ROV sous-marin : 11 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

Cette instructable vous montrera le processus de construction d'un ROV entièrement fonctionnel capable de 60 pieds ou plus. J'ai construit ce ROV avec l'aide de mon père et de plusieurs autres personnes qui ont déjà construit des ROV. Ce fut un long projet qui a pris tout l'été et une partie de la rentrée scolaire.

Étape 1: Concevoir

Afin de maintenir le ROV stable dans l'eau, vous avez besoin d'une conception lestée sur le fond et dotée de flotteurs sur le dessus. Le premier ROV a été construit par Steve de Homebuilt ROVs. Son site Web contient de nombreux modèles de ROV ainsi que des liens vers d'autres sites Web de ROV. Il intègre également plusieurs instructions How To dans son site. J'ai trouvé ce site inestimable pour la construction de mon ROV, et je le recommanderais à toute personne intéressée à construire le leur. Le deuxième ROV a été construit par Jason Rollette chez Rollette.com. Sa conception est un peu différente mais toujours très efficace. sur un grand tube central avec deux petits tubes situés de chaque côté, légèrement en dessous du tube central.

Étape 2: cadre

Voici le début du cadre que je construis pour le ROV. J'ai découpé des fenêtres en plexiglas et les ai poncées pour qu'elles s'adaptent à l'intérieur du tuyau. Il s'agit d'un tuyau ABS Schedule 40, couramment utilisé pour les eaux usées. Lors de l'assemblage de ce tuyau, assurez-vous d'utiliser de la colle à solvant spécialement conçue pour le collage de l'ABS. Le ciment PVC normal ne fonctionnera pas ou ne créera pas une mauvaise adhérence qui pourrait fuir. J'utilise également un mastic marin pour sceller le plexiglas et empêcher l'eau d'entrer. À l'arrière, j'utilise des bouchons à vis au cas où j'aurais besoin d'accéder à nouveau aux batteries ou à l'électronique. Je vais devoir envelopper les fils dans du ruban téflon pour les rendre étanches. Après quelques tests, j'ai constaté que les bouchons à vis fuyaient, alors je suis passé à des embouts en caoutchouc dotés d'une pince à bande pour les fixer.

Étape 3: propulseurs

L'une des caractéristiques les plus importantes d'un ROV est le mouvement. J'ai découvert que la plupart des gens utilisent des pompes de cale marines comme moyen de poussée. Les pompes de cale présentent de nombreux avantages. Ils sont destinés à être immergés, ils sont assez puissants et ils sont faciles à ajouter à un ROV existant. La plupart les utilisent dans leur configuration actuelle, mais j'ai choisi d'utiliser des hélices pour augmenter la poussée. J'ai suivi les instructions de Homebuilt ROVs. Dans les sections Comment faire, il a des instructions sur la conversion d'une pompe de cale pour utiliser un accessoire. Les hélices proviennent de Harbour Models, elles ont une bonne sélection de plastique et de jolis accessoires en laiton, avec de nombreuses tailles différentes. J'ai utilisé 4 pompes de cale Rule 1100 GPH, 2 pour l'avant, l'arrière et le virage, et 2 pour le haut et le bas. Étape 1: Coupez tout le boîtier blanc de la pompe de cale, mais veillez à ne pas couper dans le boîtier du moteur rougeÉtape 2: Utilisez un tournevis pour retirer la turbine, la chose bleue pour exposer l'arbre du moteur. Étape 3: J'utilise un adaptateur d'hélice pour un avion pour attacher l'hélice à l'arbre. Il a une vis de réglage, et j'ai juste serré l'écrou contre le moyeu fileté de l'hélice pour le verrouiller en position. J'ai dû ré-enfiler l'adaptateur d'hélice car il était un peu trop gros. Par mesure de précaution supplémentaire, j'ai utilisé du frein filet pour sceller l'assemblage. Comme les filetages ne s'alignaient pas, j'ai été obligé de retaper l'adaptateur d'hélice. Même si cela semblait simple, il a fallu beaucoup de temps pour le faire correctement.

Étape 4: Navigation

Pour déterminer la direction dans laquelle le ROV fait face, j'ai utilisé une boussole électronique. Il s'agit d'une boussole électronique Dinsmore 1490. Je l'ai eu de Zargos Robotics. J'ai utilisé ce schéma pour créer une représentation visuelle de la direction. Une note: cette boussole n'a pas de nord. Vous sélectionnez simplement une direction comme le nord, puis tout le reste s'alignera. Il est aussi très sensible à l'inclinaison, de quelques degrés et ça s'emballe. Il détecte les changements dans le champ magnétique terrestre, alors assurez-vous de le placer suffisamment loin des aimants, comme ceux des moteurs. Si vous avez besoin de plus d'informations sur la boussole, consultez ce site

Sur la photo, les quatre fils du boîtier argenté remonteront à la surface et s'interfaceront avec l'ordinateur pour me montrer dans quelle direction je fais face. J'écris un programme qui fera pivoter une image du robot pour montrer la direction. Cependant, cela peut prendre un certain temps, donc pour l'instant, je pourrais simplement utiliser les LED. Pour une boussole à inclinaison compensée, consultez celle-ci sur Sparkfun. C'est définitivement le haut de gamme, mais son prix est également énorme. EDIT: je l'ai supprimé en raison de son incapacité à maintenir un cap stable. Cela est probablement dû à l'inclinaison que la boussole ne pouvait pas gérer, ainsi qu'aux interférences magnétiques.

Étape 5: Appareil photo

Évidemment, vous avez besoin d'une caméra pour pouvoir voir ce qui se passe, n'est-ce pas ? Il existe plusieurs manières de procéder pour obtenir un appareil photo. Si vous prévoyez d'aller assez loin, alors une caméra infrarouge noir et blanc serait un bon pari. Pour les eaux moins profondes, la couleur fonctionne tout aussi bien, en plus elle montre plus de détails (c'est-à-dire la couleur ?). Si vous voulez vraiment une bonne photo, optez pour une caméra sous-marine dédiée. Ceux-ci coûtent un peu plus cher, mais vous n'avez pas à vous soucier d'un boîtier, et ils passent souvent automatiquement à la vision nocturne avec un éclairage IR intégré lorsqu'il n'y a pas assez de lumière. J'ai opté pour une caméra couleur à 30 $ de Spark Fun. Il a une sortie RCA que je vais connecter à mon ordinateur. Ici, il est attaché à un support prêt à être installé. La carte PC se connecte à la caméra via RCA, et est également livrée avec un programme pour afficher et capturer le flux vidéo

Étape 6: Lumières

J'avais besoin de lumières assez lumineuses et aussi efficaces. Les LED sont exactement cela, et j'en ai trouvé chez Spark Fun Electronics. J'ai utilisé deux LED de 3 watts, et pour être honnête, elles sont aveuglantes. Ils deviennent un peu grillés, alors assurez-vous d'utiliser un dissipateur de chaleur pour prolonger la durée de vie de la LED. Spark Fun vend une carte de dérivation en aluminium qui a des points de soudure pour le fil et agit également comme un dissipateur de chaleur. Ils ont également différentes couleurs de LED. J'ai fixé les LED à un support que j'ai fabriqué à partir d'un support en L pour les maintenir au centre de la fenêtre. pour faciliter le changement, je les ai boulonnés sur une bande d'aluminium afin qu'ils puissent être ajustés ou remplacés. Les photos ne montrent pas à quel point ces choses sont vraiment lumineuses. Après avoir cherché une seconde à une, j'avais des taches dans ma vision

Étape 7: Contrôle: côté ROV

C'est probablement la partie la plus difficile de tout le processus de construction. J'ai vu de nombreuses approches différentes pour contrôler le ROV. Jason Rollette a utilisé un microcontrôleur, ce qui est vraiment la meilleure solution. Il a un contrôle analogique complet de tous les moteurs, et les données sont transmises par un câble Ethernet Cat 5e. Cependant, à moins d'avoir les moyens d'imprimer un circuit imprimé et de programmer un microcontrôleur, ce n'est pas le plus simple à assembler. Jason a un schéma du circuit et du PCB sur son site ici Vous pouvez également utiliser des relais pour allumer et éteindre les moteurs. ce n'est pas aussi bon que le contrôle de gamme complète, mais c'est beaucoup plus simple et direct. Chez Homebuilt ROVs, Steve a utilisé des relais pour contrôler le Seafox, et il a un bon guide pour assembler n'importe quel nombre de moteurs contrôlés par relais. C'est l'un des 4 contrôleurs de vitesse que j'utilise pour le contrôle du propulseur

Étape 8: Alimentation

J'ai décidé de transporter des batteries dans mon ROV pour le rendre plus autonome et réduire le nombre de câbles remontant à la surface. C'est l'une des deux batteries 12 volts 2,5 ampères que j'ai achetées chez Battery Mart. Je l'ai déjà câblé à un connecteur Deans Ultra afin qu'il puisse être facilement retiré si nécessaire. En raison de la consommation d'ampères des propulseurs, il se peut que je doive incorporer un circuit de charge pour maintenir les batteries au maximum. Ils seront transportés dans les deux tubes latéraux et ajouteront un poids bien nécessaire au ROV

Étape 9: Contrôle: Surface

Nous entrons maintenant dans le domaine difficile du pilotage. Les deux personnes à qui j'ai parlé utilisent un ordinateur portable pour contrôler leur ROV, en utilisant un clavier ou un joystick pour déplacer le ROV. C'est génial car tout ce dont vous avez besoin est le ROV, le câble de commande et votre ordinateur portable.

Je voulais un contrôle analogique complet sans utiliser de microcontrôleur, j'ai donc opté pour les ESC, les contrôleurs de vitesse électroniques. Ceux-ci devraient être familiers à tous ceux qui ont un modèle réduit d'avion ou de voiture. J'avais besoin de contrôleurs de vitesse inversés et j'en suis tombé sur Bane Bots. Ils sont branchés sur le récepteur à l'intérieur du ROV et l'antenne est attachée à l'un des fils Cat 5. À partir de là, j'ai utilisé ma télécommande Hitec avec le cristal et la fréquence appropriés. La lumière est contrôlée par un interrupteur actionné par un servo. La boussole n'a pas encore été configurée, mais je pense que je pourrais simplement utiliser un tas de LED au lieu d'essayer de l'interfacer avec mon ordinateur portable. EDIT: j'ai depuis mis à niveau mon système de contrôle à l'aide d'un microcontrôleur Arduino et d'un servocontrôleur. Je posterai mes résultats dès que j'aurai fini les essais en mer.

Étape 10: Attacher

Pour connecter le ROV au contrôleur, j'utilise 100 pieds de câble Ethernet Cat 5e. Il a 8 fils, qui correspondent bien à mes plans. Je pourrais ajouter un deuxième câble si j'ai plus de fonctionnalités dont j'ai besoin, mais pour l'instant ça a l'air bien. Il s'agit d'un plénum de catégorie 5, ce qui signifie qu'il peut être tiré à travers les murs à l'aide d'un adhésif à poisson. Le revêtement est étroitement rétréci et comporte un fin cordon en nylon à l'intérieur qui aide à répartir la charge sur l'ensemble du câble. Cela le rend plus durable et réduit le risque d'endommager le câble à cause de la charge. Je devrai ajouter des flotteurs au câble car il coulera probablement en raison de son poids. Le connecteur que j'ai utilisé est un connecteur Ethernet Bulgin Buccaneer. Il facilite le transport du ROV en séparant le câble et le robot. Bulgin teste minutieusement son connecteur, et celui-ci est censé être de 30 pieds pendant 2 semaines et de 200 pieds pendant quelques jours. Comme je prévois de ne pas dépasser 100, c'est bien dans les limites.

Étape 11: Tester

La première fois que le ROV a vu de l'eau, je l'ai testé dans la piscine de mon oncle. Comme prévu, le ROV était trop dynamique. J'ai depuis ajouté des poids en plomb que j'ai achetés dans un magasin de chasse pour ajouter du poids aux patins. La grenaille de plomb aurait été préférable car elle est plus fine et plus facile à utiliser, mais elle est vraiment chère. Le plomb me permet également d'ajuster le lest avec un degré de précision raisonnable au cas où j'aurais besoin de changer le poids sur place. Le lest total requis était d'environ 8 lb, une charge considérable. Le prochain test sera dans une autre piscine, puis, espérons-le, dans un lac ! Si vous prévoyez de l'utiliser dans de l'eau salée, ce ne serait pas une mauvaise idée de le rincer par la suite pour réduire la corrosion.

Je vais essayer de poster des vidéos dans un proche avenir pour montrer comment cette chose fonctionne dans l'eau