BTS - Team 28 (R2-DTimbs) Подводная лодка / подводная лодка: 17 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Учебное пособие по созданию подводного аппарата из материалов, которые можно найти в местном хозяйственном магазине.

Последний подводный аппарат сможет двигаться вперед, назад, поворачиваться, подниматься и опускаться по воде.

Шаг 1. Что вам нужно

Материалы (как на фото):

• (1) 1/2 дюйма x 10 футов ПВХ трубы с гладким концом 40
• (4) Тройник 1/2 "Sch. 40 из ПВХ
• (6) Колено 90 градусов из ПВХ сорт. 40 1/2 дюйма
• (3) DPDT Mini Toggle Center Off Мгновенное отключение
• (1) 80 '24/4-Gauge Category 5e Riser Internet Wire - серый
• (3) Двигатель постоянного тока подруливающего устройства
• (3) Пропеллеры для двигателей постоянного тока - созданы для использования под водой
• (2) 1/2 "ПВХ сорт 40 заглушек
• (25) 8-дюймовые черные стяжки на кабеле / молнии с двойным замком
• (2) Однодисковый магнит
• (1) Изоляция полиэтиленовых труб 1/2 "x 6 футов
• (1) Роль черной изоленты
• (3) Канистра из пластиковой пленки для двигателей постоянного тока
• (1) восковое кольцо
• (20+) лишние провода разных цветов

Инструменты / доп. Материалы (не изображены):

• Черный Шарпи
• Паяльник с припоем
• Резак для труб ПВХ
• Ножницы
• Рулетка
• Инструмент для зачистки проводов
• Супер клей
• Шнур питания
• Доступ к розетке
• Бумага для принтера

Шаг 2: Делаем надрезы в трубе из ПВХ

Материалы:

• (1) 1/2 дюйма x 10 футов ПВХ трубы с гладким концом 40
• Черный Шарпи
• Резак для труб ПВХ
• Рулетка

Шаги:

1. Отметьте точку на самом левом конце трубы из ПВХ.
2. От предыдущей отметки с помощью рулетки отмерьте 6 дюймов вправо и сделайте отметку.
3. Повторите (выше) шаг еще два раза, измеряя от предыдущей отметки (отметок) и делая больше отметок там, где указано.
4. От последней сделанной вами отметки отмерьте 5 дюймов вправо с помощью рулетки и сделайте отметку.
5. Повторите шаг (выше) еще раз, измеряя от предыдущей отметки (отметок) и делая больше отметок там, где указано.
6. От последней сделанной вами отметки отмерьте 1 фут вправо с помощью рулетки и сделайте отметку.
7. Повторите (выше) шаг еще раз, измеряя от предыдущей отметки (отметок) и делая больше отметок там, где указано.
8. От последней сделанной вами отметки отмерьте 9 дюймов вправо с помощью рулетки и сделайте отметку.
9. От последней сделанной вами отметки отмерьте 4 дюйма вправо с помощью рулетки и сделайте отметку.
10. Повторите (выше) шаг еще раз, измеряя от предыдущей отметки (отметок) и делая больше отметок там, где указано.
11. Используя труборез для ПВХ, сделайте надрез на каждой из отметок, которые вы нарисовали на трубе в описанных выше шагах.

Результат:

• (3) 6-дюймовые отрезки трубы из ПВХ
• (2) 5-дюймовые отрезки трубы из ПВХ
• (2) отрезка трубы ПВХ длиной 1 дюйм
• (1) отрезок трубы ПВХ диаметром 9 дюймов
• (2) 4-дюймовые отрезки ПВХ-трубы
• Запасная труба из ПВХ

Держите все разрезы трубы ПВХ под рукой для следующего шага, оставив все запасные части трубы из ПВХ в стороне.

Шаг 3: соберите основную раму подводного аппарата (часть 1)

Материалы:

• (2) отрезка трубы ПВХ длиной 1 дюйм
• (4) отводы из ПВХ
• (2) тройники из ПВХ
• Труборезы для ПВХ

Шаги:

1. Возьмите один из 1-дюймовых отрезков ПВХ-трубы и разрежьте его пополам, чтобы получить (2) 6-дюймовых отрезка трубы.
2. Посмотрите на тройник из ПВХ: на каждом тройнике из ПВХ есть три отверстия, два из которых находятся прямо напротив друг друга / не перпендикулярно.
3. В одно из (выше) двух отверстий поместите один конец одной части 6-дюймовой трубы из ПВХ в одно отверстие, оказывая давление так, чтобы соединение удерживалось.

4. Поместите один конец другого 6-дюймового сегмента в другое отверстие, которое находится прямо напротив того места, где вы прикрепили конец другого 6-дюймового сегмента.

5. Поместите один конец одного из колен из ПВХ на свободный конец одной из 6-дюймовых труб из ПВХ конструкции, изготовленной в соответствии с приведенными выше инструкциями.
6. Соедините одно из отверстий другого ПВХ-колена со свободным концом другой 6-дюймовой ПВХ-трубы, расположенной на созданной вами конструкции.
7. Посмотрите на изображение на «Рисунке 1». Ваша структура должна соответствовать тому, что изображено на изображении.
8. Повторите (выше) шаги с еще одним отрезком трубы из ПВХ толщиной 1 дюйм, двумя отводами из ПВХ и тройником из ПВХ, чтобы у вас были две конструкции, подобные той, что изображена на Рисунке 1.

Шаг 4: соберите основную раму подводного аппарата (часть 2)

Материалы:

• Продукты предыдущего шага (что было сделано в части 1)
• (2) 6-дюймовые отрезки трубы из ПВХ

Шаги:

1. Присоедините один конец одного из 6-дюймовых отрезков трубы к отверстию ПВХ-колена одного из сегментов, сделанного во время Части 1.
2. Присоедините открытый конец той же 6-дюймовой детали к одному из колен из ПВХ другого сегмента трубы, который находится горизонтально напротив него.
3. Посмотрите на изображение на «Рисунке 3». Только что выполненные соединения должны напоминать то, что показано на изображении.
4. Прикрепите вторую из 6-дюймовых частей между отверстиями двух колен из ПВХ, расположенных на других сторонах сегментов, которые были сделаны во время Части 1, так же, как была прикреплена 6-дюймовая часть из предыдущих шагов.
5. Посмотрите на изображение на «Рисунке 2». Созданный в результате кадр должен напоминать то, что показано на изображении.

Шаг 5: соберите основную раму подводного аппарата (часть 3)

Материалы:

• Продукты предыдущего шага (что было сделано в части 2)
• (2) 5-дюймовые отрезки трубы из ПВХ
• (1) 6-дюймовый отрезок трубы из ПВХ

Шаги:

1. Поверните тройники из ПВХ на раме, изготовленной в Части 2, чтобы они указывали вниз.
2. Подсоедините один конец одной из 5-дюймовых деталей к одному из отверстий на одном из тройников из ПВХ.
3. Подсоедините другой 5-дюймовый кусок ПВХ-трубы к отверстию другого ПВХ-тройника аналогично тому, как первый 5-дюймовый кусок был присоединен к раме.
4. Присоедините одно из отверстий одного из колен ПВХ к открытому концу одного из 5-дюймовых отрезков ПВХ-трубы.
5. Присоедините одно из отверстий другого ПВХ-колена к 5-дюймовому отрезку ПВХ, который в настоящее время не подсоединен к ПВХ-колену.
6. Присоедините 6-дюймовую деталь так, чтобы ее концы соединились с открытыми концами обоих соединителей изгиба ПВХ, которые находятся в нижней части конструкции.
7. Посмотрите на «Рисунок 4». Готовая конструкция должна напоминать то, что показано на изображении с высоты птичьего полета.

Шаг 6: Сборка двигателей

Материалы:

• Восковое кольцо
• Электроизоляционная лента
• (3) Красные провода
• (3) Черные провода
• (3) Двигатели подруливающего устройства (постоянного тока)
• (3) Пропеллеры для двигателей
• Паяльник + припой
• Инструмент для зачистки проводов
• Ножницы
• Клей (например, суперклей)

Шаги:

1. Выньте немного воска из воскового кольца. Скатайте этот воск в (6) маленьких шариков, каждая из которых имеет такой же диаметр, как никель.
2. Оберните каждый двигатель изолентой, не забудьте закрыть все отверстия в двигателях, ведущие к внутренним компонентам. Это необходимо для предотвращения попадания парафина и повреждения двигателей на более поздних этапах.
3. Посмотрите на каждый мотор. На одном конце должно быть два терминала, рядом с одним из которых должна быть красная точка, как показано на (первом) изображении выше. Клемма с красной точкой представляет собой клемму, которая будет подключаться к источнику питания, а другая - заземление.
4. Для каждого из (6) черных / красных проводов, которые вы будете использовать, используйте инструмент для зачистки проводов, чтобы снять 1 дюйм изоляции с одного конца и 3 дюйма изоляции с другого конца. Чтобы правильно зачистить провода, определите калибр каждого провода (какой из номеров он подходит рядом с устройством для зачистки проводов), прежде чем приступить к снятию изоляции.
5. Подключите паяльник к розетке и дайте ему не менее пяти минут, чтобы он нагрелся перед использованием.
6. Возьмите на руки первый мотор и один красный провод. Протолкните конец провода с 1-дюймовым оголенным медным элементом через клемму так, чтобы он соприкоснулся с поверхностью клеммы.
7. Чтобы припаять провод к клемме, ненадолго прикоснитесь к паяльнику клеммой перед тем, как установить контакт между наконечником паяльника и небольшим количеством припоя. Если все сделано правильно, на стыке будет образована небольшая сфера припоя, которая будет удерживать провод и клемму вместе.
8. Возьмите один черный провод и протолкните конец с 1-дюймовым медным проводом через оставшуюся клемму первого двигателя. Припаяйте его к клемме, аналогично тому, как был припаян красный провод на предыдущем шаге.
9. Используя оставшиеся провода и двигатели, подключите красный и черный провода ко второму и третьему двигателям аналогично первому двигателю, как это было сделано в предыдущих шагах (5-8).
10. Посмотрите на первое изображение, назначенное для этого шага. Моторы, которые вы собрали, должны напоминать мотор на изображении.
11. Откройте каждую из пластиковых канистр мотора, как показано на материалах, и вставьте в каждую по шарику воска. Отложите крышки канистр в сторону.
12. Возьмите каждый из двигателей и поместите его так, чтобы вал был обращен вниз и выходил через отверстие в дне канистры.
13. Удерживайте провода питания и заземления каждого двигателя так, чтобы они находились над открытым концом канистры.
14. Вставьте по одному шарику воска в каждую канистру над моторами, при этом убедитесь, что провода находятся над канистрой.
15. Возьмите крышки канистр, которые были отставлены в сторону. Вставьте каждый комплект +/- проводов в отверстия в крышке и надавите, чтобы снова прикрепить крышки к канистре.
16. Сотрите излишки воска с крышек и валов двигателей.
17. Нанесите суперклей на внутреннюю часть каждого гребного винта, затем переместите валы каждого двигателя через гребной винт, чтобы у каждого двигателя был один гребной винт.
18. Посмотрите на второе изображение, предоставленное для этого шага. Расположение двигателя, парафина и проводов внутри канистр и внешнего гребного винта должно соответствовать порядку, показанному на этой схеме.

Шаг 7: Присоединение первого и второго двигателей

Материалы:

• (2) Застежки-молнии
• (2) Собранные водонепроницаемые двигатели (из предыдущего шага)
• Рама подводного аппарата
• Электроизоляционная лента
• Ножницы

Шаги:

1. Прикрепите один из двигателей к одному концу одного из длинных концов верхней рамы подводного аппарата с помощью одной стяжки-молнии. Убедитесь, что гребной винт направлен в сторону от подводной лодки.
2. Присоедините другой мотор прямо напротив мотора, который вы недавно прикрепили (с помощью стяжки), затем прикрепите его к трубе из ПВХ. Убедитесь, что гребной винт обращен наружу от рамы подводной лодки.
3. Посмотрите на первое изображение, которое предназначено для иллюстрации этого шага. Размещение моторов должно соответствовать размещению моторов на изображении. Это сделано для того, чтобы оба двигателя можно было использовать для управления движением в горизонтальной плоскости.
4. Чтобы обеспечить каждому из двигателей дополнительную поддержку (чтобы они не упали с трубы из ПВХ), свяжите двигатели и трубу вместе, обернув их изолентой.
5. На втором изображении, прилагаемом к этому шагу, показано, как выглядел бы двигатель, если бы он был обмотан лентой на двигателе, где он закреплен.

Шаг 8: добавление к раме подводного аппарата

Материалы:

• Рама подводного аппарата (сделанная после выполнения предыдущих шагов)
• Труборез для ПВХ
• Черный Шарпи
• Рулетка
• (2) тройники из ПВХ
• (2) Заглушки из ПВХ
• (2) 4-дюймовые отрезки ПВХ-трубы
• (1) отрезок трубы ПВХ диаметром 9 дюймов
• (4) Застежки-молнии

Шаги:

1. Сделайте отметку (с помощью метки) в середине 6-дюймовой трубы из ПВХ, которая находится на дне погружной модели.
2. Нарисуйте еще одну отметку на 1 дюйм слева от центральной отметки, затем нарисуйте другую отметку на 1 дюйм справа от центральной отметки.
3. Используйте труборез для ПВХ, чтобы надрезать метки слева и справа от центральной метки. В результате в 6-дюймовом отрезке трубы из ПВХ на дне погружного устройства образуется зазор.
4. В этот зазор вставьте тройник из ПВХ, убедившись, что открытые концы трубы из ПВХ, обращенные к зазору, плотно закреплены внутри отверстий соединителя, которые находятся прямо напротив друг друга.
5. Возьмите кусок трубы из ПВХ диаметром 9 дюймов и прикрепите один конец внутрь открытого конца тройника из ПВХ.
6. Возьмите другой тройник из ПВХ и прикрепите отверстие, перпендикулярное другим отверстиям, к открытому концу 9-дюймового отрезка трубы из ПВХ. Тройник из ПВХ должен быть направлен вниз.
7. Возьмите кусок 4-дюймового ПВХ и прикрепите один из его концов к одному из открытых концов тройника из ПВХ.
8. С помощью другой 4-дюймовой детали прикрепите один конец этой детали к оставшемуся открытому концу тройника из ПВХ.
9. Закрепите каждую из двух заглушек из ПВХ вокруг каждого из двух отверстий, оставленных 4-дюймовыми сегментами трубы из ПВХ.
10. Посмотрите на первое изображение, относящееся к этому шагу. Основываясь на изменениях, которые вы недавно внесли в раму вашего подводного аппарата, она должна выглядеть как рама, показанная на изображении.
11. Проденьте одну из застежек-молний через отверстие другого, чтобы получилась застежка-молния, которая в два раза больше обычного.
12. Сделайте еще одну удлиненную застежку-молнию, используя оставшиеся две застежки-молнии.
13. Обведите одну из удлиненных стяжек вокруг 9-дюймового вертикального сегмента трубы из ПВХ и одного из 5-дюймовых сегментов, параллельных 9-дюймовой части.
14. Оберните другую стяжку-молнию вокруг 9-дюймового вертикального сегмента трубы из ПВХ и другого 5-дюймового сегмента, параллельного 9-дюймовому отрезку.
15. Посмотрите на второе изображение, предоставленное на этом этапе. Застежки-молнии должны быть прикреплены к нижней половине погружного устройства, как показано на изображении.

Шаг 9: Присоединение третьего двигателя

Материалы:

• (1) Водонепроницаемый мотор в сборе (не подключен к погружному устройству)
• Рама подводного аппарата (сделанная после выполнения предыдущих шагов)

Шаги:

1. Расположите третий двигатель так, чтобы он был параллелен 9-дюймовой трубе из ПВХ в середине погружного устройства. Убедитесь, что пропеллер обращен вниз.
2. Переместите двигатель вверх / вниз так, чтобы он находился около дна 9-дюймовой трубы или так, чтобы гребной винт находился примерно на 1-2 дюймах от дна погружной лодки.
3. Прикрепите двигатель к раме погружного устройства, связав 9-дюймовую трубу из ПВХ и двигатель стяжкой. Можно обернуть электродвигатель и трубу изолентой, чтобы гарантировать, что двигатель не вылетит из погружного устройства..

Шаг 10: прикрепление магнитов

Материалы:

• (2) Дисковые магниты
• Электроизоляционная лента
• Ножницы
• Рама подводного аппарата (сделанная после выполнения предыдущих шагов)

Шаги:

1. Скрутите кусок ленты так, чтобы он прошел сквозь один из магнитов.
2. Пропустите скрученную ленту через магнит и поместите магнит на одну из торцевых заглушек из ПВХ погружного устройства.
3. Частично оберните магнит лентой, чтобы он надежно закрепился на трубе, но не был полностью закрыт.
4. Повторите аналогичный процесс с другим магнитом, поместив его поверх другой торцевой заглушки из ПВХ.
5. Посмотрите на изображение, относящееся к этому шагу. Каждый из магнитов, которые вы прикрепили к трубе, должен выглядеть так, как показано на изображении.

Шаг 11. Электроника (предварительная версия)

На этой схеме (выше) показано, как ваша электроника должна быть настроена после того, как вы закончите соединять каждый компонент вместе. Хотя вы можете использовать эту диаграмму, чтобы определить, как вы должны соединить ваши переключатели, двигатели и т. Д. Вместе, следующие шаги разбивают этот процесс на более мелкие части.

Шаг 12: Подключение проводов к коммутаторам

Материалы:

• (3) переключатели DPDT
• Паяльник + припой
• (18) разные провода одинаковой ширины
• Инструмент для зачистки проводов

Шаги:

1. Посмотрите на первую диаграмму, назначенную для этого шага. На схеме показаны соединения, которые необходимо выполнить от переключателя к силовому кабелю и к двигателю. Чтобы упростить выполнение шагов, провода и соединения между ними будут обозначаться цветами, отображаемыми на схемах.
2. Зачистите 0,5 дюйма с каждого конца каждого из восемнадцати проводов с помощью приспособлений для зачистки проводов.
3. Для первого переключателя необходимо шесть проводов. Пропустите каждый провод через каждую из шести клемм так, чтобы клеммы были подключены к одному проводу каждая. Оберните концы проводов вокруг каждого переключателя.
4. Припаяйте (осторожно) небольшое количество припоя к точкам, где встречаются клеммы и провода. Убедитесь, что никакая клемма / провод не контактирует с другой клеммой / проводом. Имейте в виду, что корпус переключателя сделан из пластика и расплавится, если вы приложите к нему избыточное тепло.
5. Посмотрите на второе изображение на этом этапе. Так должны выглядеть ваши соединения, чтобы ничего не произошло случайно.
6. Повторите этот шаг с дополнительными проводами и переключателями, чтобы каждый переключатель был подключен к шести разным проводам.

Шаг 13: Подключение переключателей к шнуру питания

Материалы:

• (1) шнур питания
• (3) Переключатели припаяны к проводам (из предыдущего шага)
• Паяльник + припой
• Инструмент для зачистки проводов

** Примечание: некоторые провода, которые были подключены к коммутатору, не показаны на схеме, чтобы сделать изображение более четким, но должны присутствовать на самом деле.

Шаги:

1. Обратите внимание на цвет проводов, которые вы припаяли к переключателям, по сравнению с цветами, которые я использовал. Запомните порядок ваших проводов и то, как они соответствуют проводам, изображенным на изображении (выше). Переведите шаги, чтобы подогнать ваши детали в соответствии с этим порядком, так как я буду иметь в виду цвета, представленные на схемах.
2. Снимите 2 дюйма изоляции с того конца шнура питания, который не должен быть подключен к розетке. Под этой изоляцией появятся два провода.
3. Снимите один дюйм изоляции с каждого из двух проводов, составляющих шнур питания.
4. Подключите провода, которые должны подавать питание (фиолетовые), к проводу шнура питания, который является проводом питания (красный).
5. Подключите провода, которые должны идти к заземлению (черный), к проводу шнура питания, который в настоящее время ни к чему не подключен и, следовательно, является заземлением (черный провод большего размера).

Шаг 14: Подключение коммутаторов к интернет-кабелю

Материалы:

• Интернет-кабель 80 футов
• (3) Переключатели припаяны к проводам (из предыдущего шага)
• Инструмент для зачистки проводов
• Паяльник + припой

** Примечание: некоторые провода, которые были подключены к коммутатору, не показаны на схеме, чтобы сделать изображение более четким, но должны присутствовать на самом деле.

Шаги:

1. Зачистите 6 дюймов изоляции с одного конца 80-футового рулона кабеля с помощью приспособлений для зачистки проводов. Всего должно быть восемь проводов, расположенных внутри изоляции. Два из них не нужны, и их можно выбросить.
2. Для оставшихся шести проводов, которые будут использоваться, зачистите 1 дюйм изоляции с каждого.
3. Провода, которые следует подключать в определенном порядке, имеют маркировку «A», «B», «C» и «D.» «A» и «D» должны быть соединены, а «B» и «C» - соединены.
4. Согласно схеме, скрутите вместе каждый комплект неизолированных концов розового и оранжевого проводов. Также скрутите вместе медные концы синего и зеленого проводов переключателей. У вас должно получиться шесть пар подключенных проводов.
5. Для каждой пары проводов, показанных на схеме, скрутите неизолированный конец одного из шести 80-футовых проводов более длинного рулона кабеля.
6. Припаяйте каждое из соединений между парами проводов и интернет-проводом, чтобы он оставался подключенным.

Шаг 15: Подключение переключателей к двигателям через Интернет-кабель

Материалы:

• 80-футовый интернет-кабель (подключен к коммутаторам)
• Инструмент для зачистки проводов
• Паяльник + припой

** Примечание: двигатели на этом этапе должны быть установлены на раме погружного устройства. Однако на схеме они показаны отдельно для удобства просмотра.

Шаги:

1. Внутри 80-футового кабеля есть шесть проводов или три пары по шесть проводов. Каждая из следующих пар проводов имеет общий переключатель: бордовый / коричневый, светло-зеленый / темно-зеленый, голубой / темно-синий. Поскольку каждая пара имеет общий переключатель, они должны использовать один и тот же двигатель.
2. Для первого двигателя скрутите заземляющий провод двигателя (черный) с бордовым проводом. На диаграмме показан крупный план скрученной проволоки. Скрутите желто-коричневый провод с силовым проводом двигателя (красный).
3. Подключите остальные провода питания / заземления к соответствующим парам, как показано на схеме (выше).

Шаг 16: заклейте провода изолентой

Закройте весь оголенный провод изолентой, чтобы предотвратить разрыв или короткое замыкание между близкими проводами. Это также сделает соединения водонепроницаемыми, так что проводка будет подвергаться небольшому повреждению из-за наличия воды в бассейне, в котором будет проводиться испытание погружного устройства. Имейте в виду, что не все провода на изображении заклеены лентой.

Шаг 17: Тестирование подводного аппарата

Материалы:

• Изоляция для 6-дюймовых труб из ПВХ
• Ножницы

Шаги:

1. Постоянно проверяйте свой подводный аппарат, чтобы определить, имеет ли он нейтральную плавучесть, тонет ли он или плавает. Идеальным испытательным центром является бассейн, как показано на изображениях (выше). Подключите шнур питания к розетке, затем используйте переключатели для управления направлением движения погружного устройства.
2. Отрежьте кусочки изоляции трубы от 6 футов длины, разрежьте по вертикальному шву каждого сегмента и добавьте к погружному устройству (при необходимости), чтобы достичь желаемой плавучести.