🅾️ ❎ 👲🏼 وحدة Rangefinder بالموجات فوق الصوتية تحت الماء. الجزء الثالث 🖕 ⛵️ 🤱🏽

بدون تراكم.

معظم تغييرات كبيرة في المشروع، بالمقارنة مع الإصدارات السابقة من السونار ( واحد و اثنين )، هي تبسيط الجزء التناظرية وتطور عملية التجميع من وحدات نحو مزيد من manufacturability. تم اختبار تركيبات مختلفة من المواد اللاصقة والمركبات لإغلاق اللوح والباعث داخل العلبة.

حسنًا ، وحقيقة أنه الآن منتج تجاري ، تم جلبه إلى مرحلة الإنتاج.

إنتاج

تعذب بشكل ملحوظ مع تحكم مؤقت غير مريح للغاية في الكسب ، والذي لم يحل مشكلة النطاق الديناميكي الضيق ، تقرر استخدام مضخم لوغاريتمي متكامل. الله (إن وجد) شكرا لكم يا رفاق في الأجهزة التناظرية على هذه المعجزة! ثلث جميع وظائف السونار ، دون مبالغة ، هو. ردود الفعل؟ لقطة؟ الإثارة الذاتية؟ لا ، لم أسمع. جوابنا هو AD8310!

يعمل الخيار السابق أيضًا ، ولكن مع السلبيات. أولاً ، من الصعب تكوين سلسلتين من المرشحات النشطة ضيقة النطاق للغاية. ثانيًا ، دائرة التحكم في الكسب - يجب التحكم فيها. ثالثًا ، تتالي سلسلة اكتشاف السعة غير الخطية أقرب إلى حدود النطاق الديناميكي. بالنسبة للنقطتين الأخيرتين ، تعتمد الخصائص ، جزئيًا ، على درجة الحرارة وانتشار معلمات المكونات الرئيسية. لذلك وصلنا إلى مضخم لوغاريتمي. يتميز المسار التناظري الجديد بميزة كبيرة - فهو جهاز قياس بمقياس لوغاريتمي. يتيح لك هذا التقاط النطاق الديناميكي المتاح بالكامل (95 ديسيبل) باستخدام ADC التقليدي 12 بت بدقة عالية ، ويمكن التحكم في الكسب في مرحلة ما بعد المعالجة على جانب البرنامج.

أما بالنسبة للتغيرات في تكنولوجيا التصنيع. الشيء الرئيسي هو حل مشاكل الالتصاق.
إن مسألة التصاق المواد ببعضها البعض مهمة للغاية ، حيث أن هذه الخاصية هي التي توفر الحماية بشكل أساسي من التسربات. تمتلئ الوحدة الداخلية بمركب وأضعف نقطة هي تقاطع غمد الكابل مع مركب الصب ، الذي يتحمل المسؤولية الرئيسية عن تحمل الضغط وإغلاق الدائرة. يجب أن يكون لهذا المركب قوة عالية ولصق جيد بالمكونات. والحقيقة أن هناك هواءًا داخل الكبل ، يتم ضغطه تحت الضغط ، مما يتسبب في انفصال الغلاف الخارجي عن المركب المحيط. هناك عدة حلول لهذه المشكلة. كان الإجراء الرئيسي في حالتنا هو استخدام كابل في غمد البولي يوريثين Helukabel DataPUR-C. لديها أفضل التصاق للمركب المختار من العديد من الكابلات التي اختبرناها. هذا الجزء من الكابلالذي يدخل في العلبة ويمتلئ بمركب ، بالإضافة إلى ذلكمعالجة البلازما لسيطرة أكبر على المركب.

وحدة

كوتاواي : أحضر بعض الزبناء قصة بنفايات . باختصار ، RoHS هي قواعد الاتحاد الأوروبي التي تحكم محتوى المواد الخطرة في المنتجات (الرصاص والزئبق والكادميوم وغيرها من البياك). وبما أننا ركزنا في الأصل على التصدير ، فقد أعطيت الأولوية في اختيار المكونات لتلك التي لديها شهادات / إعلانات المطابقة RoHS. لذلك ، بالمناسبة ، لم يتم النظر في المكونات الروسية. كان الاستثناء الوحيد هو الخزف الرصاصي ، الذي يستخدم كمحول كهربائي صوتي في السونار. هذه المواد معفاة من لوائح RoHS ، مثل أي سيراميك يحتوي على رصاص مقيد (2011/65 / EN Exemption 7 © -I).

منذ ذكر التصدير ...

, .

, . , , . , . . , . , , . – , , .

, ( 12° 0,5°), . , , ( . ) , , , .
10 , - .

, , , .

, .

علبة السونار مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ، والتي تعمل أيضًا كشاشة للدائرة الداخلية. يجب ألا يكون لها اتصال كلفاني مباشر بعناصر الدائرة ، وبالتالي فهي متصلة بالأرض عبر مكثف خزفي ملحوم بالجسم باستخدام اللحام النقطي.

يتم اختبار الضغط على جميع الوحدات المشحونة. على الرغم من عمق العمل المعلن عن 100 متر ، فإن ضغط الاختبار هو 35 جوًا (ما يعادل 350 مترًا تقريبًا). كما يقولون ، من الأفضل المبالغة فيه ...

تركيب اختبار الضغط إلى الحد الأقصى بسيط. مصدر الضغط هو نظام اختبار الضغط لأنظمة التدفئة بمقياس ضغط. غرفة الضغط عبارة عن جزء من أنبوب بولي بروبيلين عالي الجودة ، على جانب واحد يوجد تركيب يربط خرطوم اختبار الضغط ، وعلى الجانب الآخر يوجد غطاء به ثقب وختم لكابل الوحدة المختبرة.

نمط الإشعاع من المعلمات الرئيسية. تم استخدام البناء التالي كمقياس للقياس:

يتم تثبيت السونار في الحوض بشكل دائم. يقع هوائي الاستقبال المتنقل على نفس المستوى مع باعث السونار ولديه القدرة على الدوران في حدود 180 درجة في المستوى العمودي على مستوى المرسل. وبالتالي ، نحن قادرون على قياس اتساع الإشارة الصوتية المستقبلة اعتمادًا على اتجاه المستقبل بالنسبة لباعث السونار. تم ضبط أحد دبابيس السونار على إخراج الساعة لمنظار الذبذبات ، بحيث يمكنك تمييز إشارة السونار المباشرة بوضوح عن الإشارات المنعكسة. أظهرت القياسات زاوية 12 ° إلى نصف السعة القصوى للإشارة الصوتية المستقبلة.

الرسم البياني على أساس البيانات الواردة:

استخدم الخبرة

من السذاجة الاعتقاد أنه بإرسال عينات من السونار إلى المختبرين مجانًا ، يمكننا الحصول على تعليقات عالية الجودة ، وفقدنا الوقت ولم نحصل على نتائج اختبار مهمة. هناك شعور بأن المختبرين سيكون لديهم دافع أكبر للتعامل مع الجهاز ، إذا دفعوا 50 ٪ على الأقل من التكلفة.

ومع ذلك ، فإن تعليقات الجودة تكون عندما تصبح أنت مستخدمًا لمنتجك.

هنا ننتقل بسلاسة إلى أحد الاستخدامات الممكنة للسونار لدينا.

ما زلنا بعيدين عن الروبوتات تحت الماء ، لكننا قمنا بتجميع قارب الطيار الآلي لقياس الأعماق بمفردنا.

تم اختيار PixHawk (برنامج - ArduPilot) كوحدة تحكم الطيار الآلي.

يتحرك القارب على طول الطريق. يتم تسجيل بيانات السونار على المسافة إلى أسفل الطيار الآلي على بطاقة ذاكرة إلى جانب البيانات من جهاز استقبال GPS. من خلال دمج هذه البيانات ، من الممكن عمل خريطة لقاع الخزان.

بشكل عام ، مخطط الاتصال هو كما يلي:

وهذا هو وعاء البحث العلمي Gretta-2 مع المعدات المثبتة:

هبت رياح قوية في يوم الاختبار ، وكان الحوض لدينا سجقًا لائقًا ، ونتيجة لذلك كان السونار يلهث بشكل دوري ، مما أثر على القراءات. توضح الصورة أدناه هذه القمم غير الطبيعية في مخطط العمق المقاس. لذا ، إذا كنت ترغب في تكرار هذا التصميم ، فيجب عليك الانتباه إلى هذه الفروق الدقيقة.

جعلت الاختبارات في يوم أفضل من الممكن الحصول على بيانات أكثر دقة ، وبفضلها تم بناء خريطة الجزء السفلي من جزء صغير من الخزان المحلي:

بالمناسبة ، تنفذ الوحدة نوعين من البروتوكول: ثنائي ، والنص NMEA. هذا الأخير مدعوم من منصة ArduPilot ، لذلك لا توجد مشاكل في اتصال السونار وجهاز التحكم الآلي.

يمكن العثور على معلومات حول كيفية تكوين السونار الخاص بنا مسبقًا للعمل مع ArduPilot هنا.

لإجراء تجارب مع السونار ، ليس من الضروري أن يكون لديك معدات خارجية متطورة ، أو تمتلك مهارات برمجة متقدمة. يكفي أن يكون لديك هاتف ذكي يعمل بنظام Android مثبت مسبقًا على واجهة المستخدم الرسومية الخاصة بناوأي USB-> محول UART وكابل OTG. يمكنك تغيير هذه المعلمات مثل تردد الإشعاع ، وعدد النبضات في الحزمة ، وفترة توليد نبضات المسبار ، وأكثر من ذلك بكثير. تظهر نتيجة تغيير هذه المعلمات فورًا على الشاشة.

إذا كان الهاتف الذكي يحتوي على وحدة GPS ، فيمكنك تسجيل بيانات السونار والبيانات من GPS الخاص بالهاتف الذكي نفسه.

تغيير الباعث من القرص إلى متوازي مستطيل ، يمكنك الحصول على نوع من السونار HBO - المسح الجانبي من السونار ذي الحزم الضيقة . كحد أدنى ، بالطبع.

على الرغم من أن قوتها الصغيرة وأبعادها فائقة الصغر لن تسمح لها بالتألق لعشرات الأمتار ، إلا أنها كافية للتعرف على مبادئ تشغيل HBO ، واللعب بالإعدادات ورؤية نتيجة تغيير هذه الإعدادات على الفور.

HBO على الحد الأدنى:

أود أيضًا أن أتطرق إلى واجهة المستخدم الرسومية.

إلى جانب حقيقة أنه يعرف كيفية تغيير معلمات السونار ، وكتابة السجلات بالإحداثيات ، وإرسال البيانات إلى خادم بعيد (ميزة قيد التطوير) ، هذا أيضًا مشروع مفتوح المصدر مكتوب بلغة Java في Android Studio. بالنسبة لأولئك الذين يشاركون في تطوير الأجهزة المحمولة والتواصل مع التطبيق مع الأجهزة الخارجية ، ربما تكون الحلول التي يتم تنفيذها في تطبيقنا مفيدة.

أود أيضًا أن أضيف أن السونار ، بالإضافة إلى واجهة UART ، لديه العديد من المدخلات / المخرجات المنفصلة الإضافية التي يمكن استخدامها ، على سبيل المثال ، لمزامنة مجموعة من السونارات وبناء تشابه محدد مع فتحة اصطناعية. لكن هذه قصة مختلفة تمامًا ...

PS نسيت تقريبا ...

MEMS IMU.
, , . , $2k. , ( ) .

, , , ( ):

وحدة Rangefinder بالموجات فوق الصوتية تحت الماء. الجزء الثالث

إنتاج

استخدم الخبرة

More articles: