Дорогие друзья, моделисты, коллеги.
Представляем Вам результат двухмесячного труда двух учащихся робототехнического кружка станции юных техников города-курорта Анапа.
В кратце о нас... Наша команда называется OmniKid (что в переводе означает всесторонне развитый ребёнок). Мы являемся призёрами соревнований по робототехнике в Краснодаре и Сочи (номинация Hello, Robot! траектория и биатлон роботов). После победы на соревнованиях регионального масштаба нам была предоставлена возможность заявить о себе на Всероссийском молодёжном робототехническом фестивале "Робофест-2015", который пройдёт в Москве 13 февраля 2015 года,
и в этот раз мы будем участвовать в категории Фристайл - исследовательские роботы.
Перед Вами автономный беспилотный многоцелевой катер охраны водного районоа Государственного природного заповеднника Утриш.
Основной задачей данного робота является видеомониторинг береговой черты и водного района охраняемого периметра.
Второстепенной - забор морской воды для лабораторного анализа;
- отслеживание мигрирующих редких видов птиц ;
- выявление нарушителей.
Данный робот оснащён гиростабилизированной камерой с технологией FPV; контроллером, позволяющим катеру работать в автономном режиме, а так же двумя мощными электрическими моторами.
Предлагаю рассмотреть данное устройство более подробно от постройки до испытаний.
Идея создания появилась у мальчишек после посещения экскурсии в заповеднике. Они заметили, что на охрану заказника тратится достаточно много сил и средств. По берегу ходят казачьи патрули, на воде патрулируют маломерные суда с двигателем внутреннего сгорания (не экологично получается) и экипажем на борту, по этому было принято решение о разработке и воплощении в жизнь чего-то менее затратного и не менее эффективного.
И так приступим:
У меня в гараже лежал катер катамаранного типа Mystic c5000 собственной постройки (тогда, когда я его строил, ещё не знал, что можно делиться своим опытом с товарищами на ПаркФлаере), так вот, решили за основу взять его:
Сначала сняли остатки электроники, выломали не нужные и хлипкие части корпуса. Преимущественно корпус построен из ПВХ 3мм, с бальзовыми вставками по борту:
Ободрали наклейки и старую краску:
Начали изготовление герметичных отсеков:
Установили электрическую помпу (в правую лыжу) для принудительного охлаждения регуляторов и заклеели входное отверстие двустороннем скотчем на время постройки и покраски (при незначительном переоборудовании эта помпа может накачать воду в резервуар для лабораторного анализа):
Так же добавили по контуру отсеков специальные полосочки из ПВХ на которые наклеели уплотнитель для окон (в дальнейшем это нам поможет для герметизации отсеков):
Практически подготовили корпус к шпаклеванию:
Начали шпаклевать и зачищать (применяли обычную автомобильную шпаклёвку):
Нам было необходимо установить нашу камеру на какой-то надстройке, но и с этой задачей мальчишки справились.
Из ПВХ толщиной 3 и 4 мм изготовили надстройку и протянули провода (на фото выше).
И, при покраске сразу допустили ошибку. Начали наносить краску предварительно НЕ загрунтовав поверхность.
Вот что получилось:
Потом всё-таки поняли, что делаем что-то не то и решили спросить как правильно. Нам ответили, что грунтовать нужно обязательно.
Загрунтовали и приступили к покраске:
Первые слои краски:
Настал долгожданный момент уставки оборудования.
Решили начать с регуляторов хода и трубки принудительного охлаждения:
Затем появилась необходимость создать (срочно) презентационную обложку (вы её видели в самом начале).
За одно и примерили изготовленный модуль видеопередачи:
Продолжили работу над проектом установкой сервоприводов и рулей направления.
Установили площадки для серв, укрепили площадки установки рулей:
Начали установку валолиний. Проделали прямоугольной отверствие в днище моторного отсека и установили медную трубку.
При установке стальных тяг с металлическими наконечниками возникла проблема: диаметр отверстия не совпадал с диаметром втулочки наконечника. Пришлось немного рассверлить, а только после этого уже установили тяги:
Загерметизировали термоклеем отсеки с сервприводами:
Установили валолинии с винтами:
Изготовили моторамы и установили моторы:
Однако крепление на родной втулке оказалось не надёжным и мы решили переделать его и поставили другое, более надёжное:
В отсек с регуляторами установили куллер
Распечатали наклейки:
Наконец-то настал долгожданный момент...
Установка самого главного - автопилот!
Иначе наш катер не сможет быть роботом.
НО... Чтобы не тратить время и нервы на воде, мы решили испытать автопилот в домашних условиях и смастерили стенд.
С мальчишками разбирались вместе, т.к. ни я ни, тем более, они раньше не работали с такой серьёзной техникой.
Параллельно с этим начали готовить разводку питания в корпусе:
Следующая фотография, скорее всего вызовет у Вас недоумение, и Вы, наверняка, зададите вопрос: "А машинка-то тут причём?!". Сразу отвечу - прошивка ArduRover вполне катит и на катер. Программу решили пробовать на автомодели.
Пришлось её (автомодель) немного переоборудовать:
После удачных испытаний на автомоделе (автомодель не пострадала, хотя носилась как угарелая), переставили автопилот на объект наших истязаний:
Затем установили разьёмные соединения на модуль видеокамеры.
Немного отклонюсь от темы, потому что хочу извиниться, что не фотографировал подробно постройку TV модуля; но с удовольствием расскажу, что он состоит из 3-х сервоприводов, примитивной камеры и NAZA-M-Lite в качестве системы стабилизации, видеопередатчик на 5.8 гГц мощьностью 800 мВт. (Всё это поместиось в упаковочном прозрачном боксе от ГоПро). Камера управляется по горизонту (вправо и влево) и продольному наклону, стабилизируется по горизонту и вертикали.
Этот модуль тоже делали дети, тоже под моим руководством (в плане "подключи это - туда, это - сюда; это - то, вот это - сё", размещали составляющие они сами)
Для удбства эксплуатации и наглядности мы сделали крышку автопилотного отсека из оргстекла (точнее не из оргстекла, а из его аналога из полимеров. На языке название крутиться, а вспомнить не могу)
Последние штрихи - наклейки
И пойдём испытывать!
Наклейки грели феном и разглаживали сухой мягкой тряпочкой, плотно прижимая её к поверхности
Ну и как полагается в таких случаях должно быть видео с испытаний...
Вот, пожалуйста (автор видео Олег Теплицкий):
Испытания проводились только в ручном режиме в виду нехватки времени.
После фестваля в Москве обязательно испытаем в авторежимах.
Так же хочу отметить, что на испытаниях присутствовала заместитель директора Государственного природного заповедника Утриш.
Ольга Николаевна отметила, что это достаточно перспективная и нужная разработка для заповедника.
Ещё она предложила установить своё специальное оборудование для модернизации катера с целью повышения эффективности работы заповедника.
В заключении хотелось бы отметить энтузиазм мальчишек и стремление достичь положительных результатов.
P.S. Вот не полный список оборудования, применимого в нашем проекте:
2 вот таких мотора:
Двигатель Turnigy AquaStar 3660-2050KV
Модуль ФР скай:
FrSky DJT 2.4Ghz комплект для JR с модулем телеметрии и приемником V8FR-II
Видеопередатчик:
Видеопередатчик TX58-800 5.8Ghz 32CH 800mW
2 таких удлинителя:
Удлинитель SMA Male - SMA Female 180мм для Fatshark/ImmersionRC
2 рулевых устройства:
In-Line Strut Rudder Assembly (Large)
2 адаптера вала:
металлический адаптер вала.
Винты (3 комплекта заказали):
3-Blade Boat Propellers 40x55mm (2pcs/bag)
Антенна ГПС:
Quanum GPS модуль LEA-6H с компасом, корпусом и монтажной опорой
ППМ энкодер:
PPM-энкодер для HKPilot 32Датчик тока с разводкой питания:
HK Pilot Power VI Module, Distribution Board And Dual UBEC ALL-In-One (120A and 10s)
ОСД:
Minim OSD v1.1
Телеметрия:
HKPilot Transceiver Telemetry Radio Set V2 (433Mhz)
Конечно же сам процессор:
HKPilot32 Autonomous Vehicle 32Bit Control Set w/ Power ModuleИ многое другое...
P.P.S. Примим с пониманием любую критику, а также постараемся учесть Ваши пожелания.
Представляем Вам результат двухмесячного труда двух учащихся робототехнического кружка станции юных техников города-курорта Анапа.
В кратце о нас... Наша команда называется OmniKid (что в переводе означает всесторонне развитый ребёнок). Мы являемся призёрами соревнований по робототехнике в Краснодаре и Сочи (номинация Hello, Robot! траектория и биатлон роботов). После победы на соревнованиях регионального масштаба нам была предоставлена возможность заявить о себе на Всероссийском молодёжном робототехническом фестивале "Робофест-2015", который пройдёт в Москве 13 февраля 2015 года,
и в этот раз мы будем участвовать в категории Фристайл - исследовательские роботы.
Перед Вами автономный беспилотный многоцелевой катер охраны водного районоа Государственного природного заповеднника Утриш.
Основной задачей данного робота является видеомониторинг береговой черты и водного района охраняемого периметра.
Второстепенной - забор морской воды для лабораторного анализа;
- отслеживание мигрирующих редких видов птиц ;
- выявление нарушителей.
Данный робот оснащён гиростабилизированной камерой с технологией FPV; контроллером, позволяющим катеру работать в автономном режиме, а так же двумя мощными электрическими моторами.
Предлагаю рассмотреть данное устройство более подробно от постройки до испытаний.
Идея создания появилась у мальчишек после посещения экскурсии в заповеднике. Они заметили, что на охрану заказника тратится достаточно много сил и средств. По берегу ходят казачьи патрули, на воде патрулируют маломерные суда с двигателем внутреннего сгорания (не экологично получается) и экипажем на борту, по этому было принято решение о разработке и воплощении в жизнь чего-то менее затратного и не менее эффективного.
И так приступим:
У меня в гараже лежал катер катамаранного типа Mystic c5000 собственной постройки (тогда, когда я его строил, ещё не знал, что можно делиться своим опытом с товарищами на ПаркФлаере), так вот, решили за основу взять его:
Сначала сняли остатки электроники, выломали не нужные и хлипкие части корпуса. Преимущественно корпус построен из ПВХ 3мм, с бальзовыми вставками по борту:
Ободрали наклейки и старую краску:
Начали изготовление герметичных отсеков:
Установили электрическую помпу (в правую лыжу) для принудительного охлаждения регуляторов и заклеели входное отверстие двустороннем скотчем на время постройки и покраски (при незначительном переоборудовании эта помпа может накачать воду в резервуар для лабораторного анализа):
Так же добавили по контуру отсеков специальные полосочки из ПВХ на которые наклеели уплотнитель для окон (в дальнейшем это нам поможет для герметизации отсеков):
Практически подготовили корпус к шпаклеванию:
Начали шпаклевать и зачищать (применяли обычную автомобильную шпаклёвку):
Нам было необходимо установить нашу камеру на какой-то надстройке, но и с этой задачей мальчишки справились.
Из ПВХ толщиной 3 и 4 мм изготовили надстройку и протянули провода (на фото выше).
И, при покраске сразу допустили ошибку. Начали наносить краску предварительно НЕ загрунтовав поверхность.
Вот что получилось:
Потом всё-таки поняли, что делаем что-то не то и решили спросить как правильно. Нам ответили, что грунтовать нужно обязательно.
Загрунтовали и приступили к покраске:
Первые слои краски:
Настал долгожданный момент уставки оборудования.
Решили начать с регуляторов хода и трубки принудительного охлаждения:
Затем появилась необходимость создать (срочно) презентационную обложку (вы её видели в самом начале).
За одно и примерили изготовленный модуль видеопередачи:
Продолжили работу над проектом установкой сервоприводов и рулей направления.
Установили площадки для серв, укрепили площадки установки рулей:
Начали установку валолиний. Проделали прямоугольной отверствие в днище моторного отсека и установили медную трубку.
При установке стальных тяг с металлическими наконечниками возникла проблема: диаметр отверстия не совпадал с диаметром втулочки наконечника. Пришлось немного рассверлить, а только после этого уже установили тяги:
Загерметизировали термоклеем отсеки с сервприводами:
Установили валолинии с винтами:
Изготовили моторамы и установили моторы:
Однако крепление на родной втулке оказалось не надёжным и мы решили переделать его и поставили другое, более надёжное:
В отсек с регуляторами установили куллер
Распечатали наклейки:
Наконец-то настал долгожданный момент...
Установка самого главного - автопилот!
Иначе наш катер не сможет быть роботом.
НО... Чтобы не тратить время и нервы на воде, мы решили испытать автопилот в домашних условиях и смастерили стенд.
С мальчишками разбирались вместе, т.к. ни я ни, тем более, они раньше не работали с такой серьёзной техникой.
Параллельно с этим начали готовить разводку питания в корпусе:
Следующая фотография, скорее всего вызовет у Вас недоумение, и Вы, наверняка, зададите вопрос: "А машинка-то тут причём?!". Сразу отвечу - прошивка ArduRover вполне катит и на катер. Программу решили пробовать на автомодели.
Пришлось её (автомодель) немного переоборудовать:
После удачных испытаний на автомоделе (автомодель не пострадала, хотя носилась как угарелая), переставили автопилот на объект наших истязаний:
Затем установили разьёмные соединения на модуль видеокамеры.
Немного отклонюсь от темы, потому что хочу извиниться, что не фотографировал подробно постройку TV модуля; но с удовольствием расскажу, что он состоит из 3-х сервоприводов, примитивной камеры и NAZA-M-Lite в качестве системы стабилизации, видеопередатчик на 5.8 гГц мощьностью 800 мВт. (Всё это поместиось в упаковочном прозрачном боксе от ГоПро). Камера управляется по горизонту (вправо и влево) и продольному наклону, стабилизируется по горизонту и вертикали.
Этот модуль тоже делали дети, тоже под моим руководством (в плане "подключи это - туда, это - сюда; это - то, вот это - сё", размещали составляющие они сами)
Для удбства эксплуатации и наглядности мы сделали крышку автопилотного отсека из оргстекла (точнее не из оргстекла, а из его аналога из полимеров. На языке название крутиться, а вспомнить не могу)
Последние штрихи - наклейки
И пойдём испытывать!
Наклейки грели феном и разглаживали сухой мягкой тряпочкой, плотно прижимая её к поверхности
Ну и как полагается в таких случаях должно быть видео с испытаний...
Вот, пожалуйста (автор видео Олег Теплицкий):
Испытания проводились только в ручном режиме в виду нехватки времени.
После фестваля в Москве обязательно испытаем в авторежимах.
Так же хочу отметить, что на испытаниях присутствовала заместитель директора Государственного природного заповедника Утриш.
Ольга Николаевна отметила, что это достаточно перспективная и нужная разработка для заповедника.
Ещё она предложила установить своё специальное оборудование для модернизации катера с целью повышения эффективности работы заповедника.
В заключении хотелось бы отметить энтузиазм мальчишек и стремление достичь положительных результатов.
P.S. Вот не полный список оборудования, применимого в нашем проекте:
2 вот таких мотора:
Двигатель Turnigy AquaStar 3660-2050KV
Модуль ФР скай:
FrSky DJT 2.4Ghz комплект для JR с модулем телеметрии и приемником V8FR-II
Видеопередатчик:
Видеопередатчик TX58-800 5.8Ghz 32CH 800mW
2 таких удлинителя:
Удлинитель SMA Male - SMA Female 180мм для Fatshark/ImmersionRC
2 рулевых устройства:
In-Line Strut Rudder Assembly (Large)
2 адаптера вала:
металлический адаптер вала.
Винты (3 комплекта заказали):
3-Blade Boat Propellers 40x55mm (2pcs/bag)
Антенна ГПС:
Quanum GPS модуль LEA-6H с компасом, корпусом и монтажной опорой
ППМ энкодер:
PPM-энкодер для HKPilot 32Датчик тока с разводкой питания:
HK Pilot Power VI Module, Distribution Board And Dual UBEC ALL-In-One (120A and 10s)
ОСД:
Minim OSD v1.1
Телеметрия:
HKPilot Transceiver Telemetry Radio Set V2 (433Mhz)
Конечно же сам процессор:
HKPilot32 Autonomous Vehicle 32Bit Control Set w/ Power ModuleИ многое другое...
P.P.S. Примим с пониманием любую критику, а также постараемся учесть Ваши пожелания.
Как будет вести себя судно в открытом море,скажем при отжимном ветре,когда волнение будет ощутимо?
Ну и в заключении,как думаете по поводу цвета лодки,если планируется выявлять нарушителей,может цвет стоить выбрать менее яркий?))
Впрочем, может быть, этот кружок для тех же целей смастерит автономную подлодку, это вообще круть будет. Перископ подняла, съемку провела, и тихонько сигнал куда следует.
Сирена имеется (в клипе можно её услышать) - однотональная автосигнализация.
На каждый двигатель идёт параллельно подключенные 2 3-х баночных аккумулятора по 6400 мА.
Питание автопилота отдельное, питание камеры и всех приблуд к ней тоже отдельное.
Задача заклчается в следующем:
Необходимо выйти из точки старта и преодолеть расстояние порядка 2 км (скорость не играет особого значения), затем дрейфовать и вести наблюдение, после чего включить режим возврата домой.
Отжимной или прижимной ветер - это относительно швартовки к причалу.
Когда катер был ещё оранжевый я его гонял по чёрному морю, высота волны составлялапорядка 30-40 см. На крейсерской скорости 20-30 км/ч чувствует себя достаточно уверенно и не плохо управляется.
Цвет выбран не случайно. Во-первых, для обозначения своего присутствия в периметре (тут больше психологический фактор); Во-вторых, при наблюдении за птицами (они в основном садяться на воду) цвет не вызывает у них опасения, а напротив, интерес; И на испытаниях когда катер просто стоял на воде в дрейфе, птички сами подплывали полюбопытствовать.
По поводу устойчивости в открытом море - встречал относительно недалеко от берега подводную гряду/мель (относительно не глубокое место) где сворачиваются такие же "барашки" (буруны) как и вприбрежной зоне, в купе с ветром и неспокойном море и при не удачном стечении обстоятельсвом (бокового захода волны) не ожидаете ли досадных неприятностей? Только не расценивайте как критику, катер кажется узким по сравнению с шириной, и как показалось на видео - осадка не большая на воде, т.е. цт находится близко к поверхности воды(если не над поверхностью) ((
А в районе где он будет применяться у берега достаточно резкий спад глубины
Могу скинуть чертёж ПДФ, только напишите куда.
Давайте, когда я приеду из Москвы, мы с мальчишками попробуем поставить автопилот на квадрик.
Там и чертёжик выложим и видео по настройке...
Возможно, даже придётся стать плагиаторами и снять что-то как у Юлиана Гиневского (хотя,вряд ли у нас получится так же доходчиво), а возможно у нас проснётся фантазия и мы что-то своё сделаем, а если кому-то чертёж... так мне не сложно отправить, тем более он есть в документах группы https://vk.com/rcschoolmodels