Как сделать батискаф своими руками

DIY: Робот-подводная лодка для исследования акватории Москвы-реки. Часть 1

Это краткая история создания подводного автономного робота менеджером очень среднего звена. Текущей целью является создание актуальной карты фарватера Москвы-реки. При поиске нет проблем найти такую карту, но вызывает вопрос ее актуальность. Русло реки постоянно меняется. Происходит эрозия берегов реки и меняется карта фарватера. Эти процессы особенно заметны, учитывая питание Москвы-реки снеговое (61 %), грунтовое (27 %) и дождевое (12 %). Конечной целью является создание многофункционального подводного робота для исследование морских глубин. Мировой океан, покрывающий 2/3 поверхности Земли, изучен всего на 5%. Для создания автономного робота нужен простой «автопилот».

Как сделать доступный и простой автопилот для DIY-проектов и проплыть на нем по Москве-реке?

Москва-река это главная водная артерия города Москвы, длина в пределах города 80 км. Ширина реки внутри города меняется от 120 до 200 м, от самой узкой части возле Кремля до самой широкой вблизи Лужников. Принято считать, что скорость течения реки 0,5 м/с. Вполне благоприятные условия для испытания робота.
Возможно, было бы эффективнее и проще сделать лодку, но задача сделать подводного робота кажется много интереснее.

Конструкция

Робот-подводная лодка для исследования акватории Москвы-реки.

Примерное расположение элементов я видел таким.

Установка коллекторного двигателя

Серво-привод управления рулем

Серво-привод управления рулем глубины

В шутку можно сказать что я готовлюсь к конкурсу X-Prize.

The registration deadline is 30 June, 2016 (11:59 PM UTC/4:59 PM PST). The registration fee is $2,000.00 USD.

Целью является разработка автономного подводного робота, а не ROV’а. (Remotely operated underwater vehicle).

Электронная часть не отличается сложностью и качеством сборки
Arduino nano + L293D + Bluetooth + 3 серво + Power bank (Отдельное спасибо интернет-магазину, который продавал такие по 3 цента). Отдельно подключается к Power bank смартфон Samsung Galaxy S3 для поддержания заряда. Связь смартфона с Arduino осуществляется по Bluetooth.

Программная часть управления

«Мы встречаем свою судьбу на пути, который избрали, чтобы уйти от нее»
Жан де Лафонтен

Я всегда старался избегать программирования на Android. Когда появлялась возможность разработки даже легкого приложения с возможностью в действии познакомится с Android, я пасовал.
Но час настал! Действительно, хватит тратить деньги на шильды для Arduino. Все что нужно уже есть в отслуживших смартфонах. Под рукой оказался Samsung Galaxy S3 и немного магии.
Как порядочный ГИК я задал вопрос на тостере. Возможно я спрашивал сложно. Возможно плохо сформулировал вопрос. И похоже это было скорее не на вопрос. Но в ответ я получил совсем не то, что ожидал.
Яндекс мне в бухту! Все запросы «Android GPS», «Программирование Android GPS» и прочее давали ответы, которые решительно не работали на Android Studio.
Каким же облегчением для меня стала находка SL4A. Оказывается можно прототипировать и программировать на Android, используя Python. Управляют, ведь, даже ракетами.

SL4A Python

Если у Вас есть телефон Android, а он у Вас есть. Вы же ГИК, а не любитель приторных фруктов.
Устанавливаем на выбор программу для распознавания QR-кодов.
Для использования SL4A необходимо установить на телефон приложение.

Интерпретатор языка Python находится здесь.

Или QPython3

Писать программы на телефоне возможно, но занятием увлекательным это не назовешь.

Источник: http://habrahabr.ru/post/134184/
Перенаправим весь локальный трафик, поступающий на порт 9999 в Android-устройство (примем, что сервер слушает порт 46136):
$ adb forward tcp:9999 tcp:46136
Осталось создать переменную окружения и настройка закончена:
$ AP_PORT=9999
Осталось добавить файл android.py в папку с библиотеками Python’а, и все, теперь можно писать приложения на компьютере, запускать их, и результат можно буждет видеть сразу на телефоне. Для запуска helloWorld на Android-устройстве теперь достаточно ввести в интерпретаторе Python:
>>>import android
>>>droid = android.Android()
>>>droid.makeToast(«Hello, world!»)

В первой строчке импортируется библиотека android, затем создается объект droid, с помощью которого используются API Android’a. Крайняя строка выводит сообщение «Hello, World!» на экран устройства.
Теперь самое время, чтобы познакомиться поближе с API, которое предоставляет SL4A.

Построение пути. Выбор точек

Используя Яндекс.карты или Google.maps выбираем точки по центру реки. Это примерный маршрут. Для тестов и наладки использую усеченную версию точек.
[55.671110, 37.686625],[55.668448, 37.675467],[55.660847, 37.671776],[55.654649, 37.671175]

Как сделать доступный и простой автопилот для DIY-проектов из andoid телефона и 70 строк кода?

Батарея:
droid.batteryStartMonitoring() — началo работы с батареей.
droid.batteryStopMonitoring()
droid.batteryGetHealth() — возвращает состояние батареи (1-неизвестно, 2-хорошее, 3 — перегрев, 4 — мёртвая, 5 — перегрузка, 6 — неизвестный сбой)
droid.batteryGetStatus() — возвращает статус батареи (1 — неизвестно, 2 — заряжается, 3 — разряжается, 4 — не заряжается, 5 — максимальный заряд)
droid.batteryGetTechnology()
droid.readBatteryData() — данные о батарее.
droid.batteryGetTemperature()
droid.batteryGetVoltage()
droid.batteryGetLevel()

Bluetooth:
droid.checkBluetoothState() — проверяет включён ли Bluetooth
droid.toggleBluetoothState() — включает если в скобках True и выключает, если False
droid.bluetoothAccept() — принимает соединение
droid.bluetoothActiveConnections() — проверяет, есть ли подключения
droid.bluetoothGetConnectedDeviceName()
droid.bluetoothMakeDiscoverable() — в скобках можно указать промежуток времени в секундах
droid.bluetoothStop()

Wi-Fi:
droid.checkWifiState() — проверяет включён ли Wi-Fi
droid.toggleWifiState() — включает если в скобках True и выключает, если False
droid.wifiStartScan()
droid.wifiGetScanResults()
droid.wifiGetConnectionInfo()

Другие настройки:
droid.checkAirplaneMode() — проверяет включён ли режим «В самолёте»
droid.checkRingerSilentMode() — проверяет включён ли беззвучный режим
droid.checkScreenOn() — включён ли экран
droid.toggleRingerSilentMode() — включает беззвучный режим
droid.toggleAirplaneMode()
droid.toggleVibrateMode()

Получение информации о настройках:
droid.getMaxMediaVolume()
droid.getMaxRingerVolume()
droid.getMediaVolume()
droid.getRingerVolume()
droid.getScreenBrightness()
droid.getScreenTimeout()
droid.getVibrateMode()

Установка параметров:
droid.setMediaVolume()
droid.setRingerVolume()
droid.setScreenBrightness()
droid.setScreenTimeOut()

В планах:

• Настройка отправки данных по Bluetooth на arduino.
• Получение с arduino данных о глубине. Глубину буду измерять ультразвуковым датчиком.
• Отправка данных о текущем положении и измерений глубины на сервер.
• Доработка конструкции. Лодка должна быть с нулевой плавучестью, чтобы глубину можно было изменять рулями глубины. Возможно от конструкции подводной лодки придется уйти к надводному аппарату.
• Тест, тест, тест

P.S.: Почему я решил написать пост до запуска робота? Я хочу найти единомышленников. Если у Вас есть желание — делайте своего робота. Отличный повод собраться на майских праздниках на аквапробег по Москве-реке на роботах! По всем вопросам можете писать мне ВК. Просьба сделать репост, может быть кто-то из Ваших друзей захочет принять участие в аквамарафоне.

Напоминаю:
Конкурс роботов-газонокосилок пройдет в Сколково 3 июня. Все желающие могут попробовать себя в робототехнике. По итогам конкурса мы хотим отобрать команду для стартапа. Мы будем делать первый российский коммерческий робот-мульчатор. Ценные призы и подарки для всех участников.

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Недавно я вам показывал про Легенду советского «самостроя»: ПАНГОЛИНА , а теперь вот обратимся к зарубежному самострою.

В Копенгагене живет удивительный человек. Этот мастер самоучка создает полнофункциональные самодельные подводные лодки.

В портовом городе, дышащем историей, Копенгагене живет отважный датчанин, который хочет вписать в историю Дании собственную страницу. Питер Медсон бывший студент машиностроитель забросил учебу и с помощью друзей и небольшой суммы спонсорских денег создал три самодельные подводные лодки. Но последняя из них не идет в сравнение с двумя предыдущими. Это самая большая самодельная подводная лодка из всех когда-либо созданных конструкторами-любителями.

Вот что было далее …

Фото 2.

Первая лодка датского инженера получила название «Freya» была построена в 2002 году. Она имеет 7 м в длину и водоизмещение 3,5 тонн. После 500 успешных погружений балластные цистерны субмарины проржавели, сделав ее непригодной для эксплуатации. Теперь она стоит в тихом уголке акватории порта Копенгагена.

Фото 4.

Фото 5.

Фото 7.

Фото 8.

Фото 9.

Фото 10.

На фото самодельная подводная лодка Пучкова Михаила,- механика из Петербурга…

Автор в 1995 году окончил Санкт-Петербургский Морской Технический Университет. Но лодку построил в 1988.

А это плоды знаний, желания и труда Михаила.

Основные характеристики подводной лодки Кит

Водоизмещение: подводное 3000 кг., надводное 2750 кг.

Длинна наибольшая: 5400 мм.

Ширина наибольшая: 1150 мм.

Высота: 1300 мм.

Осадка: 660 мм.

Перископ: 2000 мм.

Мощность двигателя: 8 л.с.

Экипаж: 2 чел., ( капитан + пассажир)

Глубина погружения: расчетная максимальная 50 метров, рабочая до 30 метров, испытанная 20 метров.

Запас хода:

285 км пути при скорости 3-4 узла (Топл.бак 200 литров АИ-76 бензина)

Скорость: до 4 узлов

Вес: 3000 кг.

Основа: Стеклоткань + эпоксидная смола, свинец (

1000кг.), нержавейка, цветные металлы и прочее.

Движение: Бензо-мотор 8л\с (ветерок), электро-мотор 0.75 кВт, подруливающее устройство электро-мотор 300 Вт.

Аккумуляторы: 4 шт. (12в. -375Ач каждый)

Бензо-генератор: Бензо-мотор 8 л\с (ветерок) + генератор 24в. 150А

Устройства навигации: Эхолот глубины, GPS навигатор, компас магнитный с подсветкой, перископ с двумя видеокамерами, монитор.

Теперь Швеция

Подводная лодка-самоделка «Исабель» была собственноручно построена владельцем механической мастерской, кузнецом, изобретателем и инженером Эриком Вестербергом (Erik Westerberg) из шведского города Шеллефтео несколько лет назад. Это чудо техники не осталось незамеченным журналистами: Вестерберг победил в конкурсе издания «Афтнобладет» как лучший «домашний изобретатель» Швеции, а затем о нём написали СМИ всего мира, в том числе и российские.

Эрик и «Исабель». Скриншот видео SVT

В прошлом году он продавал свою подлодку и у вас есть все шансы стать её новым владельцем. Вот ссылка на аукцион.

Скриншот сайта PS Onlineauktioner AB

Вес подлодки — 8,7 тонн, длина — 6,1 метр, и она, как заверяет её создатель, способна погрузится на глубину до 100 метров. Строительство «Исабель» началось в 2005 году и закончилось два года спустя, причём на постройку подлодки, как скурпулёзно подсчитал Эрик, было потрачено 2500 часов.

В интервью изданию «НюТекник», он признаётся, что назвал подводную лодку в честь своей дочери.

«Сердце» необычного плавсредства — электромотор мощностью в десять «лошадок» от токарного станка и дизельный двигатель объёмом в 1,6 литра от машины «Фольксваген Гольф».

Капитан подлодки удобно устроился на сиденье от старенького «Вольво», управляя «Исабель» с помощью двух джойстиков.

— Всему своё время. Настало время для нового проекта, — говорит Эрик шведскому телевидению SVT.

Внутри «Исабель» хватит места для пятерых членов экипажа.

Первое погружение состоялось в гавани города Сикео (Sikeå), лен Вестерботтен, в 2007 году.

Несмотря на ошибку капитана, всё завершилось благополучно.

Изобретатель показывал свою «Исабель» на многочисленных ярмарках и выставках, однако в последние несколько лет подводная лодка стоит на суше.

По итогам Интернет-торгов этой недели лодка оценена в 255 000 крон (1,3 млн рублей).

А теперь перенесемся в Колумбию.

В начале 1990-х наркоперевозчики пытались стать самыми быстрыми на воде. Они устанавливали на сигарообразные рыбацкие лодки по четыре двигателя V8 в надежде уйти от полиции ходом. Разумеется, успех был очень недолгим: у властей всегда найдется мотор побольше. Мало того, даже не будучи пойманными, добрая половина таких лодок шла ко дну вместе с несколькими тоннами кокаина: открытая рыбацкая шлюпка не способна выдержать океанский шторм. И пираты стали уходить под воду.

Классическая «наркосубмарина» на самом деле представляет собой полупогружной аппарат, верхняя четверть которого всегда выступает из воды. Первая такая лодка была конфискована в 1993 году, а на сегодняшний день количество изъятых «субмарин» уже превысило 60.

За основу берется все та же скоростная рыбацкая лодка- такие лодки широко распространены в Колумбии. Борта надстраивают, чтобы увеличить осадку, а сверху строят палубу на деревянном каркасе. Всю конструкцию полностью покрывают стеклопластиком. На палубе смолу кладут грубыми мазками, чтобы по ней было удобно ходить при разгрузке. Во время движения окрашенная в серый цвет палуба практически не видна на горизонте. Заметить можно лишь слегка выступающую рубку с парой окон (в ней помещается голова капитана) и трубы для дыхания экипажа, подачи воздуха в двигатель и выхлопа.

Более двух третей длины 20-метровой лодки занимает грузовой отсек. Один полупогружной аппарат может взять на борт от 5 до 12 т кокаина. Ближе к корме располагается жилой отсек. На некоторых моделях экипаж надежно отделен от груза. Видимо, конструкторы заботливо избавляют перевозчиков от искушения. У самой кормы находится двигательный отсек — как правило, с одним или двумя 250-сильными дизелями Cummins или Yamaha. Там же устанавливается аккумуляторная батарея и генератор для питания бортовых устройств: многодиапазонной судовой радиостанции, GPS-навигатора.

Экипаж полупогружной лодки — четыре человека. Капитан-штурман владеет навыками морской навигации и отвечает за выбор направления движения. Только он знает, где нужно принять и сдать груз. Помощник капитана содействует в навигации и управлении. Инженер отвечает за работоспособность двигателя и бортовых систем. Четвертый член экипажа постоянно следит за состоянием груза.

На пути в Мексику четверо смельчаков проводят в темном и душном отсеке более десяти дней кряду. Они спят на топливных баках, питаются консервами, пьют бутилированную воду, и лишь капитан имеет возможность большую часть времени стоять в полный рост. В рейс их провожают как героев, они приносят с собой все свое скромное имущество, молятся и готовятся к худшему: хрупкая лодка не способна выдержать серьезную непогоду, в океане легко заблудиться, а у континента — попасться береговой охране.

Если контрабандистов настигает полиция, капитан открывает клапан, который впускает внутрь лодки воду. Вместе с «субмариной» ко дну идут и доказательства того, что команда перевозила наркотики. Раньше в таких случаях полиция спасала членов экипажа как потерпевших бедствие и отпускала их за неимением состава преступления. Сейчас в стране действует закон, запрещающий кому-либо строить и эксплуатировать подводные лодки и полупогружные аппараты. Теперь тот, кто попался на «субмарине», — априори преступник.

Двойной агент

Постройка одной полупогружной лодки обходится картелю в сумму около миллиона долларов. Очевидно, что простая по сути машина не может стоить так дорого. Большая часть этих денег тратится на доставку необходимых материалов на тайные верфи в непроходимых джунглях заповедника Санкаланья. Каждый крохотный винтик привозится из Буэнавентуры или близлежащего Кали. Людям приходится платить и за работу, и за молчание. Вооруженное прикрытие секретных баз зачастую обеспечивает не кто иной, как бойцы леворадикальной повстанческой группировки ФАРК.

Одна лодка строится 30−45 дней. Нередко на крупных верфях закладывается 3−4 лодки одновременно. Типичный маршрут «субмарины» таков: она выходит из бухты Буэнавентуры и направляется на запад и чуть севернее, огибая Галапагосские острова. Оттуда она берет курс на Мексику в район Санто-Доминго-Техуантепек. Остановившись на безопасном расстоянии от берега, «субмарина» может передать груз мелкими партиями на рыбацкие лодки. Другая тактика — пробраться в порт и выгрузить кокаин на крупное судно, уже прошедшее таможенный досмотр.

Как правило, после удачной разгрузки «субмарину» затапливают: нет смысла рисковать рассекречиванием партии наркотиков ради доставки лодки домой. В конце концов, если вспомнить, что один грамм кокаина в США стоит примерно $25, и прикинуть общую стоимость груза, становится понятно, что затраты на постройку машины в подобной операции пренебрежимо малы. Тем не менее известны исключительные случаи, когда одна «субмарина» совершала до четырех успешных рейсов.

«Нарколодки» действительно абсолютно невидимы на уровне горизонта, но хорошо заметны с воздуха, поэтому уязвимы для авиапатрулей. И все же подавляющее большинство «субмарин» задерживается «по наводке». Правительство обещает солидные вознаграждения за любую достоверную информацию, связанную с наркотрафиком. И те же, кто занимается постройкой субмарин в джунглях, сообщают властям местонахождение верфей, чтобы получить оплату «с двух фронтов».

Подзаработать на информаторстве порой не прочь и сами картели. Этим можно объяснить тот факт, что, прибыв на место, военные часто обнаруживают пустую лодку со снятыми двигателями и оборудованием и заброшенную базу, на которой нет ни единого человека и, конечно же, ни грамма кокаина.

Торпедная атака

В начале 2000-х наркоторговцы натолкнулись на новый изящный способ контрабанды «белой смерти». Вдохновили их охотники за тунцом, которые рыбачат на полном ходу, буксируя за собой наживку. Чтобы не потерять длинные снасти, рыбаки закрепляют на противоположном конце лески радиобуй. Каждый буй передает уникальный кодированный сигнал, чтобы моряки могли отыскать именно свою снасть. Эта система легла в основу «наркоторпеды».

Необитаемый цилиндрический корпус аппарата длиной 1,5 м до краев загружается кокаином. Кроме того, в нем нашлось место и для балластной цистерны, которая заполняется водой при погружении и продувается сжатым воздухом при всплытии. Управлять глубиной хода «торпеды» помогают автоматические горизонтальные рули. Аппарат буксируется на тросе длиной более 200 м за рыбацкой лодкой — той самой, что обычно охотится за тунцом. На полной скорости аппарат стабилизируется на глубине 30 м и становится абсолютно невидимым ни с горизонта, ни с воздуха.

Буксировка «наркоторпеды» — сложная стратегическая операция, в которой участвуют три рыбацких лодки. Первая идет впереди на разведку. Заметив опасность, она оповещает вторую лодку, которая буксирует аппарат. Получив тревожный сигнал, экипаж второй лодки отцепляет трос. «Торпеда» с заполненной балластной цистерной тонет и ложится на дно.

С самого начала на «торпеде» был закреплен радиобуй, замаскированный под обычное бревно. Он держится на двух тросах, смотанных на лебедки. Ослабление буксировочного троса дает лебедкам команду разматываться. Радиобуй всплывает на поверхность. С его помощью третья лодка сможет отыскать «торпеду», поднять ее на борт и возобновить буксировку.

Вне всякого сомнения, «наркоторпеда» — это очень серьезный инструмент наркотрафика. Из ее недостатков можно отметить разве что тенденцию к всплытию при замедлении буксирующей лодки. И, конечно же, самый веский минус — малая емкость: «торпеда» берет на борт всего 2 т кокаина. Так что уменьшение рисков компенсируется увеличением необходимого количества рейсов. А задерживают «торпеды» точно так же, как и «субмарины», — по наводке информаторов. У наркобаронов всегда находятся враги.

Субмарина из сантехники

«А вот наш последний улов 2011 года», — торжественно объявил лейтенант Фернандо Монрой, с удовлетворением наблюдая, как округляются наши глаза. Перед нами предстала 30-метровая подводная лодка с идеально выверенными обводами, носовыми и кормовыми горизонтальными рулями, большой прочной рубкой и высоким шноркелем, увенчанным видеокамерами дневного и ночного видения под колпаком. По виду не каждый смог бы отличить ее от настоящей боевой субмарины. Только подойдя вплотную, можно заметить торчащий ворс грубо сработанного стеклопластика.

Эта лодка приводилась в движение 346-сильным дизелем Yamaha и могла идти в подводном положении на небольшой глубине с выступающим из воды шноркелем. С остановленным же двигателем машина могла погружаться на глубину до 9 м, становясь абсолютно невидимой и с воды, и с воздуха.

Фернандо Монрой командовал экипажем, перегонявшим трофейную лодку с места задержания на базу. Раньше ему приходилось служить на военных субмаринах, и он был поражен конструктивным сходством «нарколодки» с заводскими прототипами. Войдя в корабль через люк рубки, прежде всего попадаешь на место рулевого. Именно для него предназначены окна рубки и органы управления: три руля (два горизонтальных и один по курсу) и ручка газа.

Под рубкой, уже в самом корпусе лодки размещается член экипажа, отвечающий за дифферент. Рядом с ним можно увидеть воздушный компрессор и баллоны со сжатым воздухом, которым продуваются балластные емкости. В носовой и кормовой частях машины располагаются главные балластные цистерны. Лодка имеет 12 вспомогательных балластных цистерн для компенсации кренов.

Пройдя чуть вперед, попадаешь в главный грузовой отсек. Здесь, а также под полом вдоль всего корпуса лодки размещается до 8 т кокаина. Позади воздушных баллонов находится радиорубка. Здесь есть несколько судовых радиопередатчиков, GPS-навигатор, видеомонитор и пульт дистанционного управления видеокамерами на шноркеле. Для питания электрооборудования на лодке имеется не только обычный генератор двигателя и аккумуляторная батарея, но и автономный дизель-генератор — на случай, если придется долго пробыть под водой с заглушенным мотором. Для него на борту есть специальный запас воздуха.

На этот раз контрабандисты решили путешествовать с шиком. За радиорубкой располагается жилой отсек с четырьмя спальными местами длиной метра по полтора — не меньше, чем на военных подводных лодках. За койками- санузел с унитазом и умывальником. Конструкторы не поскупились даже на кондиционер.

Говоря обо всей этой «роскоши», не стоит забывать, что лодка была построена в глухих джунглях из материалов, которые удалось раздобыть. К примеру, система продувки вспомогательных балластных цистерн собрана из водопроводных труб ПВХ. В походе контрабандисты управляют дифферентом, открывая и закрывая водопроводные краны. Большие главные цистерны тоже продуваются через трубы ПВХ, на этот раз канализационные. Иллюминаторы «прочной» рубки — это обычные стеклянные окошки, промазанные эпоксидкой и герметиком.

Подводная лодка — сложнейший механизм, и трудно поверить, что ее можно построить кустарным способом из бытовой сантехники. Тем не менее известно, что данная субмарина, строительство которой обошлось картелю приблизительно в $2 млн, совершила четыре успешных рейса. Мастерство ее создателей заслуживает восхищения.

Источник