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.

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

الملفات

فيما يلي يتم شرح ما يجب اتبعاه.

لصناعة البطاقات الإليكترونية بنجاح، المرجو الإطلاع على:

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

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 الخاصة بأداة التحكم هي كالتالي:

وتصميم الشريحة الخاصة بأداة التحكم هو كالتالي:

الشكل التالي يبين تموضع المركبات الإليكتروينة على الشريحة:

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

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.

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.

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

هذا تصميم لبطاقة مستشعر الماء

الدارة الكهربائية

تصميم البطاقة

تموضع المركبات

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

وتصميم الشريحة هي كالتالي:

الشكل التالي يبين تموضع المركبات الإليكتروينة على الشريحة:

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

أما التالية فهي اللوحة المتحكمة بالغواصة.

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

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

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.

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.

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.

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

الصورة التالية تظهر لك بطن غواصتنا الصغيرة.

وها هو ظهرها...

وهذا مقطع لها وهي سابحة فوق الماء.