Projekt - ROV

[fat tony]

Guten Tag allerseits.

Ich möchte euch an dieser Stelle einmal mein ROV-Projekt vorstellen.
Doch zunächst einmal stelle ich mich kurz vor :)
Mein Name ist Dennis und bin ein 25 Jahre alter Elektronikstudent.
Wohnen tue ich in Herford , das liegt gleich neben Bielefeld.
Ich beschäftige mich schon seit dem ich ein Kind bin mit dem Modellbau
(als kleiner Junge schon immer fleißig mit Opa am basteln gewesen ;) ).
Ca 4 Jahren baute ich dann mein erstes RC UBoot.
Ein Bausatz der DELTA:
http://img14.imageshack.us/my.php?image=k800dirk2427eg0.jpg
Im Innenraum war jedoch recht wenig Platz für Extras da der Akku und der Kolbentank schon recht viel beanspruchten.
In dem Turm baute ich eine kleine Kamera um auch aus der Unterwassersicht steuern zu können.
Ausserdem durfte die Beleuchtung auch nicht fehlen.
Jedoch war dass Boot dann auch schon an seine Grenzen gestoßen.
http://img155.imageshack.us/my.php?image=k800p6175183dj8.jpg
Nun Musste was neues her, mit mehr Platz für mehr Extras.

Dabei entstand folgendes :
http://img403.imageshack.us/my.php?image=k800img0487xd6.jpg
http://img403.imageshack.us/my.php?image=k800img0491by8.jpg
http://img13.imageshack.us/my.php?image=k800img0494so5.jpg

Der Rumpf ist für eine Tiefe von ca 10m konzipiert.
In die Front wird eine Glasscheibe eingesetzt hinter die eine Kamera montiert wird.
Desweiteren hat es 4Thruster und wird mit 2 Kolbentanks ausgestattet.

Diesmal sollte es aber nicht mit einer handelsüblichen RCAnlage gesteuert werden,
sondern mit einem mikroC der über eine „Nabelschnur“ mit einem Laptop verbunden ist.

Jetzt brauch ich Eure Hilfe :)
Ich habe leider noch keine Ahnung welches mikroControllerBoard am besten für diesen Einsatz geeignet ist.
Und mit welcher Software ich eine geeignete PC Oberfläche erstellen kann.

Das Boot soll mit einer Kamera ausgestattet werden, dieses Bild möchte ich auf meinem Laptop übertragen.
In das Bild (oder daneben in einem extra Fenster) möchte ich noch einige Daten einblenden wie zB
Wassertemperatur , Stromaufnahme der Motoren und Tiefe.
Gesteuert werden soll das Boot dann über ein Gamepad oder Joystick.

Ist das so wie ich mir das vorstelle überhaupt machbar ?

Was Programmiersprachen angeht habe ich mit den üblichen wie Java oder C schon gearbeitet, wobei ich C definitiv besser beherrsche.
Welches mikroController Board ist für diesen Einsatz geeignet und in Verbindung mit welcher Software ?
Würde mich freuen wenn ihr mich da etwas unterstützen könnt.

[dundee12]

Hallo Dennis!
Nettes Projekt, erzähl mal ein bisschen mehr zu deinem Gehäuse. Woher stammen die Teile, wie hast du die Motoreneinheiten zusammengesetzt?
Sieht alles irgendwie sehr professionell aus.

Welche Boards du verwenden könntest kann ich dir momentan nicht sagen, weiß aber das JAVA nicht sehr hardwarenah ist, von daher wirst du mit C wohl erfolgreicher sein.

[Pr0gm4n]

Hi,

sehe das mit Java auch so... kannst gleich C nehmen, wenn du das eh besser kannst :D

dann zur steuerung... naja, das ist so die frage... wie viel platz iss wirklich da und v.a. wie gut kennst du dich da als elektronikstudent aus...

denke mal dass deine software am pc wieder wesentlich schöner zu machen iss mit Java aber ich kann noch nich sooo viel java...

c++ würd da auch gehen aber ich geh mal davon aus dass du normales c gemeint hast


LG Pr0gm4n

ps: viel glück :D

btw warum willst du unbedingt so eine "nabelschnur" haben?

also ich halts ned für sinnvoll dann akkus mit in das u-boot zu packen (ausser es iss noch platz) aber könntest doch auch funkmodule kaufen, funkkamera und auch alles über pc steuern

[fat tony]

@dundee12
Die Motogondeln sind von hier :
http://www.modelluboot.de/
Der Rumpf ist aus Epoxid Harz und Glasfaser Matten Laminiert.

@Pr0gm4n
Ja ein Funkmodul soll später auch noch kommen.
Daher auch der Akku im Boot.
Jedoch ist das immer so eine Sache mit dem Funk und dem Wasser.
Da schwindet die Reichweite ungemein.
Außerdem ist das alles doch schon recht teuer, will es nicht bei einer Fehlfunktion verlieren.
An einer Leine kann man es noch hochziehen ;)

[Pr0gm4n]

Hi,

ja das versteh ich :D

ich hab selbst nen Tauchschein, n kumpl von meinem tauchlehrer hat sich für sein u-boot eine fernbedienung gebaut die wasserdicht iss:D:D

ich sags dir, das iss ein heidenspaß wenn man da ein uboot vor sich rumtuckern hat :D


LG Pr0gm4n

[fat tony]

Oh ja das glaube ich gerne :D


Aber jetzt noch mal zum Board und der Software,
kann mir da denn keiner etwas empfehlen ?

Was die Größe angeht hat der Rumpf ein Volumen von ca 13l, also ein wenig Platz ist schon.
Trotzdem sollte der Controller möglichst klein sein.

Was die Software angeht benutze ich bisher um funktionelle Benutzeroberflächen zu erstellen PROFILAB EXPERT von ABACOM.
Wenn das jemanden was sagt.
Bin mir jedoch nicht ganz sicher ob es für die Kommunikation mit einem
mikroController geeignet ist.
Außerdem stößt die Software spätestens bei einblenden einiger Werte in ein laufendes Videobild an ihre Grenzen :(

[Pr0gm4n]

Hi,

also ich denke wenn du so viel platz hast kannst du auch ein vorgefertigtes board nehmen, jetz kommt es darauf an ob du gut löten kannst...

wenn nein und der platz leicht dafür reicht kannst du dich bei den rn boards mal n bissl umschauen
www.robotikhardware.de (die sind von rn usern erstellt)

dann wenn du sehr gut löten kannst solltest du dich wenn vom platz benötigt nach nem smd-board iwo umschauen und eventuell kannst ja auch eins nehmen das schon fertig aufgebaut ist :D

viel mehr kann ich dir leider nicht sagen, aber ich VERMUTE dass du deine profilabsoftware eig. schon hernehmen kannst

LG Pr0gm4n

[fat tony]

Ja Löten soll nicht das Problem sein, das bekomme ich gut hin :)
Auch SMD.

Da ich nur leider erst wenig Erfahrung mit mCB habe wäre es für mich sehr hilfreich wenn bei dem Board auch gleich eine gute Einführung/Anleitung mit dabei wäre.

[Tido]

Hi,

sieht ja schon nicht schlecht aus.
Baue auch an einem ROV, evtl. können wir uns spätestens nach Fertigstellung mal treffen, wohnen ja in der Nähe (Lage).
Bin gespannt wie's weitergeht...

[fat tony]

Ja hört sich gut an.
Hab mir deinen Bericht schon angesehen und mir auch gleich ein paar Anregungen geholt.
Mit den Wassersensoren ist ne spitzen Sache.

[Tido]

Hi.

Kannst ja auch mal auf http://www.rov-forum.de/ schauen, wenn du da nicht schon warst. Anregungen sind immer gut.
Btw.: Welche Kolbentanks (Engel?) willst du verwenden? Vor allem das Volumen würde mich interessieren, da habe ich keine Erfahrung!

[fat tony]

Ja diese Seite kenn ich schon, die ist auch echt Top.
Da mein Schwerpunkt aber mom auf dem mC liegt bleib ich erst mal vor allem hier.

Die Kolbentanks werde ich selber fertigen da ich die üblichen einfach viel zu teuer finde.
Bei dem Volumen bin ich mir noch nicht sicher.
Muss mal schaun wie viel PLatz ich nachher noch über habe.
Aber ich habe gerne noch etwas spiel im Auftrieb um später auch mal Gegenstände vom Grund nach oben befördern zu können.
Und es sollen 2 Stück rein, einer vorne einer hinten um den Schwerpunkt nicht zu verschieben es sei den ich möchte das ;)

Das Boot soll bei halber Flutung schweben. So kann ich nachher noch die Lage trimmen ohne aus der Schwebe zu geraten wenn ich zb einen komplett lenze und den anderen ganz flute.

Werde aber von dem bau der Kolben noch berichten wenn es soweit ist :)

[fat tony]

Sagt mal wie handhabt ihr das mit der Regelung der Motoren (keine Brushless)?
Steuer ich sie direkt mit einem Motorboard an oder besorge ich mir Fahrtregler aus dem Modellbau und steuer diese über den mC an ?

[Pr0gm4n]

Hi,

also das mit den Motoren kann man auf verschiedene Arten lösen...

Ich persönlich bevorzuge die variante mit fahrtenreglern die du erwähnt hast, die kann man auch ganz schön billig kaufen und dann kann man die gleichen routinen verwenden wie für die servos :D

LG Pr0gm4n

[fat tony]

So habe mir nun das RN-Mega2560 Modul bestellt :)

[Hunter2]

Ich wuerde auch die Fahrtenregler bevorzugen, denn dann ist auch die vorraussichtliche Haupt Stoerquelle vom rest der steuerung weg ausgelagert.

[fat tony]

Ja so werde es auch so machen.
Muss nur noch die richten für meine Zwecke finden.
Aber so weit bin ich noch nicht.

[fat tony]

Nach längerem rumprobieren mit der Software hatte ich Heute endlich mal wieder einen kleinen Teilerfolg :

http://image-upload.de/image/e2yLo2/1fe7c4e79d.jpg

Hab jetzt endlich den Kompass am laufen :)

[Pr0gm4n]

sieht gut aus xD

LG Pr0gm4n

[kalletronic]

Hi tony, sieht geil aus der Kompass, womit hastn den programmiert?

[fat tony]

Den hab ich mit Visual Basic programmiert.

[kalletronic]

Geile sache, mit .net oder VB6?

[fat tony]

Mit Visual Basic [2008] :)

[fat tony]

Gerade bei Eby für 30 € geschossen :)

http://image-upload.de/image/Ua0jVv/99dc710a2c.gif


Das werden meine Kolbentanks.
Durchmesser 32 mm Hub 100 mm *4 = 320ml Volumen = 320g

[fat tony]

Heute hab ich den Temperatursensor in Betrieb genommen (ist noch nicht das EndgültigeLayout)

http://image-upload.de/image/1NKmVb/b5e2ebc739.gif

[kalletronic]

Hi, könntest du mir mal kurz beschreiben, wie du dieses Kompassmodul aufgebaut hast??
In welcher form komunizierst du eigendlich mit dem Controller, bzw. wie ist das Telegramm aufgebaut??

[fat tony]

könntest du mir mal kurz beschreiben, wie du dieses Kompassmodul aufgebaut hast??
Meinst du jetzt wie ich das Monitorprogramm aufgebaut habe oder wie ich das Modul verbaut haben ?



In welcher form komunizierst du eigendlich mit dem Controller, bzw. wie ist das Telegramm aufgebaut??
Das Modul kommuniziert über den I2C Bus mit dem Controller.
Dazu habe ich mir das Beispielprogramm hier aus dem Roboternetz ein wenig abgeändert.
Ich sende nicht jedesmal sofort den Winkel da das Modul doch recht empfindlich gegenüber Störungen ist und das zu einem permanenten Zittern führen würde.
Ich mache 5 oder 10 Messungen und bilde dann den Mittelwert.
Die so ermittelte Himmelsrichtung sende ich dann mittels eines Print Befehls (noch) über USB (später RS232) an meinem PC.
Den Lese ich dann mittels eines SerialPort in VB aus und drehe meine Kompassscheibe dem entsprechend.

[kalletronic]

Meinst du jetzt wie ich das Monitorprogramm aufgebaut habe oder wie ich das Modul verbaut haben ?
Ich meinte das VB-Programm


Die so ermittelte Himmelsrichtung sende ich dann mittels eines Print Befehls (noch) über USB (später RS232) an meinem PC.
Den Lese ich dann mittels eines SerialPort in VB aus und drehe meine Kompassscheibe dem entsprechend.
Benutzt du für das senden eine Art Telegramm oder oder schickst du einfach: Print "Winkel"+30 zum Beispiel

[fat tony]

Was VB angeht hab ich mich entweder ziemlich dämlich angestellt oder es ist echt nicht einfach ein Image zu drehen (Kompassscheibe).
Habe mir einfach aus diesesm Programm ( http://vb-fun.de/cgi-bin/loadframe.pl?ID=dotnet/tipps/tip0154.shtml ) alles Rausgesucht was ich brauchte.

Hier mal der Code wenn es dich interessiert :

Imports System.Drawing.Imaging

Public Class Form1

'Deklarationen
Dim Buffer As Bitmap
Dim graph As Graphics
Dim Winkel As String = 0

Private Sub Form1_Activated(ByVal sender As Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Me.Activated
SerialPort1.Open()
End Sub

Private Sub Form1_Load(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles MyBase.Load
Buffer = New Bitmap(PictureBox1.Width, PictureBox1.Height, PixelFormat.Format32bppPArgb) 'Dem "Buffer"-Bild das richtige Format zuordnen
graph = Graphics.FromImage(Buffer) 'Die Graphics-Klasse "graph" mit dem Bild Buffer verbinden
Call DreheBild() 'Bild aktualisieren
End Sub

Private Sub Timer1_Tick(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Timer1.Tick
If SerialPort1.BytesToRead > 0 Then
Winkel = 0
Do
Winkel = Winkel & Chr(SerialPort1.ReadByte)
If SerialPort1.BytesToRead = 0 Then
lblWinkel.Text = CInt(Winkel / 10) & "°"
Call DreheBild()
Exit Do
End If
Loop
End If
End Sub

Private Sub DreheBild()
graph.Clear(Color.Transparent) 'Das Bild löschen
graph.ResetTransform() 'Den Mittelpunkt und die Rotation löschen
graph.TranslateTransform(PictureBox1.Width / 2, PictureBox1.Height / 2, Drawing2D.MatrixOrder.Append) 'Setzen des Rotiermittelpunktes
graph.RotateTransform(CInt(Winkel) / 10 * (-1)) 'Rotation auf die Matrix ausführen
graph.DrawImage(PictureBox1.Image, New Rectangle(-PictureBox1.Width / 2, -PictureBox1.Height / 2, PictureBox1.Width, PictureBox1.Height)) 'Bild mit angegebenem Drehwinkel in das Buffer-Bild kopieren
Vorschau.Image = Buffer 'Das Buffer-Image auf die PictureBox übertragen
End Sub


End Class



Was die Himmelsrichtung angeht so sende ich einfach die Abweichung zu Norden als Winkel.
Zb 45,2° als 452 und teile später durch 10.

Werde erst mal jedes Sensorprogramm einezeln schreiben und später dann zusammen setzen.
Dann werde ich mit "Headern" arbeiten, also zb HR452.
Werde dann in VB erst mal die ersten beiden Zeichen Auswerten HR = Himmelsrichtung und dann dem entsprechend die folgenden Zeichen auswerten.[/quote]

[kalletronic]

Hi Tony, danke für den link und den Code, mal sehen ob ich mir damit so ne Art "Radarbilschirm" zusammencoden kann...

[fat tony]

Hab es Heute geschafft ein Videosignal in mein VB einzubauen :)

http://image-upload.de/image/6AhXcE/80acc03225.gif

Mit dem Save Buttom lassen sich Screenshots machen, an einer Rec-Funktion arbeite ich noch.

[fat tony]

So nach langer Pause geht es nun endlich weiter :D
Hab in den letzten Tagen mein GUI fast fertig gestellt
(Bis auf die Einbindung des Gamepad zur Steuerung und der Synchronisation mit dem mC):
http://img136.imageshack.us/img136/1772/guirovkopie.gif

[fat tony]

Hab mich in letzter Zeit einmal ein wenig um das Echolot gekümmert.
Habe mir dazu ein "Smartcast Ei" besorgt und es ein wenig umgebaut, so dass ich es über einen mC auslesen kann.
Das Bascomprogramm habe ich noch nicht fertig aber es wird mir einen String ausgeben der die Zeiten enthält in denen ich eine Positive Flanke hatte.
Diese Zeiten werden dann in Entfernung umgerechnet und anschließend wieder in einem String zusammengefasst, durch ":" getrennt.
Habe ich zb ein Echo bei 4,3m/ 4,4m/ 5,1m und bei 8,0m sieht mein String folgender maßen aus : "43:44:51:80:"
Das ganze landet dann in meiner Ausgabe:
http://image-upload.de/image/nRUarQ/807e51dce5.jpg
Dort wird für jedes Echo ein Pixel gemalt, und bei der nächsten Periode einen nach links weitergeschoben.
(Bei dem Bild handelt es sich um eine Testprogramm dem ich die Werte noch manuell übergeben muss. Dies erfolgt über das untere Textfeld. in Dem rechten Textfeld habe ich mir zur Kontrolle noch mal die Zerlegung des Strings ausgegeben.)
Im mom hat das Display eine Auflösung von 100x100.
Eine veränderbare Auflösung wird auch noch folgen.

[Hessibaby]

Welches Gewicht haben Deine "Kolbentanks". Wie willst Du das Trimmwasser zur Lageregelung zwischen den Tanks hin- und herbefördern. 100mm Hub ist nicht wenig

Gruß

[fat tony]

Ich hab inzwischen schon andere Tanks gebaut.
Benutze jetzt nur noch 2 die ich je nach Trimmung und Auftrieb unterschiedlich fülle.
Die Tanks haben im inneren einen Kolben den ich über eine Gewindestange verschiebe.
Das ganze funktioniert wie eine große Spritze.

Werde heute Abend mal Bilder machen.

[Richard]

Moin moin.

Währe anstatt Kolben + Gewindestange nicht einfacher die
Tnks mittel z.B. Scheibebwischer Pupe "umzufüllen? Wenn
die Tanks mittels Druckausgleich Leitung verbunden sind
dürfte da weniger Energie Verbrauchen?
Außerdem dürften die Tanks einfacher weden und die Form
wahre auch egal. Damit kann man die Tanks letztendlich
besser dort anbringen wo sie den besten Wirkunhsgrad haben.

Swioriger stelle ich mir das "Anblasen" (?) vor. Das schafft so
ne kleine Pumpe kaum. Ich habe als Kind eimal versucht mittels
Gartenschlauch zu Tauchen.....war aber nix nach ca 1m kam
keine Luft mehr und damals habe ich noch nicht gerauch. ;-)

Gruß Richard

[fat tony]

Das Problem bei Tauchtanks ist das das Wasser in ihnen "schwappen" kann wenn sie nicht ganz gefüllt sind.
Desweiteren müssten sie ins innere des Bootes entlüftet werden damit in ihnen kein Überdruck entsteht, was die Gefahr mit sich bringt das Wasser oder zumindest Feuchte ins Innere gelangen kann.
Bei einem Kolbentank hat man all diese Probleme nicht.
ABer der größte Vorteil ist das ich ganz genau weiß wie viel Wasser im inneren ist und kann somit wesentlich genauer trimmen.
Stimmt schon das sie vom Aufwand wesentlich anspruchsvoller sind und auch nicht gerade platzsparend sind, aber das nehm ich gerne in Kauf.

Und des weiteren benutze ich die Tanks nicht nur um die Neigung zu trimmen sondern auch um zu Tauchen.

[MF6265]

ich hab jetzt mal den ganzen Thread durchgearbeitet, ist echt ein schönes Projekt, dass du da hast ;)

mir gefällt v.a. das GUI richtig gut, hast alles schön übersichtlich und logisch angeordnet

Freue mich schon auf weitere Fortschritte :D

[fat tony]

Das GUI ist mittlerweile schon wieder veraltet, bin im mom dabei das Echolot noch zu integrieren.
Werde bei Gelegenheit mal das neue posten.

Ich mitlerweile meine Motorsteuerung implementiert.
Da mein ROV keinerlei Ruder hat wird es sowohl in der horizontalen wie auch in der vertikalen Ebene nur über je 2 Motoren gesteuert.
Die Richtung wir je Ebene über einen Stick auf meinem Gamepad vorgegeben :
http://image-upload.de/image/5RTz78/de368a4425.gif
Die Steuerknüppelposition wird als Integerwert von -100 bis 100 ausgelesen wobei 0 die Ruhelage ist.
Anhand dieser sollen dann die jeweiligen Motordrehzahlen errechnet werden ( -100 für rechtsrum Vollgas / 0 für Stop /100 für linksrum Vollgas).
Dabei kamen dann folgende Grafik und Funktionen heraus:
http://image-upload.de/image/s0t9qp/e223a5d254.gif
Hier noch mal in Groß: Klick (http://image-upload.de/image/offYvD/ce03f7a0a6.gif)
L und R stehen jeweils für die Leistung in % des jeweils Rechten oder Linken Motors.
Da das Gamepad nie genau 0 in der Ruhelage sendet hab ich noch einen Offset von +- 10 einprogrammiert.
Desweiteren läuft der Stick auch nicht genau auf einer Kreisbahn, was zur Folge hatte das die Werte für die Motordrehzahl schon einmal auf über 100% kommen (Zeichnung unten rechts).
Das habe ich umgangen indem ich zusätzlich in der Implementierung noch eine If-Abfrage eingebaut habe.
Und so schaut das ganze dann in Code aus :

'------------------------------------
'---------V-Mischer Vorschub---------
'------------------------------------

If (state.X > -10) And (state.X < 10) And (-10 < state.Y) And (state.Y < 10) Then '<----- Uhrsprung
MotorschubHR = 0
MotorschubHL = 0

ElseIf (state.X > -10) And (state.X < 10) And ((state.Y < -10) Or (state.Y > 10)) Then '<----- X Achse 0
MotorschubHR = -state.Y
MotorschubHL = -state.Y

ElseIf (state.Y > -10) And (state.Y < 10) And ((state.X < -10) Or (state.X > 10)) Then '<----- Y Achse 0
MotorschubHR = -state.X
MotorschubHL = state.X

ElseIf (state.X > 10) And (state.Y < -10) Then '<----- I Bereich
MotorschubHR = Math.Atan(-state.Y / state.X) * (180 / Math.PI) * (20 / 9) - 100
MotorschubHL = Math.Sqrt((state.X) ^ 2 + (state.Y) ^ 2)
If MotorschubHL > 100 Then MotorschubHL = 100

ElseIf (state.X > 10) And (state.Y > 10) Then '<----- II Bereich
MotorschubHR = -(Math.Atan(state.Y / state.X) * (180 / Math.PI) * (20 / 9) - 100)
MotorschubHL = -Math.Sqrt((state.X) ^ 2 + (state.Y) ^ 2)
If MotorschubHL < -100 Then MotorschubHL = -100

ElseIf (state.X < -10) And (state.Y > 10) Then '<----- III Bereich
MotorschubHR = -Math.Sqrt((state.X) ^ 2 + (state.Y) ^ 2)
MotorschubHL = -(Math.Atan(state.Y / -state.X) * (180 / Math.PI) * (20 / 9) - 100)
If MotorschubHR < -100 Then MotorschubHR = -100

ElseIf (state.X < -10) And (state.Y < -10) Then '<----- IV Bereich
MotorschubHR = Math.Sqrt((state.X) ^ 2 + (state.Y) ^ 2)
MotorschubHL = -(Math.Atan(-state.Y / state.X) * (180 / Math.PI) * (20 / 9) + 100)
If MotorschubHR > 100 Then MotorschubHR = 100
End If

Es gibt sicher noch ein paar andere Mischerprofile aber ich denke mit dem "schwimme" ich ganz gut ;)
Aber das wird sich wohl erst zeigen wenn ich das Ding im Wasser habe.

[fat tony]

Hab es Gestern endlich mal geschafft die beiden Kolbentanks fertig zu stellen:
http://image-upload.de/image/zeqSlB/aef35c5fc0.gif
http://image-upload.de/image/QHXSvG/58d58772c2.gif
http://image-upload.de/image/qkKoJd/adce29bff8.gif
Die Schwartzen Teile sind vom Original "Engel" Tank die den ich aus meinem Alten RC UBoot aisgebaut und etwas zurechtgesägt habe. Die Weißen Teile sind mein Nachbau (Der Kolben und das Getriebe sind Original Ersatzteile).