzw teuer.

    BTW Funkwellen haben unter wasser nur wenige meter reichweite.

    mfg
    1. Daran habe ich auch schon gedacht, aber nachdem der Abstand zwischen Sensor und Motor fast 1 Meter beträgt sollte das kein Problem darstellen.? Damit muss ich mich aber noch näher auseinandersetzten. (Gibts dazu Erfahrungswerte wie groß das Elektromagnetischefeld des E-Motors sein kann)

    2. Mhh daran hab ich noch nicht gedacht. Auch hier wieder die Frage ob es jemanden gibt der das schon mal ausprobiert hat?


    3. Schwer auf jeden Fall, teuer eher nicht. Ein selbstbau Hydrophon kostet
    vl. 10 Euro (wie gut da die Ergebnisse sind kann ich natürlich nicht sagen aber probieren geht über studieren) und bei einem Fischfinder ist man mit 50 Euro dabei. Hauptproblem sehe ich hier, wie gesagt eher im fehlenden Oszilloskop und das ist leider teuer.


    Zitat Zitat von HannoHupmann
    1) Inkrementalgeber an der Antriebswelle bringt für die Unterwasserodometrie gar nichts. Da die Umdrehungen der Antriebsachse - nicht wie bei Landfahrzeugen - mit der zurückgelegten Distanz korrilieren müssen.

    2) Ein Beschleunigungsensor bringt auch nichts, hat Wsk8 schon erläutert und ich stimme ihm da voll zu. Vielleicht kann man was mit nem Durchflusssensor machen, aber das weis ich nicht müsste man mal in der Fluidmechanik nachsehen.

    RN Mega128 Funk bringt gar nichts, da Funkwellen nicht Unterwasser übertragen werden können.

    RC-Uboot typisch? So reiflich überlegt wie die Auswahl der Sensoren ist würde ich auch hier darauf tippen, dass dein U-Boot nur eine Richtung fahren kann.
    1.Das ist mir klar, aber mithilfe der Wellendrehzahl und der Geschwindigkeit die ja von außen Messbar ist kann eine Tabelle, im Idealfall Formel erstellt werden.

    2. meinst du das die Kräfte die auf mein Boot wirken aufgrund der Trägheit von Wasser zu gering sind um von einem Beschl-messer erfasst zu werden?? mhh

    3. Falsch sie bringt mir sogar sehr viel. Erstens ist sie ein Controller Board wie jedes andere auch mitder ich arbeiten kann womit das "bringt dir nichts" schonmal wiederlegt wäre und Zweitens ist die Rechenleistung sehr gut und hat denk ich mal einigermaßen Reserven und nachdem "U-Boot Typisch" wollte ich jetzt schon fast sagen, so ein Uboot auch an der Oberfläche fahren kann und dort Funk zum Datenaustausch eigentlich gut funktionieren sollten macht es also Sinn diese Board zu verwenden.

    Zu dem mit nur in eine Richtung fahren.
    Hochinteressanter Punkt muss ich sagen, die Intergration eines Ruders oder änlichem habe ich noch nicht bedacht. Ich bleibe am Ball!!!

  5. #5
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    Zur Abschirmung der motoren würde sich dünnes eisenblech eignen (magnetische stoffe schirmen magnetische wellen ab).

    Im wasser ist alles sehr träge. Die kannst nicht von 0 auf 100 in 2 sekunden schaffen. Genausowenig wie du eine Vollbremsung hinlegen kannst. Alle Vorgänge gehen mehr oder minder in zeitlupe ab.
    Und wenn du bei Vollgas auf einmal den Rückwärtsgang reinhaust um zu bremsen ist die gefahr dass es dir den antrieb raushaut wahrscheinlich größer als das das boot stehen bleibt.

    1.Das ist mir klar, aber mithilfe der Wellendrehzahl und der Geschwindigkeit die ja von außen Messbar ist kann eine Tabelle, im Idealfall Formel erstellt werden.
    In fließenden Gewässern bringts eig gar nichts, in stillen kannst du es als richtungswert ansehen, ist natürlich auch nicht so genau.

    RN Mega128 Funk bringt gar nichts, da Funkwellen nicht Unterwasser übertragen werden können.
    Ich glaube er meint eher dass dir die Funkfähigkeit des boards unter wasser nichts bringt. Ansonsten ist es eigentlich schon gut. Ausreichend leistung und wenn man ganz oben ne antenne anbringt kann man auch schon in schnorcheltiefe funken

    mfg

  6. #6
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    Zitat Zitat von Wsk8
    Zur Abschirmung der motoren würde sich dünnes eisenblech eignen (magnetische stoffe schirmen magnetische wellen ab).


    Im wasser ist alles sehr träge. Die kannst nicht von 0 auf 100 in 2 sekunden schaffen. Genausowenig wie du eine Vollbremsung hinlegen kannst. Alle Vorgänge gehen mehr oder minder in zeitlupe ab.
    Und wenn du bei Vollgas auf einmal den Rückwärtsgang reinhaust um zu bremsen ist die gefahr dass es dir den antrieb raushaut wahrscheinlich größer als das das boot stehen bleibt.

    1.Das ist mir klar, aber mithilfe der Wellendrehzahl und der Geschwindigkeit die ja von außen Messbar ist kann eine Tabelle, im Idealfall Formel erstellt werden.
    In fließenden Gewässern bringts eig gar nichts, in stillen kannst du es als richtungswert ansehen, ist natürlich auch nicht so genau.

    RN Mega128 Funk bringt gar nichts, da Funkwellen nicht Unterwasser übertragen werden können.
    Ich glaube er meint eher dass dir die Funkfähigkeit des boards unter wasser nichts bringt. Ansonsten ist es eigentlich schon gut. Ausreichend leistung und wenn man ganz oben ne antenne anbringt kann man auch schon in schnorcheltiefe funken

    mfg
    1. Stimmt ein dünnes Blech wird ausreichend sein, sobald ich den Kompassensor habe werd ich das mal ausprobieren.

    2. Schon klar nur mit welchen Kräften habe ich bei z.B kleinen Wellen auf einem Teich zu rechnen und welche Kräfte kann ein Beschleunigungssensor noch auffassen?

    3. Präzise wird die "Drehzahl-Geschwindichkeits Tabelle" bestimmt nicht da gebe ich dir recht. Habe mich grade mit dem Problem auseinandergesetzt und dann ist mir das Pitotrohr in den Sinn gekommen. sollte doch eigentlich funktionieren oder? Wie präzise sind den die Drucksensoren heutzutage? Kenn mich damit nicht so aus! Kennst du geeignete?

    4. War mir relativ klar was er meinte, nur wird leider von den meisten Leuten die "Wasser" und "Funk" hören automatisch angenommen, dass man Funk Unterwasser nutzen mag und davon war nicht die Rede.

    mfg

  7. #7
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    Ich habe hier einen XL 320 Beschleunigungssensor (2 o. 3 Achsen) rumliegen. Hab ihn noch nie benutz da ich nicht genau weiß wie ich sowas kleines verlöten soll. Ansonsten könnt ich mal testen wie genau der misst.

    mfg

  8. #8
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    Mich würde jetzt mal interessieren ob so ein Kompass Modul
    überhaupt unter Wasser brauchbare Ergebnisse liefert....Funk
    ist ja auch eine Elecktomagnetische Welle und die werden ja
    durch Wasser bedämpft.

    Gruß Richard

  9. #9
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    Ich bin seit einer Weile an etwas ähnlichem dran, bzw hatte etwas ähnliches realisiert, ein Bild davon siehst du auf dem Banner meiner Website.
    Ich wäre an einem kleinen Erfahrungsaustausch interessiert.
    Werde morgen Abend mal einige Bilder meiner Konstruktion machen und Schaltpläne ausgraben und online stellen.

    @Richard: Die Ausrichtung des Feldes bleibt aber immer gleich... "Kein Empfang" gibts nicht Oo Funktioniert alles Perfekt, ich hatte ursprünglich einen KMZ51 verwendet. Mehr gibts morgen Abend
    mfg
    Michael Eisele

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