Salve a tutti,
sono nuovo del forum, ringrazio anticipatamente per chi avrà la cortesia di perdere del tempo a scrivere a un GRANDE inesperto di questo settore, so che quello che voglio realizzare non è semplice, non ho nemmeno la pretesa di volerci riuscire in una settimana o in 6 mesi o un anno ma provare non costa nulla, è un'occasione per imparare qualcosa in più.
Ho il desiderio di costruire un sottomarino radiocomandato e ho pensato che probabilmente il sistema arduino possa fare a caso mio, non ho mai utilizzato questo sistema e devo ancora cercare tutti i pezzi necessari per la realizzazione di questo modello.
Il sistema dovrà avere le seguenti caratteristiche (ovviamente modificabili se qualcuno ha proposte)
Dotato di telecamera
Dotato di led potenti per la visione in acque poco limpide ma sempre dolci
Gestione di circa 6 motori per movimenti in acqua (su e giu in verticale, avanti indietro, destra sinistra)
Autobilanciamento in acqua ( consigliabile un accellerometro?)
Sistema di comando del sottomarino tramite cavo (fino a 5 metri di profondità)
Piccolo monitor per vedere in diretta ciò che riprende la videocamera
Per il momento non voglio nemmeno pensare a tutto il discorso di guarnizioni, tenute ecc ma alla realizzazione di tutta l'elettronica
Detto ciò cerco consigli e proposte sui pezzi che dovrei acquistare per iniziare questo progetto
capisci che 6 motori non bastano, anzi sono fin troppi. non per criticare ma sistemi del genere costano, per farti un idea di uno completo con la certezza al 100% che funziona è f3modellismo.it
insomma per la costruzione richiede anche 2 mesi, non molti, il problema è se hai le conoscenze
capisci che 6 motori non bastano, anzi sono fin troppi. non per criticare ma sistemi del genere costano, per farti un idea di uno completo con la certezza al 100% che funziona è f3modellismo.it
insomma per la costruzione richiede anche 2 mesi, non molti, il problema è se hai le conoscenze
Apprezzo le vostre risposte ma sono motivato in questa scelta e vorrei precisare alcuni punti per inquadrare meglio ciò che vorrei realizzare.
La pratica che vorrei fare è in itinere, il progetto lo voglio affrontare pezzo per pezzo e non in un unico blocco; alternando progettazione e test di collaudo attenti e fondati. Il tempo non è un problema non ho fretta. Ovviamente con il vostro aiuto il progetto può prendere forma senza perderei tempo e denaro ricercando pezzi poi non validi.
Per quanto riguarda le mie capacità è vero che ho scarse nozioni di elettronica e zero di programmazione ma mi sono gia approcciato varie volte alla modifica di circuiti di giocattoli (esempio elicotteri radiocomandati) per costruirci altri giocattoli come macchinine o altro e ho sempre avuto la passione per tutto ciò che si può smontare. Per quanto riguarda arduino sono gia sotto a studiare su un libro acquistato poco tempo fa.
I pezzi: fortunatamente ho un nonno elettricista, uno zio tornitore e un altro informatico gentili e disponibili a passarmi pezzi (motorini, ingranaggi, resistenze ecc.. ) e informazioni.
Preciso che la struttura esterna dei modellini che sono stati lincati è costosa e dico anche che a me quella struttura non interessa, mi interessa la funzionalità e non l'estetica.
I Motori: i sottomarini utilizzano un sistema di espulsione e imbarcamento di acqua per emergere o sprofondare ma non voglio utilizzare questo sistema a causa della complessa meccanica. Preferisco che il mio mezzo sia in un semiequilibrio tra il suo peso e l'aria all'interno in modo che sprofondi in modo lento (molto lento). Questo mi da la possibilità attraverso due eliche laterali e posizionate orizzontalmente di spostarmi in alto in basso senza l'utilizzo di troppa energia guadagnando quindi in autonomia.
Perchè tutto comandato via cavo? purtroppo ho scoperto che in acqua dolce le onde radio diventano inutlili gia a un metro di profondità (pochi centimetri in acqua salata) a meno che non si utilizzino bassissime frequenza che in qualsiasi caso trasportano pochi dati e quindi inutili per il trasporto dei dati video.
Che arduino scegliere per partire nelle prime fasi? one? mega? con che accessori?
Questi link sono un ottimo punto di partenza, allora non mi sono spiegato male dai
ti ringrazio per la ricerca. Il punto ora è cercare che componenti elettronici sono necessari per partire, hai qualche consiglio sulla piattaforma arduino da utilizzare e degli accessori?
Per questo vorrei aspettare un attimo prima di darti un consiglio.
Pensaci un po quanti motori con eliche Ti servono per muovere il robot e quali o quanti sono fisse o orientabili. Quante timoni o pinne devi mettere e pilotare.
Una volta capito questo vediamo cosa consigliarti.
Comunque pensaci anche che il Robot deve avere ca il peso specifico del acqua in modo che puó star fermo senza dover far andare di continuo la propulsione. Tanto col cavo puoi sempre recuperarlo.
Se monti batterie nel robot ( che puó esser evantaggio usarli contemporaneamente come zavorra) ha senso un controllo della tensione batteria per avere un minimo di idea quanto autonomia hai ancora. Un misuratore di pressione Ti indica la profonditá
Tramite schetckUP ho trovato un progettino niente male in 3d che è proprio quello che vorrei realizzare, ho estrapolato i 4 lati della macchina.
A questo punto credo che la cosa migliore sia quella di tenere solo 2 motori ad elica dotandoli di servi per muoversi a 180 - 360 °(posizionati nell'immagine dove è presente la X rossa) per dare la possibilità alla macchina di spostarsi in ogni direzione. I motori dovranno anche avere la possibilità di essere rallentati uno rispetto all'altro per eseguire rotazioni e cambi di direzione.
Nell'oblò frontale sarà posizionata la fotocamera e sotto di essa 2 faretti a led. Tra i due faretti a led posizionerei un misuratore di pressione.
I servi comunque potrebbero essere sostituiti da un motore collegato ad una vite senza fine che contralla la rotazione dei motori, questo mi permetterebbe di rendere il sistema più semplice, togliendo un componente elettrico, e forse più stabile.
due cose:
Quello della vite senza fine non ho capito. Le due eliche devono essere pilotate indipendentemente sia in velocitá che in direzione (inteso come direzione dello getto non solo avanti-indietro) tra di loro percui serve 2 azionamneti separati.
I faretti sotto la finestra della telecamera vedo problematico perche temo riflessioni di luce sul vetro o sul acqua. Vedo necessario montare i faretti fuori dalla finestra per la telecamera.
uwefed:
due cose:
Quello della vite senza fine non ho capito. Le due eliche devono essere pilotate indipendentemente sia in velocitá che in direzione (inteso come direzione dello getto non solo avanti-indietro) tra di loro percui serve 2 azionamneti separati.
I faretti sotto la finestra della telecamera vedo problematico perche temo riflessioni di luce sul vetro o sul acqua. Vedo necessario montare i faretti fuori dalla finestra per la telecamera.
Ciao Uwe
Non avevo intenzione di pilotare i due bracci a cui sono collegate le eliche con direzioni differenti, non ne vedo il senso, mi sfugge qualcosa?
Per quanto riguarda i faretti hai ragione sul possibile rifresso dell'acqua e infatti sarebbero da utilizzare solo in acque limpide e non torbide in modo che la luce non sia riflessa dal particolato in acqua. Le luci comunque sono posizionate sotto l'oblò telecamera e non dentro e proporrei di posizionarli oltre l'oblò per evitare riflessi sul vetro.
Se non mi sto spiegando bene non esistate a chiedermi immagini esplicative, vorrei essere il più chiaro possibile.
sicuramente i 2 motori devono essere indipendenti in velocità, e se possono girare anche al contrario la manovrabilità aumenta molto e permette l'utilizzo della della vite infinita. Altrimenti sarebbe comunque controllabile a basse velocità, ma avrebbe la tendenza a ribaltarsi sull'asse di rollio.
Ovviamente più motori indipendenti aumentano la precisione di posizionamento, ma rendono più complessa il sistema di manovra. Dovresti in tutti i casi preparare un modello fisico grafico per testare il sistema fisico, che dovrebbe essere sisolvibile con l'utilizzo di vettori 3d e un pò di trigonometria.
Per evitare l'effetto di rollio consiglio di mettere i galleggianti in cima alla struttura e la zavorra sotto.
Per l'orientamento gli accelerometri sono sufficenti se ti muovi con basse accelerazioni, altrimenti devi usare anche i giroscopi, e nel caso tu voglia impostare dei "punti di navigazione" serve anche un magnetometro, ma avresti il problema che senza un sistema di triangolazione stile GPS (in pratica conoscere la propria posizione assoluta) la tua posizione sarebbe un integrale dei vari spostamenti, e a lungo andare avresti grandi errori di posizionamento.
Arduino non è in gradi di gestire la grafica ad una buona risoluzione, è troppo lento e con poche risorse, la soluzione vecoce potrebbe essere una telecamera con collegamento diretto al televisore, tipo RGB, oppure se usi un PC puoi usare un collegamento USB o ethernet (webcam e IPcam)
Inutile sottolineare che i dati dovranno necessariamente passare per cavo, perchè le onde ad alta frequenza perdono subito potenza in acqua. I sottomarini usano la frequenza degli Herz per le comunicazioni, però ad uso amatoriale le frequenza sono assolutamente illegali.
In compenso si può utilizzare il suono: al contrario delle onde radio, le onde sonore si propagano meglio nelle sostanze che si avvicinano al solido piuttosto che al vuoto. il sistema è utile per triangolare il sottomarino in base a un punto di coordinate note (oppure che non si muove, ovvero statico), c'è da lottare un pò con la rifrazione ma usando ampie frequenze il problema dovrebbe essere risolvibile.(ma nessuno dice che sia facile!)
Il problema sul l'asse di rollio sarebbe risolvibile con due piccole camere d'aria poste lateralmente al mezzo?
lesto:
Dovresti in tutti i casi preparare un modello fisico grafico per testare il sistema fisico, che dovrebbe essere sisolvibile con l'utilizzo di vettori 3d e un pò di trigonometria.
Questa cosa sembra interessante ma per me è geoglifico, non so proprio dove cominciare.
Per quanto riguarda il bilanciamento una volta piazzate le camere d'aria nel posto giusto il sistema dovrebbe avere un bilanciamento meccanico alleggerendo il progetto elettronico. o no? correggetemi se dico cose assurde vi prego.
Concordo per tutto quello che riguarda la parte di telecamera, un' IP cam mi sembra l'ideale.
Ma quindi che arduino devo acquistare? One? con una piattaforma per la gestione motori?
Il problema sul l'asse di rollio sarebbe risolvibile con due piccole camere d'aria poste lateralmente al mezzo?
si, ma hai il problema che a 90° precisi non "lavorano" più, e oltre i 90° il mezzo si rovescia.
Questa cosa sembra interessante ma per me è geoglifico, non so proprio dove cominciare.
Inizia a studiare i vettori: non sono difficili, in pratica in 2d non è altro che il classico piano cartesiano. In particolare ti saranno molto utili le coordinate polari: Sistema di coordinate polari - Wikipedia. prima studiale in 2d che non sono per nulla difficili, poi passare al 3d è abbastanza facile.
Per quanto riguarda il bilanciamento una volta piazzate le camere d'aria nel posto giusto il sistema dovrebbe avere un bilanciamento meccanico alleggerendo il progetto elettronico. o no? correggetemi se dico cose assurde vi prego.
questa è un'altra soluzione, che non richiede nemmeno accelerometri, giroscopi etc, però sappi che nel momento in cui ti muovi non rimmarai perfettamente allineato e quindi anchela traiettoria che percorrerai sarà variabile
Concordo per tutto quello che riguarda la parte di telecamera, un' IP cam mi sembra l'ideale.
già, l'usb non può superare i 5 metri, e fino a 25 se usi degli hub usb in serie.
Ma quindi che arduino devo acquistare? One? con una piattaforma per la gestione motori?
si, un uno va più che bene, anche se magari il mini essendo più piccolo ti è più comodo. I motori che userai probabilmente saranno brushless, dato che li puoi mettere direttamente in acqua senza problemi. Il bello dei brushless è che grazie all'ESC li comandi come se fossero dei servo, senza bisogno di circuiti esterni (infatti fa tutto l'ESC)
motori:
ESC per i motori:
non credo che ti serva altro, tranne le eventuali batterie. Per prendere le batterie giuste fai così: prima di tutto i mAh ora della batteria moltiplicati per la C di scarica della batteriadevono essere > dei mAh mangiati dai motori, o la batteria non ce la fa (può anche scoppiare).
per sapere la durata a spanne, calcoli la potenza (W=V*A) della batteria e dividi per potenza usati dal tuo sistema (in pratica la potenza dei motori, quella di arduino è trascurabile sul breve termine)
Allora suppongo che metti 2 eliche che sono orientabili 360 Gradi.
Se usi motori brushless Ti serve l'elettronica di pilotaggio dedicata e quella la piloto con delle uscite Arduino.
Se usi motori DC normali ti serve un ponte H per ognuno. A seconda la potenza del motore poi usare un L298 ( fino 2 A) o schedine tipo ponte H che trovi per esempio qua http://www.robot-italy.com/index.php?cPath=83_30.
L' asse dei motori li muovi con 2 altri motori (quelli a vite infinita che trovi nei alzacristalli o tergicristalli delle automobili). anche quelli hanno bisogno di un ponte H ognuno.
Un ponte H ha bisogno normalmente di un pin direzionale e un pin PWM per la velocitá o H/L se lo fai andare alla velocitá fissa.
Ciao Uwe
li puoi mettere direttamente in acqua, quindi niente sbatti per far uscire l'albero motore dall'interno della barca, ma solo i cavi che non essendo parti in movimento puoi ricoprire di abbondante silicone.
hanno un rendimento (potenza/consumo) molto alto
gli ESC si pilotano come servi, quindi niente ponte H (in realtà gli ESC non i ponti H dei BL)
nella lista di ESC che ti ho proposto alcuni sono a tenuta stagna
la lista di ESC che ti ho proposto possiedono già il circuito di raffreddamento a liquido, molto utile per ambienti angusti come nel tuo caso dove un surriscaldamento è molto facile a causa del prtoblematico ricircolo dell'aria, e soprattutto perchè muoversi nell'acqua è molto faticoso, e quindi i consumi in A (e di conseguenza il calore generato) sono molto alti. Se ci fai caso, al contrario degli ESC per aerei/macchine che partono da 15/20A, quelli per barche partono da 70A!
Quando scegli l'esc fai attenzione che supporti il "Reverse", in pratica la retromarcia, in questo modo non hai bisogno di 360° di vite infinita, ma solo di 180° e quindi puoi usare un servomotore.
Per il servomotore devi fare attenzione che regga la spinta del motore, altrimenti quando ti muovi la spinta del motore fa spostare l'asse del servo.
Nel sito linkato trovi anche le eliche per barche, però non so dirti che calcolo devi fare per prendere un'elica del giusto diametro e inclinazione. Una volta che hai scelto motore e elica, puoi stimare la spinta del motore (con appositi programmi/formule, che purtroppo non conosco) e prendere di conseguenza dei servi che reggano quella spinta.
