Costruzione robot sottomarino fai-da-te

[cicciopasticcio1]

Originariamente inviato da !fazz

penso che ti manchino fondamentali basi di fisica ingegneria e materiali

1) il wifi non tira a 100m manco in linea d'aria figurati sott'acqua dove viene assorbito dalla stessa
2) ti sfido a centrare con un fascio di luce coerente un rover che si muove a 500 metri di distanza, forse in aria sarebbe possibile spendendo una stonfa nel sistema di puntamento ma sott'acqua è imposisbile
3) 500 metri hai idea di che pressione devono sopportare le guarnizioni? non è che basta mettere un paio di oring per essere apposto
4) vedi sopra come ce lo alimenti il rover?

http://www.theverge.com/2013/2/25/40...-space-station

Qua centrano un obiettivo a 400 km di distanza!

Inoltre bisogna contare la divergenza, a 500 m il puntatore un laser scrauso diventa largo mezzo metro, in più bisogna contare la diffusione della luce che dovrebbe fare in modo che il laser non debba essere puntato esattamente sul rov ma anche solo nelle vicinanze.

Fisicamente impossibile? Eppure se hanno fatto una trasmissione laser dallo spazio alla terra ferma attraversando tutta l'atmosfera potrebbe funzionare anche in acqua.

[Pavlat]

Da completo profano mi vien da pensare: il sistema di guida sarà su una barca -presumo- quindi basta un'onda per perdere il collegamento. Altrimenti si deve progettare un sistema che preveda e corregga attivamente la posizione relativa del rover con l'apparato laser.
A 100 metri di distanza, per garantire che il laser punti entro un area di 1 metro di diametro il puntatore può spostarsi dall'asse rover-"barca" al massimo di un quarto di grado. Sempre a 100 metri, una oscillazione di 10 gradi porterebbe il laser a puntare a 17 metri di distanza..

[cicciopasticcio1]

Originariamente inviato da Pavlat

Da completo profano mi vien da pensare: il sistema di guida sarà su una barca -presumo- quindi basta un'onda per perdere il collegamento. Altrimenti si deve progettare un sistema che preveda e corregga attivamente la posizione relativa del rover con l'apparato laser.
A 100 metri di distanza, per garantire che il laser punti entro un area di 1 metro di diametro il puntatore può spostarsi dall'asse rover-"barca" al massimo di un quarto di grado. Sempre a 100 metri, una oscillazione di 10 gradi porterebbe il laser a puntare a 17 metri di distanza..

Per questo, dopo aver stabilizzato il trasmettitore e eliminato i movimento della barca, bisognerebbe capire se lo scattering contribuisce (e quindi stimare quanto contribuisce) ad ampliare l'area utile in cui si potrebbe muovere il rov senza perdere il segnale, anche se tutto ciò immagino sia fortemente dipendente dalla qualità dell'acqua. Fantascienza?

[Klawd3]

Essendo un primo progetto inizierei con un rover dipendente da cavo per aria/energia/connessione e mi accontenterei di una profondità inferiore. Poi con l'esperienza potrai migliorarlo/creare nuovi prototipi etc. Se invece tutto il punto di questo thread è sognare ad occhi aperti procedi pure e magari valuta la possibilità di utilizzare una propulsione nucleare, ho sentito che i materiali per realizzarla li vendono nei supermercati ormai!

[Pavlat]

Fantascienza?

Dipende tutto da quanto tempo hai a disposizione e quanti soldi vuoi metterci.
Se sei la Nasa ti puoi permettere di puntare a un satellite a 400km.

Saresti in grado di costruire qualcosa che possa navigare in una piscina?

[cicciopasticcio1]

Originariamente inviato da Klawd3

Essendo un primo progetto inizierei con un rover dipendente da cavo per aria/energia/connessione e mi accontenterei di una profondità inferiore. Poi con l'esperienza potrai migliorarlo/creare nuovi prototipi etc. Se invece tutto il punto di questo thread è sognare ad occhi aperti procedi pure e magari valuta la possibilità di utilizzare una propulsione nucleare, ho sentito che i materiali per realizzarla li vendono nei supermercati ormai!

Lo scopo è sondare ogni possibilità e valutarne la fattibilità! Anche senza avere l'immediato bisogno di concretizzare il tutto anche capirne un po' di più a livello puramente teorico è interessante. Poi se un'idea è realizzabile e a portata di portafoglio, chissà, si potrebbe anche fare un basilare prototipo con l'aiuto di qualcuno di più specializzato.

Originariamente inviato da Pavlat

Dipende tutto da quanto tempo hai a disposizione e quanti soldi vuoi metterci.
Se sei la Nasa ti puoi permettere di puntare a un satellite a 400km.

Saresti in grado di costruire qualcosa che possa navigare in una piscina?

Non so proprio dire, ho visto modellini di sottomarini RC che però navigano sul pelo dell'acqua o poco più sotto comandati con onde radio.
Volendo fare qualcosa estremamente semplice via cavo non dovrebbe essere troppo difficile e neanche troppo costoso, l'unica cosa è che partendo da zero bisognerebbe perderci veramente un sacco di tempo.


ROV come già detto non credo che esistano wireless, però secondo me il laser blu-violetto, o addirittura un potente led, è una strada percorribile a meno dei problemi di puntamento.

[Ale1992]

Originariamente inviato da kikino

non sbagli Ale. Tutte le applicazioni che ho avuto modo di incontrare in campo navale vedono sempre guarnizioni che mai lavorano a secco e che al contario sono sempre in bagno d´olio. Per far un esempio, dagli alberi di propulsione ai propulsori laterali di prua e poppa tutti gli ambienti sono a tenuta d´acqua grazie a guarnizioni e olio. Qualche dettaglio si trova sul sito di blohm e voss qui

per il 3ad in generale, l´idea di controllare i movimenti in termini elettrici ma attuarli in termini idraulici, é giá stata presa in considerazione? dal mio punto di vista la soluzione idraulica sarebbe la piú robusta in un ambiente ostile come il fondo di piú di 100 metri d´acqua (sono pragmatico e non penso nemmeno di arrivare a 500 )

Appunto, questo conferma quanto detto da me. Per i movimenti controllati via idarulica credo che sarebbero come dici tu piu sicuri e sicuramente "meno fragili e delicati"; in questo campo esistono diversi prodotti e sistemi in grado di comandare i movimenti di qualsiasi oggetto, il punto è che non sono sicuro si quanto sarebbero utili a questo scopo, ovvero qui si parla di un rov che dovrebbe avere lo stesso funzionamento dei robot usati per esplorare i fondali, quindi a me non viene in mente nessun possibile utilizzo di sistemi idraulici per muovere il rov, al massimo potrebbero essere usati per comandare una eventuale pinza per recuperare qualcosa sul fondale.

Per il resto concordo con Klawd3, meglio iniziare con un rov "da piscina" e poi man mano migliorarlo e aggiungerci feature. A mio parere comunque è un pò fantascienza per noi pensare di costruire un rov che arrivi a 500m di profondità, non tanto per le capacità di chi lo costruisce ma piu per i soldi che ci vorrebbero per acquistare componenti e materiali. Il laser secondo me continua ad essere una cosa non fattibile, in quanto come già detto da Pavlat certi giocattolini sono belli e potenti ma costano piu di una casa, se poi hai il budget a disposizione vai sicuro e acquista.

[Pavlat]

ROV come già detto non credo che esistano wireless, però secondo me il laser blu-violetto, o addirittura un potente led, è una strada percorribile a meno dei problemi di puntamento.

Vado a occhio, ma se si approssima con una decrescita esponenziale l'intensità del fascio luminoso, prendendo il coeff di assorbimento pari a 10^(-4) per luce blu come riportato sul grafico si ottiene che a 230 metri l'intensità del fascio è ridotta a 1/10 di quella iniziale. Senza contare gli effetti di allargamento. Direi che è un motivo più che sufficiente per scartare l'idea di un collegamento laser in acqua ad alte profondità. Potrebbe funzionare solo a brevi distanze, ma a quel punto tanto vale usare un cavo corto.

[cicciopasticcio1]

Originariamente inviato da Ale1992

Appunto, questo conferma quanto detto da me. Per i movimenti controllati via idarulica credo che sarebbero come dici tu piu sicuri e sicuramente "meno fragili e delicati"; in questo campo esistono diversi prodotti e sistemi in grado di comandare i movimenti di qualsiasi oggetto, il punto è che non sono sicuro si quanto sarebbero utili a questo scopo, ovvero qui si parla di un rov che dovrebbe avere lo stesso funzionamento dei robot usati per esplorare i fondali, quindi a me non viene in mente nessun possibile utilizzo di sistemi idraulici per muovere il rov, al massimo potrebbero essere usati per comandare una eventuale pinza per recuperare qualcosa sul fondale.

Per il resto concordo con Klawd3, meglio iniziare con un rov "da piscina" e poi man mano migliorarlo e aggiungerci feature. A mio parere comunque è un pò fantascienza per noi pensare di costruire un rov che arrivi a 500m di profondità, non tanto per le capacità di chi lo costruisce ma piu per i soldi che ci vorrebbero per acquistare componenti e materiali. Il laser secondo me continua ad essere una cosa non fattibile, in quanto come già detto da Pavlat certi giocattolini sono belli e potenti ma costano piu di una casa, se poi hai il budget a disposizione vai sicuro e acquista.

Siamo d'accordo tutti che 500 m è un obiettivo praticamente irrealizzabile, ma comunque sarebbe interessante raggiungere una buona profondità.

Tornando all'ipotesi wireless, facendo un paragone molto approssimativo ho letto che un Wi-Fi "normale" riesce a penetrare 1-2 cm sotto il livello dell'acqua salata, qualcosa in più nell'acqua dolce. Il trasmettitore ha una potenza però di 1/2 Watt mentre un led di potenza con cui illuminare il fondale anche 20 Watt. Non ho trovato un grafico dell'assorbanza che arrivi a 10 mm ( la lunghezza d'onda del wireless), ma ipotizzando una condotta lineare verso destra nel grafico di sopra si può stimare (sempre molto grossolanamente e riferendosi all'acqua dolce...) che l'assorbanza del blu è circa 4 ordini di grandezza inferiore a quella delle onde wifi a 2,5 ghz, il che dovrebbe assicurare una potenza sufficiente a rendere visibile da un sensore la pulsazione del led in acqua anche da 100 m ad occhio.
L'affievolimento del segnale del led dovrebbe essere compensato dalla quasi assenza del rumore di fondo presente a queste profondità, condizione assente in aria ad esempio dove il rumore proviene da tutte le direzioni. Mi sono sicuramente spinto troppo oltre con le ipotesi ma come ragionamento, secondo me, fila.

[!fazz]

Originariamente inviato da cicciopasticcio1

http://www.theverge.com/2013/2/25/40...-space-station

Qua centrano un obiettivo a 400 km di distanza!

Inoltre bisogna contare la divergenza, a 500 m il puntatore un laser scrauso diventa largo mezzo metro, in più bisogna contare la diffusione della luce che dovrebbe fare in modo che il laser non debba essere puntato esattamente sul rov ma anche solo nelle vicinanze.

Fisicamente impossibile? Eppure se hanno fatto una trasmissione laser dallo spazio alla terra ferma attraversando tutta l'atmosfera potrebbe funzionare anche in acqua.

peccato che il vuoto non disperde un fascio di luce coerente al contrario dell'acqua, inoltre la diffusione è un problema non di certo un aiuto al puntamento, diffrazioni, scattering,rifrazioni sono tutti disturbi che rovinano il contenuto informativo del segnale

c'è un motivo per cui l'unico modo trovato per trasmettere wireless sott'acqua sono le radio elf nonostante i miliardi di euro investiti in queste ricerche durante la guerra fredda

[cicciopasticcio1]

Originariamente inviato da Pavlat

Vado a occhio, ma se si approssima con una decrescita esponenziale l'intensità del fascio luminoso, prendendo il coeff di assorbimento pari a 10^(-4) per luce blu come riportato sul grafico si ottiene che a 230 metri l'intensità del fascio è ridotta a 1/10 di quella iniziale. Senza contare gli effetti di allargamento. Direi che è un motivo più che sufficiente per scartare l'idea di un collegamento laser in acqua ad alte profondità. Potrebbe funzionare solo a brevi distanze, ma a quel punto tanto vale usare un cavo corto.

Si ma dovresti contare che a 230 metri, sarà pure ridotta ad 1/10 solo per assorbanza, ma non c'è praticamente niente di elettromagnetico là sotto.

edit

Originariamente inviato da !fazz

peccato che il vuoto non disperde un fascio di luce coerente al contrario dell'acqua, inoltre la diffusione è un problema non di certo un aiuto al puntamento, diffrazioni, scattering,rifrazioni sono tutti disturbi che rovinano il contenuto informativo del segnale

c'è un motivo per cui l'unico modo trovato per trasmettere wireless sott'acqua sono le radio elf nonostante i miliardi di euro investiti in queste ricerche durante la guerra fredda

Ma tutto lo strato di atmosfera non è certo una cosa da poco. Contando poi che il laser sarà arrivato sulla terra che sarà diventato enorme in termini di diametro...

Tipo qual è l'assorbanza delle onde elf? E' impensabile trasmettere in frequenza elf dati digitali, giusto? Ha a che fare con il teorema di Shannon?
http://it.wikipedia.org/wiki/Capacit...hannon-Hartley

Grazie

[!fazz]

Originariamente inviato da Pavlat

Vado a occhio, ma se si approssima con una decrescita esponenziale l'intensità del fascio luminoso, prendendo il coeff di assorbimento pari a 10^(-4) per luce blu come riportato sul grafico si ottiene che a 230 metri l'intensità del fascio è ridotta a 1/10 di quella iniziale. Senza contare gli effetti di allargamento. Direi che è un motivo più che sufficiente per scartare l'idea di un collegamento laser in acqua ad alte profondità. Potrebbe funzionare solo a brevi distanze, ma a quel punto tanto vale usare un cavo corto.

meno meno, quella è solo una parte delle perdite, quelle dovute all'assorbimento nell'acqua, come hai detto tu manca la diffusione e la suddivisione dell'energia sull'area, ma manca anche il path loss dovuto alla distanza i disturbi la non limpidezza dell'acqua, il sale senza contare il problema del puntamento a meno di poter spender milioni di euro per un sistema di puntamento asserviito

[cicciopasticcio1]

Originariamente inviato da Pavlat

Vado a occhio, ma se si approssima con una decrescita esponenziale l'intensità del fascio luminoso, prendendo il coeff di assorbimento pari a 10^(-4) per luce blu come riportato sul grafico si ottiene che a 230 metri l'intensità del fascio è ridotta a 1/10 di quella iniziale. Senza contare gli effetti di allargamento. Direi che è un motivo più che sufficiente per scartare l'idea di un collegamento laser in acqua ad alte profondità. Potrebbe funzionare solo a brevi distanze, ma a quel punto tanto vale usare un cavo corto.

http://en.wikipedia.org/wiki/Electro...Visible_region

Qua dice che l'intensità viene ridotta del 50% su un percorso di 250 m per la lunghezza d'onda di 420 nm.
Che è ben diverso da un decimo a 100 m!
Anche mettendo in conto la diffusione e l'ingrandimento del fascio non si potrebbe compensare aumentando la potenza del diodo led, o riducendo l'angolo di illuminazione?

[Pavlat]

Originariamente inviato da cicciopasticcio1

http://en.wikipedia.org/wiki/Electro...Visible_region

Qua dice che l'intensità viene ridotta del 50% su un percorso di 250 m per la lunghezza d'onda di 420 nm.
Che è ben diverso da un decimo a 100 m!
Anche mettendo in conto la diffusione e l'ingrandimento del fascio non si potrebbe compensare aumentando la potenza del diodo led, o riducendo l'angolo di illuminazione?

si ma vale solo in acqua pura, infatti i valori sono tratti da:
Pope R. M., Fry E. S. (1997). "Absorption spectrum (380–700 nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements". Applied Optics (Optical Society of America) 36 (33): 8710–8723.

[cicciopasticcio1]

Originariamente inviato da Pavlat

si ma vale solo in acqua pura, infatti i valori sono tratti da:
Pope R. M., Fry E. S. (1997). "Absorption spectrum (380–700 nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements". Applied Optics (Optical Society of America) 36 (33): 8710–8723.

Eh si, pensavo che l'acqua dolce non si discostasse molto dall'acqua salata.

Invece è un bel po' variabile a seconda della qualità dell'acqua, come fa vedere questo grafico che rappresenta l'assorbanza rilevata per vari campioni d'acqua.
Il minimo a 420 nm viene spostato e/o alzato in modo apparentemente casuale.. ed il caso migliore dà 0.09 m^-1, il peggiore 2 m^-1. Effettivamente è molto alta...

http://books.google.it/books?id=C5kR...page&q&f=false

[cicciopasticcio1]

Ricapitolando, riguardo la parte wireless:

• il wi-fi percorre solo pochi cm sotto il pelo dell'acqua, completamente da escludere
• la luce ha un'attenuazione troppo forte nell'attraversare l'acqua, anche se comunque mi piacerebbe fare una prova sperimentale per vedere quanto si riesce a trasmettere lontano una luce pulsata utilizzando un led di potenza.

Rimangono due strade:

• Il modem acustico.
  http://www.benthos.com/acoustic-tele...comparison.asp
  
  Utilizzando un modem acustico per trasmettere i dati ad una velocità max di 15 kbps. Meglio di quanto pensassi, ma comunque lo streaming sarebbe quasi inutilizzabile e la latenza enorme a causa della lentezza delle onde di pressione. Strada percorribile a meno di brutti problemi nello streaming video.
• ELF
  Sempre il grande problema del bitrate mozzato, ma con latenza minima, col problema dell'antenna enorme che dovrebbe essere utilizzata. Da esclude quindi.

[Ale1992]

Originariamente inviato da cicciopasticcio1

Ricapitolando, riguardo la parte wireless:

• il wi-fi percorre solo pochi cm sotto il pelo dell'acqua, completamente da escludere
• la luce ha un'attenuazione troppo forte nell'attraversare l'acqua, anche se comunque mi piacerebbe fare una prova sperimentale per vedere quanto si riesce a trasmettere lontano una luce pulsata utilizzando un led di potenza.

Rimangono due strade:

• Il modem acustico.
  http://www.benthos.com/acoustic-tele...comparison.asp
  
  Utilizzando un modem acustico per trasmettere i dati ad una velocità max di 15 kbps. Meglio di quanto pensassi, ma comunque lo streaming sarebbe quasi inutilizzabile e la latenza enorme a causa della lentezza delle onde di pressione. Strada percorribile a meno di brutti problemi nello streaming video.
• ELF
  Sempre il grande problema del bitrate mozzato, ma con latenza minima, col problema dell'antenna enorme che dovrebbe essere utilizzata. Da esclude quindi.

Quindi sbaglio o, come ti avevamo già consigliato, ti restano solo i cavi? è la soluzione piu semplice e forse anche la meno costosa.

[kikino]

Gente vorrei tanto essere al vostro posto...avere solo il dubbio cavo/wifi
Io penso ai dettagli di un progetto di questo tipo e mi confondo solo a pensare ai pressacavo

[Ale1992]

Originariamente inviato da kikino

Gente vorrei tanto essere al vostro posto...avere solo il dubbio cavo/wifi
Io penso ai dettagli di un progetto di questo tipo e mi confondo solo a pensare ai pressacavo

Solo? comunque diciamo che il problema principale di ciccio è come ricevere le immagini..evidentemente ha già pronte le soluzioni agli altri problemi.

Propongo di creare un team e costruirlo insieme..poi dividiamo il ricavato..le spese invece sele accolla ciccio..

[kikino]

Originariamente inviato da Ale1992

Solo? comunque diciamo che il problema principale di ciccio è come ricevere le immagini..evidentemente ha già pronte le soluzioni agli altri problemi.

Propongo di creare un team e costruirlo insieme..poi dividiamo il ricavato..le spese invece sele accolla ciccio..

avevo pensato la stessa cosa, iniziamo a scrivere le specifiche di progetto, stabiliamo i team di sviluppo, ciccio paga

tornando seri.
In qualche fiera di OffShore mi é capitato di vedere cavi misti con canali in rame e fibra ottica. Se il progetto intero rimane un esercizio di stile, un cavo di questo tipo potrebbe veicolare allo stesso tempo comandi in downlink verso il ROV e immagini in uplink verso l´unitá di controllo.