Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

3 модель

Данную модель я не собрал до конца, но научился делать 3D модели для получения выкроек, а также узнал что такое шпангоуты и их назначение.

По данной модели была сделана выкройка:

Также узнал о отличной замене потолочной плитки: подкладка под ламинат.

У подкладки ряд плюсов по сравнению с потолочкой:

  1. Размер листов: 1000 х 500 мм.
  2. Различная толщина, я купил толщиной 3 и 5 мм, но использую пока только 5 мм.
  3. Отсутствие различного профиля и картинок.
  4. Хорошая прочность за счет большей толщины (для 5 мм).

А в остальном очень похожи:

  1. Малый вес.
  2. Не боятся воды.
  3. Низкая цена и доступность.

Клей использовал Титан, но затем перешел на термоклей, с которым сборка ускорилась в несколько раз.

Мотор, руль и вал были куплены магазинные, запчасти от магазинного радиоуправляемого катера. К тому же я научился вплавлять латунные гайки в пластик, и проблемы крепежа двигателя больше не было.

Данный мотор очень прожорлив, и имеет огромный пусковой ток, около 10 А, может и выше. Поэтому я решил сделать драйвер двигателя проще: из 1 полевого транзистора, отказался от заднего хода и упростил разработку платы.

Была разработана, разведена и изготовлена плата управления, состоящая из самодельной ардуины на Atmega328P, радио модуля NRf24L01, драйвера полевого транзистора, нескольких стабилизаторов напряжения. Также плата была протестирована:

Осталось проверить плату с «большим» мотором, и установить в плату, установить сервопривод с обвесом, продумать герметизацию крышки катера и можно будет испытывать на воде.

И конечно делюсь выкройками катеров, с различными габаритами, для желающих собрать:

Катер_v3.1_450х173х85

Катер_v3.1_590х227х112

Катер_v3.1_750х288х142

Продолжение:

Сделал небольшое видео, показывающее все основные этапы сборки катера

Rtr-комплектация отличное решение для вылазки

Для детей такой полностью собранный вариант является оптимальным выбором. Не нужно ничего докупать, устанавливать или клеить – все находиться в коробке. От вас лишь только требуется купить батарейки для аппы. Все! Вы готовы к заплывам.

Взрослым же можно посоветовать обратить внимание на Kit-наборы. Они представляют собой разобранную модель с возможностью самостоятельной сборки. Таким образом, у вас получится катер на радиоуправлении своими руками! Но обычно в таких моделях не все поставляется в комплекте. Отдельные элементы вам придется приобрести дополнительно.

Профессиональных гонщиков редко удовлетворяют характеристики водного транспорта, особенно, если они выбирают лодку для спортивных соревнований. В таком случае, асы стремятся сделать радиоуправляемый катер своими руками полностью. Т.е.

покупают необходимые запчасти и детали исходя из своих требований и финансов. Далее самостоятельно начинают собирать катер. Это намного сложнее, и забирает достаточно и времени, и денег.

Но если вы обладаете техническим складом ума, то особых проблем по производству уникального катера на управлении своими руками у вас не будет.

Возможности катеров

Катер радиоуправляемый может поворачивать во всех направлениях и плавать по прямой, бороздя водные просторы. Его очень прочный корпус обтекаемой формы, с легкостью скользит по глади воды, при этом уверенно выдерживает все случайные столкновения.

Стоит отметить, что радиоуправляемые модели катеров покорно слушаются хозяина, пока они находятся в поле действия. Покинув его, катер продолжает какое-то еще время выполнять полученную последней команду. Потом отключается и может запросто уплыть. Следовательно, следует с осторожностью отправлять его в длительное плавание.

Если вы захотели купить катер радиоуправляемый, и желаете, чтобы он был быстрым, мощным и вас слушался беспрекословно, то не следует экономить. Стоимость лодки зависит напрямую от его свойств: чем выше дальность действия и скорость, тем больше будет цена.

Недорогой радиоуправляемый катер

Подыскивая недорогую модель, обратите свое внимание на радиоуправляемый катер Speed Racing. Это дистанционно управляемая лодка, предназначенная для прикормки рыбки.

Она обеспечивает завоз приводы или прикормки на расстояние до трехсот метров с маленьким уровнем шума.

Низкая посадка и защита винтов дает возможность заплывать в самые густые заросли, в которые невозможно забраться, не распугав рыбу, даже на тихой резиновой лодке.

Такое беспилотное судно оснащается подсветкой сверху (это необходимо для визуального контроля), а также снизу (специально для дополнительного привлечения крупной рыбы, к примеру, сомов).

Также стоит отметить, что камера с передачей картинки в реальном времени (FPV) способствует удобству управления.

Расположенный на борту эхолот дает возможность проводить быстро разведку наличия рыбы в любых интересующих участках водоема.

Необходимые шаги при постройке модели катера на радиоуправлении своими руками

 Самыми дорогим запчастями во всей конструкции станут:

  • корпус,
  • двигатель,
  • серва,
  • ПДУ,
  • приемник,
  • аккумулятор,
  • ЗУ.

Хочется сразу же вас предупредить, что моторы могут быть двух типов: электро и ДВС.

Первый вариант делится также на два подтипа: коллекторные движки и бесколлекторные. Самым дорогим вариантом являются бесщеточные двигатели, но зато они по максиму выжимают из моделей.

Источником питания для них становятся аккумуляторы. Их выбор громадный в магазине, а цена доступная. Как правильно подобрать аккумуляторную батарею для RC модели можно почитать здесь.

Единственное, что стоит отметить, выбирайте акб в твердом корпусе (Hardcase).

Второй вариант – двигатели внутреннего сгорания подпитываются от специального топлива или заправочной жидкости. У нас очень большой ассортимент данного продукта. Кроме основной задачи давать энергию двигателю, топливо еще и заботиться о нем самом. Входящие в состав масла положительно сказываются на длительности работы «сердца» модели.

Передатчик и ресивер – залог послушного маневрирования

Именно от этого дуэта будет зависеть передача команд и правильность их исполнения моделью. Поэтому мы рекомендуем вам выбирать аппаратуру с двух- или с трехканальным управлением. Этого будет достаточно с головой для того, чтобы наслаждаться заплывами радиоуправляемого катера своими руками.

Выбранный вам пульт может оказаться бесполезным, если вы забудете приобрести приемник. Здесь тоже хочется заострить ваше внимание, что бывают модели трансмиттер ресивер в комплекте, а возможен и вариант с приобретением этих компонентов по отдельности. В последнем случае следует помнить о такой особенности как совместимость.

Также вам еще могут понадобиться такие детали для изготовления своими руками модели катера на радиоуправлении:

  • Гребные винты.
  • Приводы, дейдвуды.
  • Рули поворота.

Ну и естественно последние штрихи – покраска корпуса, размещение наклеек, установление фигурок капитана, как вариант! И от вашего радиоуправляемого катера своими рукаминельзя будет оторвать глаз.

И напоследок еще один небольшой совет. Прежде чем запускать на пруду свою лодку, опробуйте ее сначала в ванной. Вы же не хотите испортить отдых из-за того что ваше изобретение утонет. Протестируйте его заранее. Тем более намного проще достать Титаник со дна ванной, чем с морского, согласны?!

Если же у Вас нет времени и сил для того чтобы собирать своими руками катер, вы можете выбрать и приобрести у нас уже готовый катер. Цены и ассортимент Вас приятно удивят!

Подводные лодки

Имеются и подобные модели с радиоуправлением. Здесь погружение происходит при помощи вентиляторов или балластной системы методом выкачивания и закачивания воды из отсеков.

Такая лодка с радиоуправлением в основном необходима, чтобы в каком-то маленьком водоёме производить погружение. Вода здесь должна быть прозрачная и чистая – в бассейне или аквариуме.

Для начала нужно отыскать источник питания. Аккумулятор подойдет для такой функции. Найдите модель с относительно небольшим весом и большой мощностью. Чтоб аккумулятор наше судно не потопил, необходимо установить надежные двигатели. При этом настройка удаленного управления требует навыков и специальных знаний.

Смотрите про коптеры:  Радиоуправляемый микровертолет V-max GYRO - 6020-1 - купить в Rc-like

Изготовить такую модель для завоза прикормки – задача не из простых, даже если у вас есть чертеж радиоуправляемого катера.

Подобная идея финансово затратная, поскольку необходимо приобрести материал для корпуса, двигатель, аккумулятор, систему радиоуправления.

Иногда приобретение игрушечного кораблика будет экономней в специализированном магазине, чем самостоятельная сборка. Кроме того, нужно учитывать, что в моделях от знаменитых производителей уже имеется навигация и подсветка.

В случае если вы решили своими руками соорудить конструкцию, позаботьтесь приобрести пятиканальную систему, необходимую для удаленного управления. Идеальный показатель дальности, необходимый для рыбалки, составляет пятьдесят метров.

Радиоуправляемая лодка своими руками

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Всем привет! Это опять я. Пост конечно мега неактуальный, он должен был выйти летом, но в силу разных обстоятельств, закончил этот проект только сейчас. Сегодня расскажу о своем самодельном катере на радиоуправлении. Кому интересно, читаем далее.

Желание заиметь RC лодку довольно большого размера у меня было давно, но вот готовые лодки более 70см в длину, мягко говоря не радовали вкусными ценами. Придется строить самому. В поиске нашлись или совсем сложные модели с внутреним каркасом и обшивкой бальзой, или совсем детские поделки из куска пеноплекса и 190го моторчика. Искал я долго и все таки нашел. Вот оригинал сайта, с которого я брал чертежи.

www.instructables.com/id/RC-Boat-2/

Правда в процессе постройки мне пришлось кое что доработать. Итак: для начала я построил, так сказать пробную модель из фанеры, затем, когда все получилось удачно приступил к постройке лодки из 2мм ПВХ пластика. Чертеж скачиваем, масштабируем под желаемые размеры лодки и распечатываем. У меня получилось 10 листов А4 при длине лодки в 830мм. Далее листы склеиваем и вырезаем шаблоны деталей .

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Затем накладываем шаблоны на материал, обводим и вырезаем. Первый раз работаю с ПВХ, и очень доволен. Режется ножницами, гибкий, не ломается. Получается вот так.

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Как видим тут две половины днища, два борта и две детали транца. Теперь я хочу извиниться. Когда работал, был очень увлечен процессом и некоторые фото не делал. Поэтому вставляю фото изготовления фанерной лодки. Детали абсолютно одинаковые и операции делаем тоже такие же как и с пластиком. Зажимаем парные детали в тиски (не забыв подложить под губки мягкие накладки) и обрабатываем их наждачкой.

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Делается это для того, что бы парные детали были абсолютно одинаковы. Это избавит нас в будущем от всяческих нестыковок и перекосов. Две заготовки транца я сделал потому, что пластик ПВХ слишком мягкий и легко деформируется, а ведь это силовая деталь и к ней у нас крепится дейдвуд и руль. Склеиваем их вместе и обрабатываем наждачкой торцы. Если делаете лодку из фанеры, то такая операция не требуется. Далее к транцу приклеиваем половины днища и склеиваем их между собой вот так.

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

И приклеиваем борта.

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Я клею все предварительно на циакрин. Теперь немного отличий от оригинального проекта. Поскольку, как я уже говорил, пластик ПВХ очень гибкий, что бы придать лодке бОльшую жескость на кручение и изгиб, я установил несколько дополнительных переборок,

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

а также наклеил на борта полоску того же пластика шириной 7мм. Переборки я делал по месту, так что увы чертежей их нет. Далее, усиливаем все швы эпоксидкой со стеклотканью.

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Первые два отсека заполняю монтажной пеной. Предвижу возражения, мол так делать нельзя, мол пена гигроскопична… Отвечу, во первых, отсеки полностью будут герметичны, во вторых, пена гигроскопична только на этапе застывания. Полностью застывшая пена влагу не впитывает. Пена будет выполнять несколько функций. Во первых создаст необходимую плавучесть, если лодка вдруг перевернется и наберет воду, во вторых, придаст дополнительную жесткость и прочность передней части лодки, ну и при приклейке палубы, мы нанесем на нее эпоксидную смолу и палуба к ней намертво приклеется. Ну а пока пена сохнет займемся палубой. Берем оставшийся шаблон и обводим две половины палубы. Вырезаем ее и попутно вырезаем люк для доступа к потрохам лодки .

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Вырезанный кусок как раз будет крышкой. По торцу крышки и люка на палубе клею полосу шириной 7мм (ширина произвольная) .

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Приклеиваю палубу с установленной крышкой. Делаю из пеноплекса форму будующей кабины (рубки, надстройки ), обтягиваю стеклотканью с эпоксидкой. Приклеиваю к крышке и шпатлюю .

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Примеряю крышку и по вкусу добавляю воздухозаборников (но это, как говорится, на вкус и цвет…).

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Теперь необходимо изготовить продольные реданы. Делал их так: вырезал из ПВХ две полоски шириной по 5мм для каждого редана и склеил их для получения бОльшей толщины. Всего реданов 4. Клеим их на днище лодки .

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Стыки реданов с корпусом шпатлюю и шлифую. Не без косяков, но первый блин комом…

Так, теперь пора браться и за внутренности лодки. Из текстолита изготавливаю две половины будущей моторамы.

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Делаю крепления для мотора, креплю мотораму к лодке и примеряю двигатель на место.

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Двигатель, к слову взял вот такой

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Это мотор 3670 на 2650kv. Брал тут:

aliexpress.com/item/32887933319.html

К мотору потребуется еще рубашка для водяного охлаждения

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Покупал я ее вот тут

aliexpress.com/item/32836382632.html

. Как видно на этом фото, на лодке уже установлена дейдвудная трубка. Дейдвуд вместе с гибким валом и креплением брал тут:

aliexpress.com/item/32901173677.html

Отверстие под него просверлил на расстоянии 15мм от торца транца (выбрал произвольно). Сразу же и установил крепление дейдвуда .

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Приступаю к изготовлению батарейных отсеков. Аккумуляторы использую от своего квадрокоптера, а именно Onbo 4S 4200mAh, так что отсеки изготавливаю под них. При чем по длине с запасом, что бы можно было двигать батареи и тем самым менять развесовку.

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Отсеки склеил из такого же ПВХ пластика что и лодку. Далее, накрываю дейдвуд кожухом и устанавливаю на него крепление сервопривода. Сервопривод взял вот такой

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Он отлично зарекомендовал себя на HSP Brontosaurus. Быстрый и достаточно мощный. Брал тут

aliexpress.com/item/32737943372.html

Так же устанавливаю перо руля

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

брал тоже на Алике

aliexpress.com/item/32802258440.html

и транцевые плиты

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

вот ссылка

aliexpress.com/item/32860054980.html

.

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / ХабрРадиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Сразу же примерил и винт

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабрaliexpress.com/item/32777338672.html

, кстати на этом фото виден герметик, уплотняющий дейдвуд. С обратной стороны тоже все промазано герметиком и термоклеем. Пришло время устанавливать регулятор оборотов

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабрaliexpress.com/item/32957809318.html

, но сначала его нужно подготовить. Дело в том, что он приходит без разъемов и еще нужно раздвоить силовой провод для подключения двух акб .

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Под приемник радиоуправления (кстати аппаратура у меня Radiolink Rc4gs

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабрaliexpress.com/item/32753372045.html

а приемник я взял простой без гироскопа

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабрaliexpress.com/item/32884083823.html

) я изготовил бокс из ПВХ пластика. После окончательной сборки его соберу на герметике, и за приемник можно быть спокойным. И вот так выглядит «подкапотка » всборе.

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

А вот то же самое, но без акб и лишних проводов. На фото видно трубки охлаждения двигателя и регулятора. Забор воды идет из пера руля .

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

, а выброс на корме по левому борту

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

И вот мы подошли к самой муторной и нелюбимой мною части… это покраска. Сначала я положил базовый цвет — белый, затем, предварительно заматовав его, стал класть слой базовой синей эмали-металлик. И тут началось… Поднимает краску, ну хоть тресни. Несколько раз я все стерал и красил по новой. В итоге что то вышло более менее. Затем покрываем лаком иииии… правильно, теперь поднимает белую краску. Хорошо еще что чуть чуть и не в самых видных местах, но все равно обидно. И последнее, это наклейки. Много наклеек. И вот теперь можно посмотреть как выглядит законнченая лодка .

Смотрите про коптеры:  мост для игрушечных автомобилей на АлиЭкспресс — купить онлайн по выгодной цене

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / ХабрРадиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / ХабрРадиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

На этом фото можно сравнить размеры с всем известной Ft011. Длина ее составляет 700мм. Ну вот собственно все закончено, можно пробовать на воде. Только вот с этим промашка вышла. На всех доступных прудах уже играют в хоккей. По этому пришлось окунуть ее в ванной.

Радиоуправляемый катер на Arduino и радио модуле NRF24L01 из потолочной плитки / Хабр

Конечно ничего испытать тут не выйдет, но зато выяснил, что ничего нигде не течет. Мотор и серва работают, осталось дождаться весны и испытать на воде. Так что прошу прощение за отсутствие видео с испытаниями, сам хотел, но увы. Весной добавлю. Очень благодарю всех, кто прочитал.

Радиоуправляемый катер своими руками

В последнее время большое развитие радиоуправляемых моделей и беспилотников привело к тому, что они внедрились в очень неожиданные сферы, включая рыбалку и охоту. Лодки на радиоуправлении приобретают для перемещения прикормки в труднодоступные и отдаленные участки водоема, при этом не распугивая рыбу веслами или лодочным мотором.

Тяжелые быстрые катера используются для ловли на блесну и троллинга даже больших хищников, к примеру, судака и щуки. Несколько дронов распределить можно по самым перспективным местам лова, при этом их контролировать удаленно при помощи планшета или смартфона. Радиоуправляемый катер для рыбалки с эхолотом быстро проведет разведку самых перспективных мест лова.

Солнечные батареи и автопилот позволяют игрушку превратить в полноценный беспилотник, который может помогать рыбаку в автономном режиме в течение всего дня.

Радиоуправляемый колесный катер — секрет мастера — сделай своими руками

Ранее Мастер показал секрет строительства своими руками простого колесного кораблика на резиномоторе. Такие модели весьма эффектны, наверное благодаря неспешным звукам работы лопастей колеса по воде. В ходе строительства кораблика отработана технология изготовления шестилопасного гребного колеса. Давайте сделаем колесный кораблик — пароходик на радиоуправление и с электродвигателем достаточной мощности для длительной работы игрушки. Почему в названии пароходик? Наверное потому, что большая часть колесных кораблей оснащалась паровыми машинами. При строительсве пароходика будет применена самодельная рулевая машинка из деталей HDD.

Для строительства кораблика потребуются.

Материалы. Кусок плотного пенопласта толщиной 25 мм,  6 пластиковых карточек, машинка на радиоуправлении, cтарый HDD, обрезки потолочной плитки (использованы куски от строительства планера), кусок мягкой проволоки, корпус от шариковой ручки или фломастера, банковскя резинка, два изолированных продка и пара зубочисток.

Инструмент. концелярский нож, пила по металлу, отвертки звездочки, паяльник, пистолет для термоклея, ножницы и плоскогубцы.

Мастер класс простой но требует навыков работы с инструментами и пониманием процессов строительства. Инструкция представлена в пошаговом виде.

Шаг 1. Рулевая машинка сделана из старого HDD, подробная технология именно для этого кораблика изложена здесь и показана на фото.

Кораблик пароходик
Кораблик пароходик
Рулевая машинка
Старый HDD
Рулевая машинка
HDD разобран
Рулевая машинка
Основание серво мотора
Серво мотор
Серво мотор
Рулевая машинка
Рама руля
Рулевая машинка
Материал руля
Рулевая машинка
Установка пера руля
Рулевая машинка
Рулевая машинка

Шаг 2. Специально для строительства у китайских братьев куплена простая (200 р. 2021 год) радиоуправляемая машинка. Ссылка на покупку здесь. Электроника двухкомандная. Основание машинки разделено на два отсека  — моторный и батарейный с электроникой. Допустимо не разделять основание, но тогда придеться уделить больше внимания балансировке пароходика на воде. Провода питания двигателя отпаиваются и припаиваются новые. Проводники питания от двигателя припаиваются к серво мотору рулевой машинки. Схема соединений показана на фото.

Донор электроники
Донор электроники
М
Основание машинки
Разделение основания
Разделение основания
Схема соединений
Схема соединений

Шаг 3. Изготавливаем гребные колеса. Полное руководство смотрим здесь.  Колеса делаются из половинок разрезанных вдоль карточек. Смотри фото.

Материал для гребных колес
Материал для гребных колес
Гребное колесо
Гребное колесо
Гребные колеса
Гребные колеса

Шаг 4. Присоединение гребных колес к моторному отсеку. Колеса машинки при помощи плоскогубцев разрушаются. На осях должны остаться только утолщения крепления колес. Из старой авторучки или фломастера вырезаем два цилиндра длиной 40-50 мм и делаем в них три пропила для прохода лопастей. При помощи термоклея закрепляем цилиндры на гребных колесах. Смотри видео. Удлиненные оси закрепляем на валу также термоклеем — смотри видео! Удлинение необходимо из-за ширины корпуса кораблика для сохранения необходимой остойчивости на воде.

Моторный отсек
Моторный отсек
Остатки колеса
Остатки колеса
Заготовка вала
Заготовка вала
Удлиняющий вал
Удлиняющий вал
Установка вала
Установка вала
Моторный отсек с движителями
Моторный отсек с движителями

Шаг 5. Строительство корпуса. Корпус вырезан ножом или пилой из пенопласта пеноплекс толщиной 25 мм.  Смотри чертеж на фото. Посадочные гнезда под рулевую машинку, моторный и батарейный отсек сделаны по технологии показанной здесь. Моторный отсек полностью не заглубляется. Для лучшей устойчивости на курсе и защиты руля от водорослей установлен небольшой киль из пластиковой карточки. Киль закреплен термоклеем

Разметка гезда под рулевую машинку
Разметка гезда под рулевую машинку
Гнездо под рулевую машинку
Гнездо под рулевую машинку
Разметка отсеков
Разметка отсеков
Отсеки вырезаны
Отсеки вырезаны
Высота установки моторного отсека
Высота установки моторного отсека
Установка киля
Установка киля
Киль закреплен
Киль закреплен

Устанавливаем рулевую машинку, моторный и батарейный отскек. Соединяем все проводники и проверяем работу кораблика до спуска на воду. при помощи банковской резинки и зубочистуи воткнутой в корпус выставляем положение руля в центре. Подаем питание. Двигатель должен заработать и колеса начнуть вращаться, если вращение в неправильную сторону, то следует перепаять проводники питания,изменив полярность подключения. Проверяем работу пульта. Руль должен отклоняться влево и вправо по командам с пульта управления.

Шаг 6. Изготовление надстроек. При работе гребных колес может происходить захлестывание воды на палубу, что нежелательно. Для защиты от воды были сделаны из потолочной плитки эффектые кожухи колес и рубка. Труба сделана из алюминиевой банки. Как сгибать потолочную плитку подробно изложено здесь. надстойки закреплены термоклеем.

Испытания кораблика с самодельной рулевой машинкой показаны на видео. В отличии от винтовых катеров пароходик на гребных колесах не теряет ход при попадании в водоросли и продолжает движение. Движение колес радует глаз.  Игрушка получилась на ура! Возможно дальнейшее развитие темы.

Понравилась идея? Сделай репост, оставь комментарий. Поддержи авторов! Подпишись на видеоканал Секрет мастера!

Шаг 2: прототип 1

Первый катер, то есть прототип 1, был самый простой по исполнению и должен был уметь:

  • считывать GPS-координаты своего положения
  • считывать азимут с компаса
  • управлять сервоприводом руля
  • использовать руль для следования курсу

А так же на нем я тестировал формулы маневрирования для создания действующего автопилота. Основой прототипа 1 был микроконтроллер Arduino Uno, в финальной версии я использовал ATmega328.

Считывание GPS-координат

На первом прототипе я установил самый дешевый GPS-модуль который смог достать, это UBlox PCI-5. Для его монтажа нужно было лишь припаять четыре провода к задней стороне платы, подсоединить их к Arduino и прикрепить антенну. Для обработки поступающих данных я использовал библиотеку TinyGPS , которая позволила мне получить координаты текущего положения, скорость, направление и много другого!

Считывание азимута

Чтобы получать данные с компаса я использовал HMC5883L, который легко подключается к микроконтроллеру через I2C. Как именно он устанавливается и как с ним работать хорошо описано здесь и здесь.

Управление сервоприводом руля

Контролировать сервопривод руля с помощью Arduino очень легко, но если только вы не используете библиотеку SoftwareSerial, которая нужна для TinyGPS , и которая конфликтует с одним таймеров Arduino! Запущенная SoftwareSerial мешает работе любого сервопривода использующего стандартную библиотеку, и решением данного мозгоконфликта является использование библиотеки PWM Servo library.

Формулы алгоритма автопилотирования

В прототипе 1 я применил несколько функций, которые позднее станут критичными. Эти функции используют формулу Хаверсина для расчета таких параметров как расстояние между двумя точками, направления от одной точки к следующей и реальный азимут по данным компаса. Более подробно об этих формулах в этой статье.

Сборка компонентов

Компоненты первого прототипа я разместил на деревянном каркасе (см. фото), и теперь, зная положение этого каркаса-автопилота и сравнивая с заданным, можно поворачивать руль и сохранять заданный маршрут. Это будет полезно в дальнейшем для навигации по GPS-координатам.

Шаг 3: прототип 2

Довольный результатами первой поделки я решил создать прототип 2 с программными доработками автопилота. Целями для второй самоделки были:

  • плавание по заданным GPS-кооддинатам
  • работа автопилота от аккумулятора
  • тестирование и запись данных автопилота

Конструкция автопилота также претерпела некоторые изменения — была добавлена макетная плата ProtoSheild, на которую я установил сам Arduino и компас. Все компоненты смонтировал на фанерное основание и “упаковал” в пластиковый контейнер.

В этот же контейнер я попытался добавить приемник дистанционного управления, но безуспешно из-за нехватки свободного места.

Плавание по заданным GPS-кооддинатам

Код для Arduino я написал таким образом, чтобы он поворачивал руль по направлению к следующей точке заданного маршрута: используя GPS-координаты для вычисления соотношений последующих точек и сравнивая их с компасом, вычисляется поворот руля. Если вычисленное значение правее, на 90 градусов, то руль повернется на 60 градусов.

Все это будет происходить в цикле, примерно так (этот код обобщенный):

while(distanceInMeters(gpslat, gpslong, waypointlat, waypointlong) < 5) {
	int bearing = GetBearing();
	int heading = GetHeading(gpslat, gpslong, waypointlat, waypointlong);	
	bearing = RealBearing(gpslat, gpslong, bearing);
	RudderTurn(RudderAngle(bearing, heading));
}

Пояснение кода таково: если расстояние между катером и следующей точкой более 5 метров, то складывая азимут катера и азимут следующей точки, получается действительный азимут, оба азимута посылаются функции the RudderTurn function, которая вычисляет нужный угол поворота и соответственно поворачивает мозгоруль.

Установка аккумулятора

Запитать Arduino от аккумулятора довольно просто. Для этого на микроконтроллере есть контакт Vin, и на него можно подать до 20В постоянного тока. У меня была литиевая батарея на 12.6В, к которой я припаял разъем и подключил ее к контакту Vin на Arduino.

Шаг 4: тестирование прототипа 2

Для того чтобы проверить прототип в действии я установил два светодиода, первый из которых будет светиться когда зафиксируется GPS-координата, а второй, когда будет достигнута эта точка.

Испытание прототипа

Пробы своего автопилота я проводил на местном поле. К своему ноутбуку я подключил автопилот и запустил последовательный монитор (часть программного обеспечения Arduino), который записывал GPS-координаты все время следования по заданным точкам. Я пользовался рулем который направлял меня к следующей точке, и я поворачивал, словно это был мозгокатер.

На представленных фото обозначен маршрут тестов. Если я оказывался ближе чем 5 метров к нужной точке, то автопилот переключался и начинал навигацию к следующей точке. В процессе этих тестов код поделки претерпел довольно много незначительных изменений.

Для конвертации последовательного текста в путь Google Earth, я импортировал текст в Excel, сохранив файл и далее следуя указаниям Earthpoint, преобразовывал файл в формат KML.

Шаг 6: модифицированный катер

А теперь снова вернемся к чертежам катера! На известном онлайн-ресурсе я купил новый катер. В комплект к нему входили никель-металл-гидридный (Ni-MH) аккумулятор на 7.4В, зарядное устройство, передатчик и плата приемника. С передатчиком возникли небольшие проблемы — нужно было найти 12 батареек АА, и я остался разочарованным не работающим катером. Но, для проекта это не критично и я продолжил.

Я выпаял два Н-канальных MOSFET-транзистора из цепи приемника, они пригодятся позднее. После этого обрезал все провода и загерметизировал горячим клеем все щели и трещинки, которые нашел в корпусе катера.

Два двигателя катера имели сложную систему охлаждения — очень шумный пропеллер, который нагнетал воздух на двигатели, еще на моторах стояли шунтирующие конденсаторы, и оба этих момента работали в мою пользу. А вот для маленького переключателя на верхней стороне мозгокатера я не нашел более достойного применения.

Далее встал вопрос безопасного размещения прототипа и для его решения я использовал небольшую досочку к низу которой, в районе двигателей, приклеил деревянную палочку, а еще к доске и к корпусу катера приклеил застежку-липучку, удерживающей силы которой хватит для “спасения” автопилота при переворачивании катера.

Шаг 7: прототип 3

Одним из недостатков двух предыдущих прототипов была медленная скорость обновления, то есть скорости реакции. Руль недостаточно быстро реагировал на изменение маршрута и этот момент был включен в список целей и задач нового прототипа:

  • увеличение скорости реакции автопилота
  • добавление контроллеров моторов
  • программирование совместной работы двигателей
  • установка приемника

Увеличение скорости реакции

Единственный минус библиотеки TinyGPS это медленность. Проблема в том, что Arduino Uno не может выполнять две вещи одновременно (в принципе может, на деле — нет). Простым решением может стать еще один микроконтроллер Arduino, который с помощью библиотеки TinyGPS будет обрабатывать данные GPS, а затем отправлять параметры на первый микроконтроллер автопилота. Но у меня не было еще одного Arduino.

Arduino Uno это, по существу, чип ATmega328 и еще несколько дополнительных компонентов. Зная это можно создать свой собственный Arduino на макетной плате. И для этого есть хорошее мозгоруководство.

К собранному самостоятельно Arduino, так же как и “старый” модуль, я подключил новый GPS-модуль Ublox NEO-6M. Для программинга самодельного Arduino использовал библиотеку Bill Porter’s Easy Transfer library, а “связал” оба микроконтроллера одиночным проводом, то есть односторонним последовательным соединением. Этот самодельный Arduino повысил скорость реакции автопилота с 4 Гц до 50 Гц!

Добавление контроллеров двигателей

Мне очень понравилась плата ProtoSheild для Arduino Uno, которую я использовал, но оказалось, что она не имеет достаточного пространства для крепления двух контроллеров двигателей. Поэтому я убрал эту мини-плату, и поставил другую, больших размеров.

Электроцепь контроллеров двигателей проста: МОП-транзистор (MOSFET), с помощью ШИМ, контролирует среднее напряжение, идущее к двигателю. Резистор 1кОм ограничивает силу тока чтобы не перегорел Arduino, а резистор 10кОм удерживает MOSFET закрытым, когда отсутствует входящий сигнал.

Программирование взаимодействия моторов

У данного катера отсутствует штурвал, то есть руль, и вместо него для управления используется два мотора. Их то я и решил задействовать, а не устанавливать сервомотор для управления. Контроллеры моторов я уже собрал, осталось только запрограммировать Arduino для управления этими контроллерами.

Программирование я начал с написания макета программы в начал с Visual Studio. По мере написания я отладил код, и в конце концов добился взаимодействия двигателей. Оставалось только переделать код с VS на Arduino, но это не трудно, так как языки C # и C очень близки.

Установка приемника радиоуправления

На прототип я смонтировал приемник ДУ для ручного управления самоделкой. Это тоже довольно просто сделать, нужно лишь считывать входящие значения функцией pulseIn и “научить” реагировать автопилот на эти значения.

Испытание прототипа

Прототип автопилота я установил внутри катера, подключил двигатели к контроллерам и запрограммировал маршрут плавания по местном пруду. После прохождения трех точек, поделка перестала работать и “сгасла”. Оказалось, что высокое напряжение от аккумулятора (12 В) “спалило” регуляторы напряжения 5 В.

Продолжение следует…

( Специально для МозгоЧинов #Boat-Autopilot

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector