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Topic: U-Boot Steuerung (Read 5560 times) previous topic - next topic

-Jonas-

Mar 02, 2014, 01:45 pm Last Edit: Mar 02, 2014, 01:53 pm by -Jonas- Reason: 1
Guten Tag allerseits :)

Ich habe mir mit einem Kollegen zusammen vorgenommen als Abschlussarbeit des Gymnasiums ein Ferngesteuertes U-Boot  zu bauen. Er übernimmt den Bau und ich die Steuerung.

kurz wie ich es mir vorgestellt habe: ich habe ein Arduino (wahrscheinlich das MEGA) an Bord, mit dem ich die ganzen Motoren, Sensoren und die Kamera ansteuere. Dieses Arduino sollte dann mit einem am Land kommunizieren, an das ich dann meine Steuerknüppel, Hebel und Displays anschliesse. Ich habe mir gedacht, ich nehme 2 Arduinos, damit ich nur mit einem einzigen Kabel durchs Wasser Kommunizieren kann. Das Problem ist nun jedoch, dass mein 5V-Siganal nicht die benötigte Distanz von 150m durch ein herkömmliches Kabel überwinden kann.

Ein erster Gedanke ging Richtung Glasfaser-Übertragung. Hat da jemand von euch schon Erfahrung mit der Kombination Glasfasern und Arduino..?

Und hat vielleicht schon jemand von euch Erfahrung mit Distanzmessungen unter Wasser. Funktioniert das mit dem Ping, wenn man ihn in eine Folie einschweissen würde..?

Ich würde mich sehr auf eine Antwort freuen :)


Grüsse Jonas

someone83

Hi Jonas

Also Glasfasern finde ich etwas Overkill. Rein zur Steuerung sollte eine RS485 Verbindung ausreichen.
Wenn du auch noch ein Livebild der Kamera übertragen willst, wirst du wohl um eine Ethernetverbindung nicht rum kommen.
Bei der Länge von 150m könnte es aber mit einem Kupferkabel und Ethernet knapp werden, der Standard wäre dort bei 100m. Über 150m sollte es eigentlich auch funktionieren, aber sicher ist das nicht.

Grüsse
Peter

jurs

#2
Mar 02, 2014, 01:58 pm Last Edit: Mar 02, 2014, 02:07 pm by jurs Reason: 1

Das Problem ist nun jedoch, dass mein 5V-Siganal nicht die benötigte Distanz von 150m durch ein herkömmliches Kabel überwinden kann.


Ne, mit 5V TTL Pegeln nicht.

Aber bei niedrigen Baudraten (300, 600, 1200 Baud) solltest Du mit RS232 Pegeln über 150 Meter kommen.

Und wenn Du höhere Datenraten benötigst (Live-Kamera Bilder?), dann nimm RS485 Pegel für die Übertragung.

sschultewolter


Ein erster Gedanke ging Richtung Glasfaser-Übertragung. Hat da jemand von euch schon Erfahrung mit der Kombination Glasfasern und Arduino..?


Kann man Problemlos in die Ports einstecken. Aber auf der Gegenseite kommt nichts an :(

Ich glaube ihr habt euch bei eurem Projekt bereits schon viel zu weit festgelegt.
Wo soll eure Projekt vorgeführt werden? Im Hallen/Freibad oder auf einem See?

Soll das Uboot auch richtig tauchen? Wenn ja, kann man das Kabel gänzlich vergessen. Das wird im Wasser runtergezogen und bringt euer Uboot in Schräglage bzw. macht es manövrierunfähig. Tauchen würde ich für ein solches Anfängerprojekt nicht vorschlagen, es sollte reichen, wenn der Großteil des Bootes Unterwasser ist, evtl. nur noch das Fernrohr zu sehen ist. Diese kann man als Antenne für Funkempfänger nutzen. Am besten oberhalb dessen noch eine kleine BlinkLed. Das Uboot sollte so ausbalanciert sein, dass es nicht untergehen kann.
Orginal Atmel AVRISP mkII zu verkaufen. Anfrage per PN ;)

-Jonas-

Hey

Zuerst mal danke, für die schnellen Antworten :)

Das die Glasfaseridee etwas "Overkill" ist, habe ich mir schon gedacht, und danke für die Ideen :)

Das Ziel des Projekts ist, auf den Grund unseres Sees zu tauchen (100m), und ein Höhenprofil mit Sauerstoff, Temperatur und PH-Wert zu erstellen, und diese Werte dann mit der Bodenbeschaffenheit (Kamerabilder) zu vergleichen.

Das U-Boot wird etwa 1m lang und einen Durchmesser 26cm haben (und somit ca 53kg schwer)

Genau solche Befürchtungen, sschulterwolter, habe ich eben auch. Deshalb hätte ich gerne eine möglichst leicht und dünne Lösung. Aber denkst du wirklich, dass dieses Kabel es so schnell aus dem Gleichgewicht bringen wird? (eine Innere Gewichtsverlagerung, ist geplant jedoch wird die nicht die Welt verändern können ;))

LG


sschultewolter

Das Problem ist, dass du unter Wasser soviel nicht sehen wirst. Dann kann es sein, dass du unbemerkt an Gestrüpp vorbeischwimmst. Das Kabel wird sich daran verhacken.

Da du bereits sagtst, dass UBoot wird ca 53kg schwer, was wird gemacht, wenn die Steuerung versagt? Einfach raufziehen wird schwierig, da die Leitung nun auch inkl. der Zugentslastung > 53kg aushalten muss.
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-Jonas-

Genau, die Lichtintensität nimmt stark ab. Wird werden also nicht darum herum kommen, irgend eine Lichtquelle an unserem U-Boot zu montieren.

Meinst du mit "Steuerung versagen" die Kommunikation zwischen U-Boot und Land, oder der Ausfall de Motoren?

Für ersteres werde ich ein "Notfallsystem" einbauen, dass das  U-Boot aufsteigen lässt, wenn es die Verbindung zum Land verliert.

Wenn die Motoren aussteigen, kann das U-Boot immer noch etwas Ballast abwerfen, um so wieder an die Oberfläche zu kommen. Wirklich alles-alles darf ab einer gewissen Tiefe nicht mehr aussteigen, das hoffe ich, dass wir dies jedoch mit genügend Test auch vermeiden können.

LG

jurs


Das U-Boot wird etwa 1m lang und einen Durchmesser 26cm haben (und somit ca 53kg schwer)

Genau solche Befürchtungen, sschulterwolter, habe ich eben auch. Deshalb hätte ich gerne eine möglichst leicht und dünne Lösung.


Wenn das Boot sowieso an einer Nabelschnur hängt, warum macht ihr dann nicht gleich ein "Tauchboot am Seil"?

Also das gesamte Ding "schwerer als Wasser" und dann wird es mit einem kräftigen Seil (Belastung: Gewicht des Tauchboots plus Gewicht des Seils) herabgelassen? Aus einem Mutterschiff oben auf der Oberfläche des Sees?

So dass das Ding gar nicht im Wasser schweben können muss, mit Ballasttanks, die geflutet und leergepumpt werden, um zu steigen und zu sinken, sondern wenn es steigen soll, wird Seillänge eingeholt und wenn es sinken soll, wird Seil nachgelassen. 

Wenn ihr keine geübten U-Bootsbauer seid, bekommt ihr mit null Know-How ein frei fahrendes U-Boot doch gar nicht so ohne weiteres hin.

Eisebaer

hi,

naja, schwer wird es nur, wenn es absäuft. ansonsten sind die 53 kg ja die wasserverdrängung, also ist es "schwerelos" unter wasser.

aber Du wirst es für 100m nicht dicht bekommen. ich hab' keine erfahrung damit, aber es gab schon einige threads hier im forum, und da wurden die schwierigkeiten mit dem wasserdruck aufgezeigt.
zb.: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=115675.0

gruß stefan

-Jonas-


Wenn das Boot sowieso an einer Nabelschnur hängt, warum macht ihr dann nicht gleich ein "Tauchboot am Seil"?


Wenn wir so einen Tauchroboter am Seil machen würden, könnten wir nicht die Bodenbeschaffenheit betrachten. Dazu kommt noch, das von unserem Betreuer die Voraussetzung gemacht wurde, dass es sich frei im See bewegen kann...


aber Du wirst es für 100m nicht dicht bekommen. ich hab' keine erfahrung damit, aber es gab schon einige threads hier im forum, und da wurden die schwierigkeiten mit dem wasserdruck aufgezeigt.


genau.. es gibt einen enormen Aussendruck auf das Boot, genauer gesagt 10bar :D Dafür haben wir uns jedoch auch schon starke Partner zu Hilfe gezogen, die tagtäglich mit Druck von bis zu 100bar arbeiten :)

Aber danke für den Link! :)

Isy81

Organisiert euch noch einen versierten Taucher....

Kabel sind eine dumme Idee finde ich. Aber wenn ihr schon so etwas plant, könnt ihr die stelle doch auch ungefähr vorher festlegen wo der Tauchgang statt finden soll oder??
D.h. ihr wißt zumindest die ungefähre Tiefe..??!! (vorher ausloten)

Dann würde ich das Boot über Wasser per normaler Fernbedienung zu der Tauchstelle dirigieren.
An der Stelle angekommen würde ich stoppen, ggf eine kleine Boje mit angelschnur o.ä. dran aussetzten (für den Taucher) und den Tauchgang automatisch starten.
Sinkgeschwindigkeiten kann man vorher ausrechnen/probieren...30 minuten sinken mit 3 meter/sek. danach abbremsen auf 0,x meter die sekunde bis bodenkontakt/Höhe X über Grund.
Der Tauchgang selber findet ja so oder so "blind", also ohne Positionserkennung statt...oder??
Sprich ihr geht zwar runter wißt aber am boden nicht genau wo ihr ankommt (Strömungen ect)
Kamera und Sensoren speichern alle Daten intern auf einer SD Karte.
Nach Wartezeit X automatisches Auftauchen.
Damit könntet ihr das Boot "frei bewegen" und hättet gleichzeitig kein Kabelgeraffel.

Nebenbei würde ich bei solchen Projekten Murphys Gesetzte als Plakat an die Wand in der Werkstatt nageln ]:D

Rabenauge

Wenn sich das Schleppkabel _irgendwo_ verhakt (und die Wahrscheinlichkeit ist eher gross als klein) nutzt das beste Rettungssystem nix mehr.
Da musst schon das Kabel selber abwerfen können.
Auch ein Taucher kann dir in solchen Tiefen kaum mehr helfen, klar können die Profis so tief runter aber- die kosten dann auch. Das ist deutlich über dem, was Amateure mal eben schnell machen.

Sinnvoller: Schiff schwimmt oben, und lässt lediglich eine Sonde runter. Zugegeben: es müsste nen grösseres Schiff sein (100m Kabel wollen auch aufgewickelt sein) aber das halt ich für sinnvoller, dann verlierst du schlimmstenfalls die Sonde, wenn die sich verfängt.
Alles andere ist ausserhalb der Hobby-Liga, ganz ehrlich.
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Grüssle, Sly

Theseus



Wenn das Boot sowieso an einer Nabelschnur hängt, warum macht ihr dann nicht gleich ein "Tauchboot am Seil"?


Wenn wir so einen Tauchroboter am Seil machen würden, könnten wir nicht die Bodenbeschaffenheit betrachten. Dazu kommt noch, das von unserem Betreuer die Voraussetzung gemacht wurde, dass es sich frei im See bewegen kann...


Hat euer Betreuer Ahnung von Tauchbooten? Mir erscheint das ganze mehr als etwas für die Hochschule als fürs Gymnasium. An einer Hochschule hat man ganz anderen Zugriff auf Expertenwissen, Ressourcen und Technik. Im Endeffekt verlangt euer Betreuer, dass ihr als Bastelarbeit einen professionellen Tauchroboter baut. Etwas mit ähnlichem Kaliber kostet betagt und defekt schon 4500Euro: http://kleinanzeigen.ebay.de/anzeigen/s-anzeige/tauchroboter-rov-mit-bedienteil-und-100m-spezialkabel/173009369-241-4933

-Jonas-

Danke für die vielen Antworten :)

Ja, unser Betreuer hat schon etliches an Erfahrung angesammelt ;)

Das mit dem vorausprogrammierten U-Boot scheint mir aber eindeutig nochmal ne Runde heikler, da dann die Verbindung zur Oberfläche völlig unterbrochen ist. Und das Experiment mit der Sonde wird leider an unserer Schule schon jährlich durchgeführt, wir brauchen schon etwas spannendes.

Ich werde euch sicher weiterhin auf dem laufenden halten, ob unser Projekt so funktioniert.

PS: habe mir gerade so nen Plakat bestellt  :smiley-sweat:

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