Ein ROV - Remotely operated vehicle - Tauchroboter
Aaaalso es war einmal...
vor paar Monaten hab ich mit der Planung eines Tauchroboters angefangen, das heißt ich will ein Teil bauen das unterwasser autonom bzw. ferngesteuert agieren kann - und das ganze am liebsten bis 100 Meter Wassertiefe.
Mechanik:
Zum Einsatz sollen 3 bzw. 5 Motoren kommen, die über eine Magnetkupplung eine 80-90mm Schraube antreiben, die innerhalb eines 100mm Rohrs ("Jets") steckt. Ich hab dazu mal ein Schema gemacht:
Bild hier
Dieses Teil werde ich als erstes bauen. Zum Einsatz kommen 70er und 100er Abwasserrohr (wobei das 70er Druckfest genug sein muss), ein Motor und eine Magnetkupplung... entweder wie dargestellt mit zwei Scheibenmagneten oder einer Minex-ähnlichen (wo kann man solche günstig kaufen? im shop des minex herstellers findet die sich nicht mal...)
Als Schraube werde ich in der Badewannen-Testphase einen ausgedienten 80er PC Lüfter verwenden
Je nach Antriebsstärke werden von diesen "Motorgondeln" 2 oder 4 stück horizontal arbeiten.
Da die Schrauben nach hinten ausgerichtet sind, dh der motor nach vorne, bietet es sich an die vorderseite nicht einfach mit einem Deckel zuzupappen sondern wie auf dem Bild gleich als Scheinwerfer zu benutzen. Ich dachte daran viele 3mm weiße LEDs zu nehmen, und ein paar rote, grüne, blaue (rot und grün lass ich vielleicht noch weg je nach Reichweite unter Wasser)
Zusätzlich dazu wird ein fast identischer Aufbau - nur ohne LEDs - dazu verwendet, den minimalen Auftrieb zu überwinden und den Bot zum tauchen zu bringen.
Elektronik
- - Haupt-CPU: Ein Atmel32-16 der auf einem RN-Control steckt (die Teile dazu hab ich mir vorgestern bei Reichelt bestellt)
- Mehrere ATMega8-8 Co-Prozessoren auf separaten Boards für
[list:d19c18b64e]- Aktorik (Motorsteuerung, LEDs, ...)
- Sensorik (Wassereinbruch, Druck = Wassertiefe, Temperaturen, CPU-Überwachung...)
- User-Interface (20x4 Zeichen LCD in blau; Funksteuerung; ...)
Bevor wer meckert: Weniger-Chips-Effizienzgründe sind bei dem Hobby keine Gründe ;-)
- Kommunikation der Platinen im Bot über I2C (und wenn ichs hinkriege auch die Programmierung der chips - eigener Bootloader?)
- Batterie: Entweder haufenweise handelsüblicher runder akkus, oder eine 12V Moped-Batterie (Bleiakku - Gewicht ist gut gegen zu viel Auftrieb)
- LED Scheinwerfer und "aufblitzende" Positionsleuchten
- eine alte 3MPixel Digicam die hier noch rumliegt - der Auslöser kommt an den Aktorik-Atmel
- Funkübertragung mit 50-200 KHz (viel mehr ist unter Wasser offenbar nicht drin - oder geht mehr wenn Sender und Empfänger unter Wasser sind?)[/list:u:d19c18b64e]
Fernbedienung
Die Fernbedienung tauscht digitale Signale mit dem Bot aus und zwar in beide Richtungen. Dadurch ist es möglich, Befehle hin zu senden, aber auch Statusinfos zu kriegen - ich habe vor hier ein zweites 20x4 LCD einzubauen um die selben Infos wie auf dem Bot-LCD anzuzeigen.
Wenn ich es geschickt anstelle, kann ich dazu eine identische UI-Platine wie im Bot verwenden sogar mit selber firmware, plus einem kontroll-chip an dem die Taster usw. angeschlossen sind.
Fernbedienung die 2te
Wenn man mal grad keine Lust aufs nasswerden hat, wäre auch eine Fernbedienung über Laptop vom Festland bzw. vom Boot aus denkbar. Das setzt allerdings voraus dass ich eine stabile Videoübertragung hinkriege und ist eher ein feature für version 2.0 des Bots ;-)
Failsave
Wenn was schief geht - darüber hab ich mir schon viele Gedanken gemacht und auch schon paar Lösungen über die ich später mehr schreibe bei Interesse.
Gegenwärtige Probleme
- - Wasserdruck: in sagen wir mal 50m Tiefe herrscht ein Druck von 6 Bar das heißt 6 kg drücken auf jeden cm² - da bleibt kaum ein Auge bzw. Bot trocken...
- Drehbewegungen übertragen: Magnetkupplungen? Wellendichtungen? Ich hab noch keine (praktische) Erfahrung mit dem Thema
- Entfernungsmessungen unterwasser - echolot? Ultraschall?
- diverse andere die ich grad noch nicht mal ahne
Roadmap
So ist nun meine Vorgehensweise
- - Zusammenlöten des RN-Control (kann ja nicht schaden)
- Bauen einer Motorgondel mit einem 12V Motor und zwei Neodym-Magneten die so rumliegen und Badewannentest
- Bauen des Haupt-Körpers und intensive Drucktests (z.B. Überdruck von innen mit Kompressor - wenn das hält ists andersrum garantiert kein Problem... hauptsache es fliegt mir nicht um die Ohren bei 5 Bar *g*)
- Fertigstellen der Motorgondeln und Montage
- Eine Funkübertragung in der Badewanne - nein lieber Schwimmbad hinkriegen
- Mehr Elektronik bauen! Mehr mehr!!1elf
- I2C Kommunikation und flashen
- Fernbedienung designen und bauen
- Schwimmbadtest vom Beckenrand
- mal sehn
ROV für biologische Langzeit-Beobachtungen
Hallo,
mich beschäftigt das Thema ROV seit ca. einem Jahr und ich möchte meinen bescheidenen Beitrag zu diesem Thema leisten. Ich strebe keine enormen Tauchtiefen an, sondern eher Langzeitbeobchtungen (2-xx h, max. 10 m) biologischer Natur, um genauer zu sein, der Fisch und Krebsfauna diverser Gewässer (stille und fließende) in meiner Umgebung zu denen ich eine Fischeiberechtigung habe. Geplant ist vorerst ein Modell, das stationär oder als Schleppschlitten arbeitet.
Auch ich habe zunächst an einem akkugespeisten Modell gearbeitet, aber da die (bezahlbaren) Energieträger für die angestrebte Beobachtungsdauer nicht möglich sind, bin ich zur externen Energiespeisung zurückgekehrt.
Mein Gerät basiert auf einer "Otterbox" (Garantie bis 30m), die es via Internet für ca. 25 Euro gibt; dies ist das innere Modul, das dann zunächst auf einen Frame aufgesetzt wird. Der Frame (also Rahmen) fungiert als Träger und Lichtlieferant (dazu dient vorserst eine zweite, kleinere Otterbox mit LEDs, aufgesetzt als Modul auf den inneren Teil) für stationäre (Stillwasser, als Fotofalle z.B.) Zwecke.
Viel Zeit haben die Kabelübergänge gekostet, die Dinger wollten einfach nicht dicht werden; inzwischen habe ich POS25 5bar-gasdichte Verschraubungen (Conrad) im Gebrauch, angeflanscht an normale 3/4 Zoll Verschraubungen aus dem Installateurbedarf.
Die Energieversorgung erfolgt entweder über ein eigenes Kabel (also zusammen 2, kein Problem, da gleichzeitig 2 Kabel wasserdicht angeführt werden können) oder via PoE (Power over Ethernet), welches einen kleineren Akkupuffer speist. Faszinierend ist: Ich könnte sowohl eine (beschränkte) Energieversorgung, als auch eine IP-Steurung über ein Kabel realisieren; ich habe schon ein entsprechendes IP-Modul gefunden, doch das ist schlicht zu groß und fordert natürlich eigene Energie -> ggf zweites Kabel, wenn PoE überfordert.
Meine IP-Cam ist eher ein sehr einfaches Modell mangels Mittel, leider auch eher lichtschwach und nicht zu vergleichen mit einer Mobotix, die ich gelegentlich beruflich für Projekte einsetze.
Ich werde interssiert den Fortschritt der anderenen Projekte hier beobachten. Gibt es neue Fortschritte ?
Thanx 2 all
Armin