Для управления моторами решил использовать ардуину и готовый пульт для квадрокоптеров. Данный пульт собран с использованием радио модуля NRF24L01, и к тому же один добрый человек раскодировал протокол.
1 модель
Для начала решил выбрать тип корпуса: катамаран. За основу взял данную картинку:
По данной картинке был сделан набросок 3D модели, для того чтобы из нее сделать выкройку в одной замечательной программе pepakura designer:
Но конечно программа не смогла сделать нормальную выкройку по моим слишком криволинейным поверхностям. Пока шло мое обучение, какие все-таки должны быть 3D модели, решил делать без чертежей «на глаз»:
И собственно сама ардуина (самодельная) с драйвером на SI9986:
И конечно видео:
Ни одна уточка не пострадала.
Был выявлен ряд недостатков:
- Модель тяжелая.
- Потолочный клей (для пистолетов в виде шприца) тяжелый и размокает от воды.
- Масляная камера с использованием литола (кто-то предлагал как вариант от протечек со стороны вала) справляется плохо.
- Напряжения 1 литиевого аккумулятора явно недостаточно. Требуется как минимум 2S батарея.
- Винты захватывали воздух.
- Драйверы на SI9986 со временем сдохли от перегрузок.
- Двигатели со старого радиоуправляемого вертолета требовал радиатор, так как очень сильно раскалялся.
- Моя конструкция катера была явно неудачная: короткая и высокая.
После небольшой работы над ошибками и увеличения опыта в создании «правильных» 3D моделей появилось несколько новых корпусов:
Для следующей модели был выбран самый маленький, который как я ожидал должен был хорошо себя показать.
2 модель
В принципе я был доволен, но стало ясно что моторы требуется менять на один мощный, а направлением управлять рулем.
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:
- Размер листов: 1000 х 500 мм.
- Различная толщина, я купил толщиной 3 и 5 мм, но использую пока только 5 мм.
- Отсутствие различного профиля и картинок.
- Хорошая прочность за счет большей толщины (для 5 мм).
А в остальном очень похожи:
- Малый вес.
- Не боятся воды.
- 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
Комментарии (19)
aronsky
17.07.2015 17:12А почему бы не использвоать BLDC? Значительно более высокий КПД, не придётся отказываться от заднего хода, большой rpm, сейчас китайцы наделали очень много драйверов (помню лет 10 назад мы потратили 2 месяца в лаборатории измеряя обратную ЭДС и вникая в алгоритм управления вентильным двигателем, сожгли миллион полевиков и контроллеров, а теперь драйверы гораздо более надёжные, чем получился наш продаются по цене меньше 20$).
jeka_tm Автор
17.07.2015 22:20Согласен, но мне так захотелось.
А в общем есть такие варианты:
www.banggood.com/DIY-Mosquito-Car-Bidirectional-30A-Miniature-Brushed-ESC-With-Brake-p-922678.html
www.banggood.com/ru/10A-ESC-Brushed-Speed-Controller-For-RC-Car-And-Boat-Without-Brake-p-966363.html
Они позволят не собирать свою плату, а сделать на обычно плате Arduino.
Riketta
17.07.2015 22:00У авиамоделистов, которым становится скучно, в моде аэроглиссера, либо их строят чтобы буксировать до берега утонувшие модели.
Схожая схема, но железо в основном готовое — приемник для вундервафель, регулятор для безколлекторного мотора, движок, винт. Строят тоже из потолочки\подложки для ламината\пеноплекса.
denticulus
17.07.2015 22:43А можно больше подробностей по электронике? На каком драйвере в итоге остановились? Можно ли использовать WiFi телефона для управления (с другим приёмником)?
kAIST
17.07.2015 23:53Я бы не советовал пихать в такие вещи wifi — очень уж не предсказуемая штука, особенно с дальностью.
jeka_tm Автор
17.07.2015 22:59У меня самодельная плата на Atmega328P, радиомодуле nRF24L01+ и драйвер на полевике IRF3205, плюс обвязка.
WiFi телефона напрямую не так просто будет подключить. Или использовать esp8266, который еще нужно запрограммировать, или роутер с Open WRT. Есть более простой путь. Сделать маленькую коробочку, состоящую из nRF24L01+ + Atmega328P + блютуз модуль HC-05 + аккумулятор. Коробочка рядом с телефоном, например в кармане, принимает данные по блютуз, а по радиомодулю управляется катерaronsky
17.07.2015 23:23А что сложного в настройке esp8266? Кстати, есть множество и других решений. WizFi, например, хотя согласен, 8266 самый дешёвый.
kAIST
17.07.2015 23:52А зачем Eps8266 программировать? Он из коробки подключается к arduino по uart и управляется обычными at коммандами. А можно вообще от arduino избавиться, возложив все на eps8266 — программируется он кстати тоже в arduino ide
jeka_tm Автор
18.07.2015 00:32Да. Но если так все просто прошу простой пример: передача 4 байт из программы на android или WP. Я лично не умею его программировать, если будет доступный и простой материал быстро переделаю на WiFi
denticulus
18.07.2015 00:24А если брать пульт вместе с коптером, с каким не будет проблем? Например, от Syma X5SW подойдёт?
jeka_tm Автор
18.07.2015 00:36Точно должен подойти
www.banggood.com/ru/Wholesale-Httpwww_banggood_comWholesale-Upgrade-Wltoys-V959-V2-2_4G-6-Axis-4CH-RC-Quadcopter-With-Camera-Mode-2-RTF-p-67794_html-p-67794.html
www.banggood.com/ru/WLtoys-V222-2_4G-4CH-6-Axis-RC-Quadcopter-With-Switchable-Transmitter-p-75386.html
Но если хочется взять Syma, то проще взять отдельно пульт
www.banggood.com/ru/WLtoys-V222-2_4G-4CH-6-Axis-RC-Quadcopter-Transmitter-p-78480.html
Nordium
21.07.2015 01:56Толково! Благодарю за линк с программой для раскройки. А поделитесь пожалуйста, в чем создавали плату для AVR-ки? Какой технологией пользовались при ее создании (Лут\Резист). А то как-то этот момент в своем повествовании упустили. Было бы интересно почитать и про эту часть вашей работы.
jeka_tm Автор
21.07.2015 09:18Спасибо. Платы развожу в DipTrace. Если нужна печатка для платы катера поделюсь.
Платы давно делаю ЛУТ, только на ламинаторе. Ламинатор FGK-260i. Меняются только принтеры.
Точно подходят принтеры для ламинатора без переделок:
1. HP (я например пользовался 2055DN), температура плавления тонера 160-165 градусов.
2. Samsung ML-2160, температура плавления тонера 160-165 градусов.
3. KONICA MINOLTA bizhub 36, температура плавления тонера 180 градусов.
Не подходят:
1. Brother
2. Kyocera FS-6525MFP
Технология простая:
1. Печатаем на глянцевой фотобумаге зеркально, все черным, убираем галочки графика и маркировка.
2. Отрезаю текстолит чуть больше чем нужно, острые края затупляю. Мою руки с мылом.
3. Очищаю плату губкой шлифовальной, продается в строительном, как можно более мелкое зерно и чтобы губка была плотная. Наношу каплю жидкого мыла и тру по всей поверхности, нажим небольшой. Движения круговые.
4. Моем под струей воды, сушим салфеткой, держим плату только за торцы текстолита.
5. Накладываем текстолит на распечатку, листок нужно загнуть, чтобы бумага была с двух сторон. Это нужно чтобы не испортить силиконовые валы острыми краями текстолита.
6. Прогоняем плату в разогретом ламинаторе на горячем валах (они первые, второй ряд валов холодный) кнопкой смены направления движения. Прогонять нужно раз 10 и конце платы выходит с обратной стороны немного охлажденная холодными валами.
7. Даем немного остыть, кидаем в миску с теплой водой.
8. Через 5-10 минут бумага размокнет, снимаем аккуратно целиком. Она легко слезает. А поверхность чистим зубной щеткой средней жесткости. Не должно остаться остатков бумаги и глянцевого слоя. Держать также только за торцы, руки мыть еще раз предварительно с мылом.
9. Травим. Я травлю в хлорном железе.
10. Очищаем ацетоном с ватным тампоном, только ватку получше смочить и на плату немного налить. При недостатке ацетона тонер въедается в текстолит, и потом уже ничем не очистить.
11. Лудим. Тут вариантов несколько: паяльник, химическое лужение или сплавом Розе. Я лужу сплавом Розе. Некоторые не лудят. Но я считаю это неправильно, так как было несколько случаев микроразрывов, невидимых на глаз, которые при лужении пропадают. К тому же без лужения медь окисляется и теряет внешний вид.
11. Получаем красивую плату, точно повторяющую распечатку. У меня процент качественных плат 95-99%.Nordium
21.07.2015 12:28Благодарю! А за ценную информацию по температурным режимам и технологии переноса — вдвойне.
А есть смысл обработать материал корпуса до более гладкого состояния (покрыть шпатлевкой \ краской \ воском) чтобы обеспечить лучшее глиссирование?
Удачи вам в проектах!jeka_tm Автор
21.07.2015 13:11Спасибо. Обрабатывать материал дополнительно не планирую. Катер обклеен прозрачным скотчем, пока этого более чем достаточно.
На видео я гонял катер быстро, но плавать он быстро будет нечасто. Его основное предназначение для рыбалки. А такой мощный мотор поставил по причине того, что рыба достаточно сильно сопротивляется, и слабый мотор просто не справится.
Вот кстати фото одной из плат для примера:
Фото
PycmaM
Охлаждение мотора подключать не собираетесь?
jeka_tm Автор
Охлаждение подключено. Обновил статью, добавил видео, в котором в том числе видно водяное охлаждение.