Web
	Analytics
الغواصة الروبوتية الحمراء

الغواصة الروبوتية الحمراء

image001

نقدم في هذا المقال طريقة صنع لغواصة روبوتية تعتمد على ثلاث محركات للغوص والسباحة ومجهزة بكاميرا واحدة ومصباح لرؤية ما يمكن استكشافه في أعماق البحار.


تقديم

إن طريقة صنع الغواصات الروبوتية الصغيرة ليست بالمعقدة. ويمكن التحكم بها عن بعد سلكيا باستعمال كابل طويل ومقبض التحكم كمقبض الألعاب مثلا. الغواصة الروبوتية التي نريد تبيان صنعها في هذا المقال تتميز بالمواصفات التقنية التالية:

 

أداة التحكم (مقبض الألعاب)

يتم التحكم بالغواصة عن طريق إرسال المعلومات المتعلقة بالإتجاه والسرعة والأوامر إليها على شكل رسائل مبنية على النظام الزوجي الرقمي (8 أزواج). طريقة الإرسال تكون بشكل متتابع ومتتالي بمساعدة ميكروكنترولور من فئة PIC. وتحتاج الغواصة إلى تغذية كهربائية بمقدار 12 فولط حتى تشتغل.

 

المستقبل (الغواصة)

في جانب المستقبل للأوامر الذي هو الغواصة يوجد ميكروكنترولور آخر من فئة PIC يتكفل باستقبال البيانات ويحولها إلى آوامر لتحريك الغواصة والتحكم بآلياتها. للغواصة محركين من أجل توجيهها يمينا ويسارا ومحرك ثالث الذي يعمل على رفع أو خفض الغواصة. والكاميرا تقوم بتصوير ما تجده الغواصة أمامها بمساعدة مصباح الإنارة الذي يعين على توضيح الصورة.

 

سيكون هذا المقال مقسم إلى ثلاث أجزاء رئيسية أحدهما يتعلق بصناعة أداة التحكم والآخرين بصناعة الغواصة.


الملفات الأساسية

قم بتحميل خطاطات الدارات الكهربائية وتصاميم البطاقات حتى تستعين بها عند قيامك بصناعة هذه الغواصة:

الملفات

فيما يلي يتم شرح ما يجب اتبعاه.


لابد من قرائته


بطاقة مبرمجة

ستجد ملفات لشيفرات برمجية مصاحبة لهذا الموضوع، وستضطر لبرمجة العقول الإليكترونية للبطاقتين المذكورتين في هذا المقال عن طريق بطاقة مبرمجة، إذا لم تكن عندك واحدة فيمكنك صنعها بنفسك من خلال المقال التالي:

اصنعها اليكترونيا – بطاقة مبرمجة لـ PICو EEPROM


الجزء الأول: أداة التحكم

 

الأجزاء الرئيسية

العربية

الإنجليزية

الفرنسية

الكمية

الرمز في الدارة الكهربائية

الرمز أو القيمة

المكثف

Capacitor

Condensateur

1

C3

CAP, ELEC, 16V, 100uF

2

C1, C2

CAP, 63V, 0.1uF

المقاومة

Resistor

Resistance

1

R5

RES, 330W, ¼W,  5%

2

R3, R4

RES, 10KW, ¼W,  5%

مقاومة متغيرة

Potentiometer

1

R1

5KW, Single Turn

الترنزستور

Transistor

1

Q1

2N4401 (NPN)

صمام ضوئي

LED

1

CR1

T1-3/4 Red Diff.

مقبض تحكم صغير

Mini Joystick

1

R6

CTS Series 252

زر ضغط خاطف

Momentary Push Button

Bouton poussoir momentané

1

PB1

C&K

مقبس الميكروكنترولر

Pin IC Socket

1

U1

8Pin IC Socket

الميكروكنترولر

Microcontroller

Microcontrôleur

1

U1

PIC12C671 (OTP)

دارة حساسة للجهود الكهربائية الضعيفة

Micropower Undervoltage Sensing Circuits

1

U2

MC34164

معدل كهربائي

Voltage Regulator

Régulateur de tension

1

U4

LM7805 (T0-92)

 

الدارة الكهربائية

الدارة الكهربائية الخاصة بأداة التحكم هي كالتالي:

 

image002

 

تصميم البطاقة

وتصميم الشريحة الخاصة بأداة التحكم هو كالتالي:

 

image003

 

تموضع المركبات

الشكل التالي يبين تموضع المركبات الإليكتروينة على الشريحة:

 

image004

 

تركيب

بالإستعانة على تموضع المركبات وطريقة إنجاز الشرائح الإليكترونية المذكورة في لابد من قرائته، ستكون النتيجة شبيهة بالتالي:

image005

 

نقوم بوضع البطاقة داخل صندوق مانع لتسرب الماء حتى تصبح أداة تحكم يدوي فعالة.

انتبه إلى أنه يجب عليك إبراز مقبض التحكم وكذا الأزارار ومختلف مداخل ومخارج البطاقة من على وجه الصندوق وجانبه.

image006

 

البرمجة

تم برمجة العقل الإليكتروني لجهاز التحكم هذا بواسطة البرنامج MicroChip's MPLAB. قم بتحميل الشيفرة التالية الخاصة بهذه البطاقة من الرابط التالي:

 

شيفرة أداة التحكم

 

ملاحظة: ستحتاج لبطاقة مبرمجة من أجل تحويل الشيفرة إلى ميكروكنترولور بطاقة أداة التحكم. ولقد أشرنا في الأعلى إلى بطاقة يمكنك صنعها بنفسك إذا لم تتواجد عندك واحدة.

 image007

 

استعراض

 

إليك مقطعا مصورا يظهر عمل أداة التحكم مع روبوت آخر عندما تم الإنتهاء من صنعها:

 


الجزء الثاني: البطاقة المتحكمة بالغواصة

 

الأجزاء الرئيسية

العربية

الإنجليزية

الفرنسية

الكمية

الرمز في الدارة الكهربائية

الرمز أو القيمة

معدل كهربائي

Voltage Regulator

Regulateur de tension

1

U6

LM7805

الترنزستور

Transistor

1

Q1

2N4401 (NPN)

الصمام الضوئي

LED

1

CR1

T1-3/4 Red Diff.

رنان سيراميكي

Ceramic Resonator

Résonateur céramique

1

XT1

4.00MHz

ZTT-4.00MG

 صمام ثنائي لتبديل كهربائي سريع

High Speed Switching Rectifiers

4

D1

1N4148

صمام شوتكي

Schottky Diode

Diode Schottky

12

D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10, D11, D12, D13

11DQ03

المرحل

Relay

Relais

1

K1

2A, DPDT

G6A-274P-ST-US

المكثف

Capacitor

Condensateur

1

C1

CAP, ELEC, 16V, 100uF

3

C2, C3, C4

CAP, ELEC, 16V, 4700uF

8

C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12

CAP, 63V, 0.1uF

المقاومة

Resistor

Resistance

1

R1

RES, 330W, ¼W,  5%

2

R2, R3

RES, 10KW, ¼W,  5%

Molex 2 pin Conn. Header

5

J1, J2, J3, J4, J5

WM4200

Molex 2 pin Terminal Housing

5

 

WM2000

 3 pin Conn. Header

1

J6

AMP

Molex 3 pin Terminal Housing

1

 

WM2001

Molex 4 pin Conn. Header

2

J7, J8

WM4202

Molex 4 pin Terminal Housing

2

 

WM2002

مقبس الميكروكنترولر

Pin IC Socket

1

U1

18 Pin IC Socket

الميكروكنترولر

Microcontroller

Microcontroleur

1

U1

PIC16F84-04/P

دارة حساسة للجهود الكهربائية الضعيفة

Micropower Undervoltage Sensing Circuits

1

U2

MC34164

كنترولور المحرك

Motor Driver IC

Controleur du moteur

3

U3, U4, U5

L298N

 

بطاقة المستشعر

 

هذا تصميم لبطاقة مستشعر الماء

image008 

image009

image010 

الدارة الكهربائية

تصميم البطاقة

تموضع المركبات

 

الدارة الكهربائية العامة للغواصة

الدارة الكهربائية الخاصة باللوحة الأم للغواصة هي كالتالي (يمكنك أن تراها بشكل أكبر إذا قمت بتحميلها من ملفات البطاقة):

image011

 

تصميم البطاقة المتحكمة بالغواصة

وتصميم الشريحة هي كالتالي:

 

image012

 

تموضع المركبات في البطاقة المتحكمة بالغواصة

الشكل التالي يبين تموضع المركبات الإليكتروينة على الشريحة:

 

image013

 

تركيب

بالإستعانة على تموضع المركبات وطريقة إنجاز الشرائح الإليكترونية المذكورة في لابد من قرائته، ستكون نتيجة شبيهة بالتالي. هذه الصورة هي لبطاقة المستشعر.

image014

 

أما التالية فهي اللوحة المتحكمة بالغواصة.

image015

 

الصورة التالية تبين مقارنة لبطاقة الغواصة على اليمين وبطاقة أداة التحكم على اليسار. وهما بحجم متساو تقريبا.

image016

 

سنقوم بوضع البطاقة الأم للغواصة في أسطوانة مانعة لتسرب الماء ويتخلل غلافها ثقوبا من أجل إيصالها بمختلف الوحدات الأخرى للغواصة من محركات وكاميرا ومصباح.

image017

أهم شيء بعد التركيب الكلي للغواصة وأداة التحكم هو إيصال أداة التحكم بكابل طويل بقلب الغواصة المتمثل قي لوحتها الإليكترونية. لكن قبل هذا يمكنك إيصال المحركات والكاميرا والمصباح باللوحة الأم للغواصة وتمتحن عملها عن طريق أداة التحكم قبل أن تضعها داخل الغواصة.

image018

 

البرمجة

تم برمجة العقل الإليكتروني للوحة الأم للغواصة الروبوتية بنفس البرنامج MicroChip's MPLAB. قم بتحميل الشيفرة التالية الخاصة بهذه البطاقة من الرابط التالي:

 

شيفرة الغواصة

 

ملاحظة: ستحتاج لبطاقة مبرمجة من أجل تحويل الشيفرة إلى ميكروكنترولور بطاقة أداة التحكم. ولقد أشرنا في الأعلى إلى بطاقة يمكنك صنعها بنفسك إذا لم تتواجد عندك واحدة.


الجزء الثالث: هيكل الغواصة

 

المشكلة

إن من بين أبرز المشاكل اتلي يواجهها صناع الغواصات الروبوتية هي مسألة عزل الأجزاء الإليكترونية كلها عن الماء. فيجب أن تقوم بعزل المحركات الكهربائية والمصباح والكاميرا والبطاقة المتحكم في الغواصة وكل ما هو إليكتروني سيدخل إلى الماء. لن أتحدث هنا عن كل هذا ولكن سأشير لك بمقالات تتعلم فيها كيف تعمل كل هذا دون أن نقوم بتطويل المقال أيما طول. من فضلك استعن بالتالي:

المحركات – محرك الغواصة والماء (تقنية الإقتران المغناطيسي)

المحركات – محرك الغواصة والماء (تقنية الحلقة)

الغواصات – عزل الكاميرات والمصابيح والأسلاك من الماء

الغواصات – صنع اليد الروبوتية للغواصة (النموذج 1)

الغواصات – صنع اليد الروبوتية للغواصة (النموذج 2)

 

فكر في أي تصميم تريده لغواصتك، المهم أن تطبق التقنيات الموجودة في المقالات السابقة حتى تتفاذي كل المشاكل المائي.

 

مثال لأحد التصاميم

يجب أن تضع اللوحة المتحكمة بالغواصة في مكان مناسب لها مع التأكيد على عدم تسرب الماء إليها وإلا ذهبت كل خطواتك هباء تذروه الرياح.

image019

 

الصورة التالية تظهر لك بطن غواصتنا الصغيرة.

image020

 

وها هو ظهرها...

image021

 

وهذا مقطع لها وهي سابحة فوق الماء.

image022

 


تأليف

 

المؤلفين: o8-Ball Engineeringالصفحة الشخصية

البريد الإليكتروني: عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته.

ترجمة بتصرف: محمد السهلي

 


المراجع

 

http://www.ece.uvic.ca/~elec499/2001a/group11/ROV%20Controller/ROV_design.htm

أضف تعليق


كود امني
تحديث


Go to top