工業製造
産業用モノのインターネット | 工業材料 | 機器のメンテナンスと修理 | 産業プログラミング |
home  MfgRobots >> 工業製造 >  >> Manufacturing Technology >> 製造プロセス

水中ドローン:狂気の物語

この記事では、Raspberry Piを搭載した水中ドローンのプロトタイプの設計プロセス、開発、組み立て操作について説明します。

私はディスカバリーチャンネルで発明家に関する多くのプログラムを見てきましたが、自分で何か面白いことをすることに決めたら、それは一度に本当に印象的で難しいものになる可能性があります。電気モーター、コントローラー、ハンドリング、カメラなどです。役に立つ(そしてあまり役に立たない)ものをたくさん買った後、私はどのようなプロジェクトを始めるべきかを考え始めました。ついに私は、飛行ドローンや運転ドローンがたくさんあるという結論に達しましたが、それは水中ドローンについてではありません(ハハ、しかし今私が理解しているように、私は当時ひどく間違っていました)。

インターネットをサーフィンした後、いくつかの興味深いプロジェクトを見つけましたが、それらのほとんどは開発段階にあるか、安くはありませんでした(3k ++ドル)。このプロジェクトに興味のある人は、ここでいくつか見つけることができます。

将来的には、長所と短所はありますが、数メートルの深さまで泳ぐことができる実用的なプロトタイプがあると言えます。最終的に、制御しやすいものや、エンジニアの熱意を落ち着かせる以上のことができるものができたと断言することはできません。しかし、このようなもののすべてのユニットは適切に機能します。私の過ちと経験が、誰かが本当に重要なものを作成するのに役立つことが非常に重要です(たとえそれが自分自身にとってのみ重要であるとしても)。

かなりの作業が行われたため、この記事は次の章に分けることができます。

クレイジーなアイデア(ティーザー)

さて、最初に私はアマチュアであり、私がしたことのほとんどは科学的な試行錯誤によって行われたと言いたいです。なぜなら、すべての可能性を考慮して理解するよりも、何かを構築してテストするのが楽しいからです。理論的には機能しないこと。考えられるプロジェクトやアイデアはさまざまで、その中には本当にばかげたアイデアがありました(そのうちの1つについては、楽しみのために以下で説明します)。私にとっての最初のそして主な仕事は、家庭用の状態で密閉されたハウジングを構築すると同時に、駆動プロペラにトルクを伝達することでした。よくあることですが、最初のアイデアは賢いものではないので(そして私は二度考えることに慣れていません)、磁石を使ってトルクを伝達する実験を試みました。私は最もシンプルなデザインを選択し、そのような「ハイテク」デバイスを構築しました:

2つの磁石がギアにねじ込まれ、電気モーターに接続されています(磁石の極性を尊重します)。ギアの間にプレートがあり、ハウジングの壁を模倣しています。これを見た後、記事を閉じて目を突き出したい場合、これは正常な反応ですが、最初に警告しました🙂いくつかの欠陥にもかかわらず、モデルを起動した後、あなたは確かに言うことができます:「それでもそれ動く」(c)。

トルクが伝達され、部品が回転しますが、磁気によって摩擦が増加します。他の数十とは別に、もう1つの欠点は、架空のネジを止めると、速度の違いにより磁石が接触しなくなり、もう一度くっつかなくなることです。

このようなモデルをベアリング、ギア、磁石を使用して組み立てたとしても、効率、実装の容易さ、常識がこのモデルの弱点であるため、最善のアイデアではありません。

最後に、頭脳をラックに入れてブラシレスモーターを使用せず、必要に応じてモーター巻線をワニスで覆うことにしました。それで、アイデアは、ワイヤーをハウジングから水に直接入れて、それらを密封することでした。機械部品や電子部品を水から遠ざけるために、オイルシールやオイルシールなどの複雑なメカニズムを使用してモデルを作成するよりもはるかに簡単です。

それでは、もっと重要なことに移りましょう。

コンポーネントの選択

以下に、デバイスの作成に使用されたさまざまなもののリストを示します。

マザーボード

さまざまなコントローラーの中から、Raspberry Pi3Bを選択しました。少なくとも4つのモーター、ダイオード、ジャイロスコープを制御し、カメラからビデオストリームを送信し、同時に受信する必要があるため、このような複雑なタスクを管理できないため、このプロジェクトにはArduinoのようなボードはお勧めしません。制御装置からのコマンドを処理します。 Raspberry Pi 3Bには、RJ-45コネクタ用のWi-Fiとイーサネットが組み込まれているため、これらすべての操作に間違いなく役立ちます。

コミュニケーションチャネル

そうですね、ツイストペア線です。水中でデータを転送することは常に困難でした。水は優れたシールドであるため、ワイヤレスデータ転送を忘れることができます(「潜水艦について」のファン–このような転送を実装するためのアンテナのサイズと技術のコストを確認してください。伝送チャネルの複雑さと幅)。したがって、他に方法はありませんでした。合格したチェックリストがありました:

  • 水中でデータを転送する機能。
  • 水中でのデータ転送の速度。
  • 普遍主義(Raspberry Pi 3Bと送信機に完全に適合します)。

ニュートラルフローティングの水用の特別なケーブルがありますが、100メートルを個別に購入することはできず、リールに500ドル以上を費やしたくありませんでした。

ベーストランスミッター

NEXXミニルーター転送には主に3つのオプションがありました:

  • Wi-Fiアンテナを水から陸に配線してみてください(この場合、ツイストペア線の代わりに単線を使用する必要があります)が、多くの論争の的となった点がありました。
  • 2つのRaspberryPi 3Bの間にクライアントサーバーブリッジ接続を作成します(これは適切ですが、より高価で厄介です)。
  • ツイストペア線を使用して、ミニルーターをラズベリーに接続します。このオプションは、最も信頼性が高く、高速で安価であるため、基本として採用されました。経験から、これは非常に優れたオプションであることが証明されています。

電気モーター

N2830 / 2212 1000KV

3つの異なるモーターをテストした後、私はこのモデルを選びました。あなたはなぜ尋ねるかもしれませんか?まあ、それは十分に強力です、それはあなたが2つのプロペラを使うことができるように2番目の軸を持っています。一般に、すべてのモーターは、藻や砂がモーターの中に入るまで、水中で正常に動作します。高速でパワフルでないモーターを選択した場合、これらのタイプのモーターは水に最適ではないことがわかります。安価なモーターも期待を下回りました。まあ、品質は価格を満たしています。

コントロールボード(ESC)

とてもシンプルです。順方向/逆方向に切り替えるようにプログラムすることができ、テストされたモーターには30アンペアの電力で十分です。その上、私はそれを中国から配達するのに1、2ヶ月待つ必要はありませんでした(しかし、もちろん、1つのキャッチがあります🙂)。

Afro ESCUSBプログラミングツール

ESC用のプログラミングツール。このデバイスを使用すると、必要なファームウェアをアップロードできます。しかし実際には、これが問題です。 1か月半待たなければなりませんでした。

LED

CREE XHP50

このモデルは、その光ですべてを焼き尽くすことを目的としています。だから、これが目標でした。

LEDパルスドライバー

7-30В3Аまたは類似

これは私たちの目的にぴったりです。上記の2つのLEDを保持し、ラズベリーに接続してLEDの明るさを調整することもできます。

出典:水中ドローン:狂気の物語


製造プロセス

  1. 五極管
  2. NASCARの歴史:すべてが始まった経緯
  3. LPWANの過去、現在、未来
  4. ドローンパイ
  5. メンテナンス効果の10秒の測定
  6. 世界の七不思議のメンテナンス:CNタワーのメンテナンス
  7. CMMSプロジェクトでのユーザー採用の重要性
  8. 本当のモノのインターネット?
  9. 未来のドローンができること
  10. 最初から自動化
  11. 製造業におけるロボット工学の歴史