OpenROV-test ved Hall City Cave - 💡 Fix My Ideas

OpenROV-test ved Hall City Cave

OpenROV-test ved Hall City Cave


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

Som tidligere rapporteret her på MAKE, for nylig rejste en gruppe af os OpenROVers til Hall City Cave lige udenfor Wildwood, CA. Målet med turen var at lave en shakedown af os selv og ROV i marken, og som en mission, bestemme om (indenfor undervandshulen) den vertikale hulskive forbinder med 45 graders skrånende aksel. Hulen var den oprindelige inspiration for Eric til at begynde at skabe en ROV, og har siden udviklet sig til open source-projektet, som det er i dag.

Det var unødvendigt at sige, at vi havde et helt eventyr - kørsel gennem kraftig sne, trekking langs bjergstier med robotter og værktøjskasser, landing enkeltmotorfly på snedækkede landingsbaner. Vi fordømmer stadig meget af hvad der skete, og vi vil snart skrive en længere rapport om eventyret, men vi ønskede at give en hurtig opdatering af hvordan robotten fungerede!

Når det kommer til små ROV design, er der tre generelle felter, der altid synes at kræve den mest udvikling:

  • Indbygget elektronik / indlejret systemdesign
  • Kommunikation og magt gennem en tether
  • Vand- og trykprøvning

Embedded Systems Background (og hvad vi har lavet hidtil): OpenROV udvikles som en platform, der kan understøtte videnskabelig forskning og teknologisk udvikling. For at være så effektive som muligt her har vi lavet masser af forskning om, hvordan man får en lille computer, såsom en Android-telefon, BeagleBone eller den kommende Raspberry Pi til vært for video, monitor sensorer og kontrol thrustere samtidig med at kommunikere til overfladen. Bran Sorem har udviklet nogle kode til indlejret Linux, der kunne køres på disse udformninger og har også arbejdet på en GUI-grænseflade, der vil gøre OpenROV intuitiv og tilfredsstillende at betjene.

Indtast Bran ...

Jeg har arbejdet med softwaren til OpenROV og tror, ​​at vi for det meste har etableret en god base for fremtidig udvikling. Vi bruger i øjeblikket en BeagleBone som den primære bordcomputer (selv om vi planlægger at flytte til Raspberry Pi, når det er muligt) med et off-the-shelf webcam tilsluttet. Målet med softwaren er at tilvejebringe en brugervenlig og enkel udvidet, men kraftig ramme for drift af køretøjet. Til det bruger vi Ubuntu Linux som operativsystem med NodeJS på toppen for at vise en webside, der gør det muligt at styre ROV'en fra enhver moderne webbrowser.

Videoen håndteres af et enkelt OpenCV-program, der fanger rammer og gemmer dem som JPG'er, som Socket.IO sender derefter til den kontrollerende browser. At have støtte til OpenCV åbner i høj grad mulighed for udvikling af mere avancerede applikationer (f.eks. Sporing af fisk). Socket.IO giver mulighed for fuld duplex kommunikation - som vil håndtere video opdateringer samt retningsbestemt kontrol af ROV.

Hidtil har jeg arbejdet på at få en levende video feed arbejde, men har ramt ind i en snubler (for det meste det faktum, at jeg lærer NodeJS og OpenCV som jeg går). OpenCV-programmet accepterer en mappe (den aktuelle dato) som et argument, venter derefter på stdin: hver linje af input er et filnavn (nuværende tidspunkt) for at gemme billedet som det, som programmet bruger til at gribe en ramme fra webcamet og Gemme. Dette sker løbende, indtil forbindelsen er brudt. Problemet lige nu er i NodeJS-applikationen - det ser ud til at spytte ud de korrekte filnavne, men jeg forsøger at røre processen.start til barnet.stdin og har problemer. Enhver hjælp eller rådgivning ville blive yderst værdsat.

Der er meget mere at komme i fremtiden, men først ønsker vi at få videoen til at fungere. Koden vil blive hostet på Github.

For vores tilbagegangsrejse havde udviklingen ikke fået os til det punkt, hvor vi kunne styre ROV'en med en indbygget computer, så i stedet brugte vi bare en RC-controller, der talte til modtageren på ROV'en via en lang tråd, der effektivt kanaliserede RF'en gennem vandet.

Hvordan kan du hjælpe: Hvad synes du? Har du lavet nogle indlejrede systemer, der arbejder med en BeagleBone? Eventuelle ideer til overførsel af levende video via en Ethernet-forbindelse (som også kan passe ind i vores vandtætte cylinder?

Tethers baggrund (hvad vi har lavet indtil videre): Tethers er ofte den mest udfordrende del af en ROV at udvikle, fordi de skal kunne kommunikere store mængder data og strøm, mens de stadig er fleksible nok til at gøre det muligt for ROV'en at bevæge sig let gennem vandet, og de skal være enten neutralt flydende eller lette nok til ikke at trække ROV'en ned, da flere og flere af det udbetales i vandet. Især for små ROV'er som OpenROV 2.2, er den bedste løsning at gøre tetheren tynd og let vægt nok til, at opdriftskompensation ikke er nødvendig.

Til Hall City Cave-turen brugte vi et snoet par 28AWG strandetråd, og det syntes at virke meget godt - hvis vi havde brugt tykkere tether som Ethernet, ville ROV have haft en meget sværere tid at flytte rundt, og vægten af ​​tetheren ville have gjort det svært for ROV at opretholde en bestemt dybde. Vi vil gerne fortsætte med at bruge meget tynde ting som denne (eller måske ekstremt tynd coax som RG-178), men den udfordring, vi står overfor, er, hvordan man sender højbåndsbredde data igennem den.

Der er flere tilgange til dette. Til at begynde med kan du gå analogt og bruge en video balun til at sende billeder fra et RCA-udgangskamera op fra ROV'en, mens du tillader RF-signaler fra en RC-sender at passere ned tetheren. Eller du kan muligvis bruge en af ​​disse fancy udførelser til at konvertere dobbelt twisted pair Ethernet til single twisted pair. Endelig kan du bare bruge en data over powerline-systemet (som diskuteret her).

Hvordan kan du hjælpe: Disse er nogle af de ideer, vi har tænkt på, men vi vil gerne se nogle andre tanker om hvordan gør dette. (Husk igen, at alle ROV-side udstyr til dette skal passe ind i et 90mm ID ved 150mm langt rør!)

Vandtæt baggrund (hvad vi har lavet hidtil): For vandtætning af elektronikken har vi haft stor succes med vores cylindriske hus og laser-skåret akryl endcaps. Vi har pottet pass-throughs med epoxy. De børsteløse motorer har modtaget en belægning af marine-grade harpiks for at forhindre oxidation.

Hvordan kan du hjælpe: Metoden har arbejdet så langt, men den er moden til en lettere og mindre tidsintensiv proces. Lad os vide, om du har ideer til potting eller motorisolering.

BONUS: Tilføjelser! Baggrund (Hvad vi har lavet indtil videre): En af OpenROV 2.2s største funktioner er det payload modul bay. Vi har sat monteringshuller i bunden af ​​ROV'ens skal til op til fire M5 gevindstænger, hver med en afstand på 50 mm. Formålet med dette er, så du kan lave din egen nyttelast (såsom robotarm, metaldetektorer, kemiske sensorer osv.), Som nemt kan monteres på bunden af ​​ROV. Bredden af ​​disse nyttelaster kan være op til 135 mm eller 200 mm, hvis batteripackerne om bord fjernes.

Hvordan kan du hjælpe: Vi søger altid måder at forbedre OpenROV på, og at have et samfund af mennesker, der tænker på det, er den bedste måde at få ny innovation og forskellige perspektiver på. Det er jo alt, hvad Open Hardware handler om!

Du er velkommen til at tjekke OpenROV fora for nogle af de andre strategier, vi har tjekket ud. Lad os også vide, om du har andre eventyrideer!

Mere: Læs David Langs Zero til Maker kolonne her på MAKE



Du Kan Være Interesseret

Gør en overbevisende myrhjelm ud af fundne materialer

Gør en overbevisende myrhjelm ud af fundne materialer


Selfie Robot Kombinerer Oversized Papercrafting og Raspberry Pi Photo Booth

Selfie Robot Kombinerer Oversized Papercrafting og Raspberry Pi Photo Booth


"Metamaterials" Tillader dig at 3D-print Simple Machines

"Metamaterials" Tillader dig at 3D-print Simple Machines


4 typer smøremidler og hvordan man bruger dem

4 typer smøremidler og hvordan man bruger dem






Seneste Indlæg