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U-Boot zur Reinigung eines Aquariums
21.01.2016, 17:54
Beitrag #1
U-Boot zur Reinigung eines Aquariums
Hallo,
bin neu hier im Forum und grüße alle!

Ich bin zurzeit dabei, mit Anderen ein Arduino gesteuertes U- Boot zum reinigen eines Aquariums zu bauen. Im Anhang befindet sich eine kurze Beschreibung zur Funktion. Das U- Boot soll durch Modellbaupumpen angetrieben werden und durch vier Modelbaupumpen die als Art Turbinen dienen abtauchen. Mein Part dieses Projekts ist, das U- boot anzutreiben und eine stabile Lage während der Tauchgänge zu gewährleisten. Da das Abtauchen wie gesagt durch diese 4 Pumpen (DC Motoren geschieht) und die Lage durch ein Beschleunigungssensor und Gyroscope erkennt wird und durch eine PID Steuerung geregelt werden soll, dachte ich an Quadrocopter (eig. gleiches Funktionsprinzip).

Nun zu meinen Fragen:

- Wie kann ich die Werte von den zwei 3 Achssensoren (Beschleunigungssensor/ Gyroscope) kombinieren --> integrieren?
- Muss ich die Werte filtern (Kalmanfilter)
- Muss ich für jeden Motor ein PID Regler programmieren oder für jede Achse
- Wie kann ich durch diese PID Ausgangswerte meine Motoren ansteuern (Plus/ X Konfiguration)

Über Antworten oder Ideen würde ich mich sehr freuen!


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21.01.2016, 19:09
Beitrag #2
RE: U-Boot zur Reinigung eines Aquariums
Ich habe keine Ahnung wie ihr das machen wollt! Aber die Idee ist genial!! Bitte haltet uns auf dem Laufenden...
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21.01.2016, 20:08
Beitrag #3
RE: U-Boot zur Reinigung eines Aquariums
(21.01.2016 17:54)Feli schrieb:  Hallo,
bin neu hier im Forum und grüße alle!

Ich bin zurzeit dabei, mit Anderen ein Arduino gesteuertes U- Boot zum reinigen eines Aquariums zu bauen. Im Anhang befindet sich eine kurze Beschreibung zur Funktion. Das U- Boot soll durch Modellbaupumpen angetrieben werden und durch vier Modelbaupumpen die als Art Turbinen dienen abtauchen. Mein Part dieses Projekts ist, das U- boot anzutreiben und eine stabile Lage während der Tauchgänge zu gewährleisten. Da das Abtauchen wie gesagt durch diese 4 Pumpen (DC Motoren geschieht) und die Lage durch ein Beschleunigungssensor und Gyroscope erkennt wird und durch eine PID Steuerung geregelt werden soll, dachte ich an Quadrocopter (eig. gleiches Funktionsprinzip).

Nun zu meinen Fragen:

- Wie kann ich die Werte von den zwei 3 Achssensoren (Beschleunigungssensor/ Gyroscope) kombinieren --> integrieren?
- Muss ich die Werte filtern (Kalmanfilter)
- Muss ich für jeden Motor ein PID Regler programmieren oder für jede Achse
- Wie kann ich durch diese PID Ausgangswerte meine Motoren ansteuern (Plus/ X Konfiguration)

Über Antworten oder Ideen würde ich mich sehr freuen!

Hallo Feli,
herzlich willkommen in diesen Forum.

Ich würde das Vorhaben so wie es gedacht ist als recht anspruchsvoll einstufen. Wünsche dir/euch ein geschicktes Händchen bei der Verwirklichung.
Viel mehr kann ich derzeit dazu leider nicht beitragen.
Ich kenne aber diese Beschleunigungssensoren / Gyroscope nicht, befürchte aber dass es schwierig wir damit eine allzeit genau Lagenbestimmung zu realisieren.
In so einem Aquarium gibt es doch auch Strömungen welche das U-Boot wegschieben?

Wie groß ist das Aquarium und wie groß ist das U-Boot geplant?

Gruß
Arne

ExclamationMit zunehmender Anzahl qualifizierter Informationen bei einer Problemstellung, erhöht sich zwangsläufig die Gefahr auf eine zielführende Antwort.Exclamation
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21.01.2016, 21:39
Beitrag #4
Smile RE: U-Boot zur Reinigung eines Aquariums
Vielen Dank für die freundliche Aufnahme und das Interesse!

Wir sind uns bewusst, dass dies nicht ganz einfach wird und wissen auch nicht ob es wirklich realisiert wird.
Das ein Beschleunigungssensor mit einer Zeit abweicht ist bekannt, jedoch soll dies durch das kombinieren mit dem Gyrosope verringert werden. Außerdem könnte evtl eine Kalibrierung während des Ladevorgangs vorgesehen werden.
Der Ladevorgang soll über schnurloses Laden (Wie bei der elektr. Zahnbürste) geschehen.
Außerdem soll ein "Strickmuster" festgelegt werden ,dass alles abgefahren und gereinigt wird.
Das Aquarium ist 2m auf 1m. Die größe des U-Boots ist noch nicht bekannt, jedenfalls soll dies mit einem 3D Drucker gedruckt werden und anchließend mit Kunstharz versiegelt werden.
Falls jemand eine Idee hat immer gerne schreiben!
Ich werde auch auf dem laufenden halten.
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21.01.2016, 22:32
Beitrag #5
RE: U-Boot zur Reinigung eines Aquariums
Rein aus äs­the­tischen Gründen und um den Stolz nicht zu kränken kommt natürlich nur die frei schwebende Variante in Frage. Smile

Ansonsten, alleine schon wegen der ständig zu erwartenden Frage des U-Boots "wo bin ich", wäre dieser Meerschweinchenstallputzroboter ein Denkanstoß.
Das Aquarium hat wahrscheinlich eine Abdeckung unter der man die X-Y Schienen verstecken kann. Für die Z-Achse könnte man sich noch was überlegen.

ExclamationMit zunehmender Anzahl qualifizierter Informationen bei einer Problemstellung, erhöht sich zwangsläufig die Gefahr auf eine zielführende Antwort.Exclamation
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01.07.2016, 16:13
Beitrag #6
RE: U-Boot zur Reinigung eines Aquariums
Ja, der Thread ist schon etwas älter, aber ob es eine Lösung gegeben hat, weiss man nicht. Ich will trotzdem meine Idee dazu aufschreiben: Du hast die Lösung eigentlich selber schon genannt; Quadrocopter. Nimm eine einfache Flugsteuerung von diesem, z. B. basierend auf Nano v3 Klon und MPU6050 Sensorboard. Bekommt man zusammen für unter 10€. Mit Quadcoptern ist es bereits möglich 3D-Flug zu machen und sich überall im Raum zu bewegen. Wieso nehmt ihr also für euer Projekt nicht eine solche Flugsteuerung? Die würde absolut eure Anforderungen erfüllen.
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03.07.2016, 15:54
Beitrag #7
RE: U-Boot zur Reinigung eines Aquariums
Hey!

Also erstmal kurz zu deinen Fragen:
- Die Kombination erfolgt normalerweise beim Filtern bzw. der Filter ist die Kombination.
- Also Kalman Filter kann man anwenden, braucht nur mehr Reichenzeit vom Programm. Eine weitere Möglichkeit wäre Komplimentär Filter (Tiefpass Filter).
- PID Regler würde ich nur für die Achsen machen, anstatt jeden Motor.
- Die Ansteuerung würde ich über 2 H-Brücken/Motortreiber oder 4 Modellbauregler (kommt dann Richtung Quadcopter) machen. Da die Motoren in beide Richtungen drehen sollen musst du bei den PID Regler positive und negative Werte berechnen (z.B. -255 bis 255 für PWM).

Ich kenn mich ja nicht wirklich aus einem Aquarium aber willst du nur die Wände/Boden putzen oder muss das U-Boot quer herum schwimmen können? Wenn nicht wäre, es doch evtl. leichter es so zu konfigurieren, dass es sich an die Wand drückt?

mfg Scheams
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03.07.2016, 16:34
Beitrag #8
RE: U-Boot zur Reinigung eines Aquariums
(03.07.2016 15:54)Scheams schrieb:  (...)

Ich kenn mich ja nicht wirklich aus einem Aquarium aber willst du nur die Wände/Boden putzen oder muss das U-Boot quer herum schwimmen können? Wenn nicht wäre, es doch evtl. leichter es so zu konfigurieren, dass es sich an die Wand drückt?

mfg Scheams


Genau so!
Einfach an der Wand (Scheibe) lang tasten.
Über einen Drucksensor kann man die Tauchtiefe erfassen.

Das wird einfacher, als die Position im Wasser 3D zu messen

Binatone
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