Радиоуправляемый катер своими руками на Ардуино сделать очень просто — это идеальный проект для начинающих. Подробно рассмотрим технологию изготовления корпуса катера, представим электрическую схему подключения моторов и блютуз модуля к Arduino UNO. Смотрите также видео ролик, где продемонстрирована возможность использования катеров на Ардуино для соревнований «Морской бой».

Видео. Радиоуправляемые катера на Ардуино

Катер собран на Ардуино UNO, но можно использовать и другие микроконтроллеры, например, RobotDyn NANO . Управление производится через Bluetooth модуль HC-05. Для этого была написана простая программа для телефонов на Android в сервисе App Invertor. Подробную инструкцию по изготовлению катера, схему сборки, скетч для Ардуино и приложение для Android вы можете скачать на этой странице.

Как сделать радиоуправляемый катер

Для этого проекта нам потребуется:

• плата Arduino UNO;
• два мотора 5В;
• аккумулятор на 9В (крона);
• 2 транзистора и резисторы;
• кусок пеноплекса 50 мм;
• фанера 3-4 мм, линолеум, пластик;
• паяльник, термопистолет, канцелярский нож;
• клеммник, провода и изолента.

Если вы будете использовать моторы от наборов Ардуино, то транзисторы не понадобятся. В данном проекте использовались советские моторчики на 3,5 В, которым не хватает Ампер от пинов на плате, поэтому моторчики подключались к порту Vin (источник питания платы), через резистор, чтобы снизить напряжение. Включение и выключение моторов постоянного тока производится через транзисторы.

Изготавливаем катер на Ардуино своими руками

Для начала необходимо изготовить корпус для катера из куска пеноплекса толшиной 50 мм. В пеноплексе необходимо вырезать полости, где потом будет размещаться микроконтроллер, аккумулятор крона и моторы. На фото представлен вид катера до монтажа на корпусе моторов и электрической «начинки» проекта для начинающих. Скачать и распечатать шаблон катера вы можете на этой странице далее.

Далее необходимо разместить всю «начинку» в корпусе катера. Чтобы защитить микроконтроллер и все модули от попадания брызг воды, поверх корпуса укладывается лист линолеума, вырезанный по габаритам пеноплекса. Поэтому необходимо делать достаточной глубины вырезы в пеноплексе для установки кроны и платы Arduino. Схему подключения Bluetooth модуля и моторов к плате Ардуино смотрите далее.

Скопировать готовый скетч для катера на Bluetooth управлении можно далее. Для создания приложения на Андроид использовалась программа App Inventor. Скачать скетч для катера на Ардуино, файл с приложением для Androida и шаблон катера можно скачать одним архивом . Приложение сохранено в формате .aia , файл необходимо открыть в ai2.appinventor.mit.edu и скачать на телефон через QR-Code Reader.

int val; // освобождаем память для переменой #define M1 12 // порт левого мотора #define M2 10 // порт правого мотора void setup () { Serial .begin (9600); // подключаем последовательный порт pinMode (M1 , OUTPUT ); // назначаем режим работы 12 порта pinMode (M2 , OUTPUT ); // назначаем режим работы 10 порта } void loop () { if (Serial .available ()) // проверяем, поступают ли команды { val = Serial .read (); // переменная val равна полученной команде if (val == "1" ) { // едем прямо digitalWrite (M1 , 1); digitalWrite (M2 , 1); } if (val == "2" ) { // стоп digitalWrite (M1 , 0); digitalWrite (M2 , 0); } if (val == "3" ) { // едем налево digitalWrite (M1 , 0); digitalWrite (M2 , 1); } if (val == "4" ) { // едем направо digitalWrite (M1 , 1); digitalWrite (M2 , 0); } } }

В отличии от лодки на Ардуино , где для передвижения использовался один мотор с винтом, в данном проекте используется два мотора и гребное колесо. При этом отпадает необходимость использовать сервопривод, который потребляет большое количество энергии, для изменения направления движения. Повороты катера осуществляются попеременным включением моторов по Блютуз сигналу.

Для изготовления гребного колеса использовалась обычная фанера и пластик. Диаметр колеса следует выбрать такой, чтобы лопасти доставали до воды. Сами лопасти вырезаются из ПЭТ бутылки, вставляются в прорези на колесе и фиксируются термоклеем. Также вы можете покрасить гребные колеса, защитив фанеру от разбухания в воде, а пеноплекс от краски на основе ацетона только разъест.

Современные производители рыболовных приспособлений делают постоянные шаги вперед и предлагают любителям порыбачить все новые, более уникальные снасти. Главным преимуществом рыболовных корабликов является то, что они значительно ускоряют и совершенствуют процесс ловли рыбы. Вы тоже хотели бы опробовать это приспособление в деле? У вас есть два варианта: купить прикормочный кораблик в магазине или попробовать сделать радиоуправляемый катер своими руками.

Самодельный радиоуправляемый катер можно эксплуатировать на протяжении всего рыболовного сезона, с лета и до начала холодов. Особенно прочные и мощные модели подойдут также для раскладывания приманки в зимний период на сложных водоемах с сильным течением.

Радиоуправляемый кораблик для рыбалки своими руками поможет вам приманивать и вылавливать такую рыбу, как щуку, голавля, жереха, густера, окуня, карпа и многих других. За счет небольшого веса и мощного двигателя такие кораблики быстро доставляют прикормку в нужное место. Благодаря же возможности полностью контролировать местонахождение корабля на воде расстановка прикорма максимально точна.

Большой плюс, который получает рыбак, решивший изготовить радиоуправляемый катер для рыбалки своими руками, — возможность рыбачить в любых обстоятельствах. Известно, что на доставку прикормки с помощью рогатки или ракеты уходит большое количество времени и сил, к тому же при плохих погодных условиях эти методы не всегда работают слаженно. Радиоуправляемый катер своими руками способен преодолевать трудности в виде течения или растительность, развивать высокую скорость и маневрировать, транспортировать прикормку для рыбы на большие дистанции.

Вместе с тем современный катер на радиоуправлении для рыбалки своими руками применяется не только для доставки прикорма, но и для транспортировки снастей и расставления мушек. Труднодоступные места и непроходимые заросли, которые раньше мешали рыбаку добраться до рыбы и поймать ее в сети, сегодня уже не преграда. Радиоуправляемый кораблик своими руками способен быстро и качественно моделировать свой маршрут, огибать препятствия на пути, сканировать водоем на предмет наличия рыбы и даже расставлять маркеры, которые позволят легко ориентироваться и оформлять зону поклева в дальнейшем.

Как устроен радиоуправляемый катер своими руками

Независимо от сложности модели и мощности агрегата радиоуправляемый катер для рыбалки своими руками работает по похожему принципу, отличаясь лишь некоторыми дополнительными деталями и характеристиками.

Форма кораблика , независимо от его мощности, имеет правильную геометрическую форму, что позволяет конструкции прочно удерживаться на воде и балансировать даже при сильном течении и порывах ветра.

Изучая чертежи радиоуправляемого катера своими руками, вы убедитесь, что нижняя часть кораблика утяжеляется специальной пластиной, которая не дает ему затонуть в процессе транспортировки прикормки.

С задней стороны радиоуправляемый катер своими руками оборудован специальной емкостью для прикорма. Размеры бункера для корма могут отличаться, в зависимости от модели и предназначения кораблика. Некоторые бункеры для прикормки оборудованы клапанами, которые открываются по команде рыбака в наиболее выгодное время и в пригодном для приманки рыбы месте.

Главным движущим элементом кораблика является двигатель. Он отвечает за развитие скорости, маневренность и количество возможных транспортировок прикормки к месту поклева. Важно помнить о том, что радиоуправляемые модели катеров своими руками оснащаются подходящими двигателями, который влияет не только на работу гаджета, но и на его грузоподъемность и способность балансировать на воде. Не стоит приобретать небольшие модели корабликов и большие моторы, поскольку таким образом вы усложните работу своему агрегату.

Аккумуляторы предназначены для передачи электрической энергии двигателю и приведения снасти в движение. От размера батареи зависит продолжительность и эффективность работы кораблика.

Некоторые модели корабликов оборудованы специальным устройством под названием эхолот. Функция эхолокации позволяет с легкостью сканировать дно в процессе транспортировки прикорма и подавать на экран пульта управления информацию о количестве рыб под водой, наличии неровностей дна, месте прикорма и особенностях рельефа.

Кораблик для прикорма своими руками

Как сделать радиоуправляемый катер для рыбалки своими руками? Несмотря на большое количество современных моделей водяных змеев от производителей кораблик можно сконструировать своими руками. Самостоятельное изготовление подходит для случаев, если вы не планируете частые вылазки на рыбалку и не являетесь большим поклонником новомодных приспособлений для вылова рыбы. К радости тех, кто интересуется тем, как сделать радиоуправляемый катер, конструкция самодельных корабликов достаточно примитивна и собрать ее не составит много труда.

Из материалов для изготовления водяного змея вам понадобятся:

• Доски из легкого дерева (яблоня, груша). Такой материал является достаточно прочным и в то же время хорошо держится на воде. Эти качества очень важны, так как позволят сделать кораблик маневренным.
• Алюминиевые пластины. Обязательный участник любой инструкции, как сделать радиоуправляемый катер своими руками, которые помогут собрать корпус в единое целое и достаточным образом его утяжелить. Благодаря алюминиевым пластинам прикормочная лодка для рыбалки приобретает способность справляться с течением на водоеме.
• Рыболовная леска и катушка. Поскольку самодельные кораблики не оснащены мощным двигателем и балансирующими деталями, руководить ими на воде придется с помощью лесок и катушек. Без них радиоуправляемый катер своими руками не сможет качественно функционировать.
• Элементы крепления. Помогут вам прочно закрепить детали и быть уверенными в том, что ваш агрегат справится с доставкой прикорма и снастей на выбранном вами водоеме.
• Поводки. Элементы крепления, которые способны фиксировать леску натяжения в нужном положении и помогать в процессе растягивания приманок и мушек.
• Спиннинг. Помогает руководить корабликом и следить за его движением на воде, особенно если рыбалка производится на водоеме с сильным течением.

Что использовать в процессе приманки и вылова рыбы?

• Прикорм с феромонами. Часто используется в процессе вылова крупной рыбы на трофейной или спортивной рыбалке. Корм содержит определенные микроэлементы, которые провоцируют выработку у рыбы гормонов и привлекают ее внимание. Биологически активные вещества качественно увеличивают количество улова и уменьшают время на затравку и привлечение рыбы к месту поклева.
• Мушки. Наиболее распространенные детали для привлечения рыбы, которые воздействуют на потенциальную добычу внешним видом, имитируя движение живых насекомых. Существует большое количество разновидностей мушек, которые выбираются в зависимости от особенностей водоема и типы рыбы, которую вы планируете поймать. В магазинах можно найти мушки в форме стрекоз, бабочек, тараканов, мух и пауков. Выбирая мушки, вы должны помнить о том, что в коллекции рыболова должен быть запас различных видов мушек, которые стоит чередовать в процессе раскладывания приманки. Мелкие мушки привлекают мелкую рыбешку, которая в свою очередь может стать живой приманкой для более крупной добычи.
• Живая приманка. Используется для привлечения крупной рыбы на больших водоемах. В зависимости от типа рыбы, которая вас интересует, можно приобрести различную живую приманку или заготовить ее самостоятельно. При самостоятельной заготовке живой приманке необходимо обязательно учитывать сезон рыбалки и гастрономические предпочтения рыбы. Так же, как и с мушками, важно предусмотреть наличие различного типа прикормки, чтобы иметь возможность моделировать способы вылова и оптимизировать весь процесс.

Особенности рыбалки корабликом ручного производства

Кораблики, которые изготавливаются своими руками, имеют некоторые особенности. Их важно учитывать, планируя расположение прикорма и заготавливая принадлежности для рыбной охоты.

Помните, что для кораблика ручной работы подходят открытые водоемы с относительно спокойной водой. Стремительное течение или чрезмерная растительность могут помешать процессу растяжки лески и расположению приманки.

Обращайте внимание на берег, с которого запускаете кораблики. Помните о том, что большая растительность на берегу может также помешать движению агрегата по воде. Просчитывайте маршрут радиоуправляемого катера для прикормки так, чтобы исключить любую вероятность зацепления лески.

Скорость проводки и расположения приманок с корабликов ручной работы должна быть средней, чтобы не вспугнуть косяк рыбы и не испортить назначенное место для поклева.

Двигаться в процессе проводки кораблика нужно от истока водоема, чтобы не отбрасывать тень на воду и не пугать рыбу. Одновременно это необходимо для того, чтобы всегда иметь возможность видеть кораблик и вовремя корректировать его движения при течении или начале поклева.

Для начала небольшая историческая справка о прототипе. История создания немецких торпедных катеров берет начало в годы Первой Мировой Войны. Впервые образец кораблей такого типа был построен в 1917г. Сразу можно сказать, что он был очень далек от совершенства. Но все же к концу войны флот Германия насчитывал 21 катер. После окончания войны многие страны потеряли интерес к этому типу оружия. По-другому обстояли дела в Германии, на которую было наложено множество ограничений по части вооружений, согласно Версальскому договору. Кстати, о торпедных катерах там ни чего не было сказано. Поэтому, немцы в 1923г. сначала приобрели несколько старых торпедных катеров для «Ганзейской школы яхтсменов» и «Германского спортивного общества открытого моря». Под прикрытием этих организаций начались работы по совершенствованию имеющихся катеров и созданию новых. К концу 30-х были выработаны требования тактико-технические требования к новым «москитам». Согласно немецкой морской доктрине, скоростные показатели, в отличие от проектов катеров других стран, были относительно невысокие - около 40 узлов. К тому времени разными фирмами были представлены три варианта катеров с разной компоновкой и различным количеством бензиновых двигателей. Но они не удовлетворили военных, поэтому, требовался совершенно новый проект. В 1928г. внимание специалистов привлекла моторная яхта Oheka II, построенная фирмой «Люрссен» для американского финансового магната. Корпус, по тем временам, имел передовую конструкцию, его силовой набор был выполнен из легких сплавов, а обшивка состояла из двух слоев древесины. Три бензиновых двигателя позволяли яхте развивать скорость 34 узла. По тем временам это были выдающиеся характеристики. В ноябре 1929г. фирма «Люрссен» получила заказ на разработку и постройку торпедного катера. За основу конструкторы взяли проект яхты Oheka II, почти вдвое увеличили водоизмещение чтобы компенсировать момент, создаваемый высокорасположенными торпедными аппаратами. Катер вступил в строй 7 агуста 1930г. и несколько раз менял свое название, в результате он получил обозначение S-1 (Schnellboot). Следует отметить, что даже увеличение мощности двигателей не помогло добиться проектной скорости 36,5 узда. На скоростях близких к максимальной нос катера выходил из воды происходил замыв бортов и возникало сильное брызговое сопротивление. Эту проблему удалось решить применив так называемый «Эффект Люрссена». Суть его заключалась в том, что в потоки крайних гребных винтов ставили небольшие вспомогательные рули, которые поворачивали 15-18 градусов в сторону борта. Это помогло добиться увеличения скорости до двух узлов. Впоследствии, вспомогательные рули стали обязательной частью конструкции всех шнельботов. S-1 и стал прородителем всей серии немецких торпедных катеров класса S. С 1943 начали производиться катера наиболее удачной модификации Schnellboot типа S-100. От кораблей предыдущих типов он отличался бронированной рубкой куполообразной формы. Катера класса S-100 имели почти вдвое большую длину, чем катера противника аналогичного класса. Они были оборудованы каютами, камбузом, гальюном и всем необходимым для длительных переходов, что позволяло использовать их на большом удалении от баз. На катерах этого типа стояли двигатели общей мощностью 7500 л.с., что позволяло им развивать скорость 43,5 узла.

Подготовка и сборка корпуса

Модель торпедного катера S-100 в масштабе 1:72 выпускает немецкая фирма Revell. О самой модели скажу немного, сейчас остались только такие фото литников.

При ближайшем рассмотрении видно, что все детали выполнены на высоком уровне, нет утяжин и смещений, совсем немного облоя. Порадовало большое количество деталей и качество их проработки. Данная модель сразу, еще до приобретения, планировалась под радиоуправление. Ее приличная длина — 500мм, позволяла сделать неплохую радиоуправляемую модель катера. Она так же задумывалась для выступления в классе F-4A на соревнованиях по судомодельному спорту. Работа над моделью началась еще до создания блога, но мысль о нем уже была, поэтому и делались некоторые фото процесса постройки. Постройка радиоуправляемой модели катера началась с подготовки и склейки корпуса. В принципе, стыкуемость деталей модели хорошая, но для удобства корпус, которой длинной почти 500мм, я клеил по частям.

Затем, для герметичности корпуса, очень хорошо пролил полистироловым весь шов.

Изготовление и установка дейдвудных и гельмпортовых труб

Следующий этап подготовка к изготовлению дейдвудных и гельмпортовых труб. Для этого на токарном станке выточил втулки. Для гребных валов и баллеров рулей буду использовать пруток диаметром 2мм. Внутренний диаметр втулок дейдвудных труб нужно выдерживать строго по диаметру гребных валов. Это необходимо для обеспечения герметичности. Сами трубы сделал из трубчатых колен антенн нужного диаметра. К сожалению, фото дейдвудных труб получились не удачными, но я думаю, суть понятна.

Процесс изготовления гельмпортовых труб такой же, а здесь фото хорошие и на них все видно. В куски трубок вставляем втулки и хорошо запаеваем их.

Теперь нужно вклеить дейдвудные трубы в корпус радиоуправляемого катера. Для этого сначала размечаем на нем места под трубы и кронштейны гребных валов. Делаем прорези и устанавливаем без клея дейдвудные трубы. Для облегчения монтажа можно сделать приспособление, как показано на фото, например, из куска корпуса дискеты.

Выставляем нужный угол гребных валов и приклеиваем к корпусу приспособление. Теперь необходимо сделать кронштейны гребных валов. На токарном станке точим латунные втулки, здесь внутренний диаметр можно сделать чуть больше. Если при изготовлении дейдвудных и гельмпортовых труб внутренний диаметр выдерживался строго 2мм, под имеющиеся валы, то в кронштейнах можно сделать 2,1мм. Так как выставить все три точки, на которые упирается гребной вал, на одной линии практически не возможно. А если будет хоть небольшой перекос, то гребной вал будет вращаться туго, что поведет к потере мощности моторов, возрастанию тока в цепи и лишнему расходу аккумулятора. На радиоуправляемой модели катера, небольшого размера, расход аккумулятора это очень важный параметр. Так как место и вес батареи ограничены, и мы не сможем разместить аккумулятор большой емкости. В каждой втулке, шлицовкой, делаем пазы-пропилы и туда припаиваем латунные полоски, получая V кронштейна, согласно чертежу. Можно использовать как шаблоны пластиковые детали модели. В части, которая будет вклеиваться в корпус делам несколько разрезов, чтобы потом деталь было легче загибать и приклеивать эпоксидной смолой к текстолитовым площадкам.

Теперь делаем в корпусе модели прорези под кронштейны и ставим их не вклеивая. Проверяем легкость кручения валов, если они вращаются очень легко сначала наживляем небольшим количеством циакрина дейдвудные трубы и опять проверяем легкость вращения валов. Если все в порядке, можно окончательно приклеить дейдвудные трубы. После затвердивания циакрина можно убрать приспособление. Теперь нужно вклеить кронштейны гребных валов. В принципе, некоторые коллеги вклеивают их в корпус и затем проливают жидко разведенным в клее полистиролом. Но после одной неудачной модели, возможно из-за качества пластика корпуса, где после высыхания этого состава детали сдвигались и зажимали гребные валы, неоднократная переклейка не помогла, этот узел я стал делать вот по такой схеме. Возможно это увеличивает временные затраты, зато после вклейки, точно ни что и ни куда не сдвинется от деформации. В небольших кусках стеклотекстолита прорезаются пазы под кронштейны и сверлятся по периметру отверстия диаметром примерно 2,5мм. Затем эти пластины устанавливаются внутрь корпуса так, чтобы их прорези совпали с прорезями в корпусе. После размечаются и высверливаются отверстия в корпусе катера, так чтобы они совпали с отверстиями в пластине. Теперь из кусков литника точатся детали, наподобие гвоздей. Их малый диаметр должен совпадать с диаметром отверстий, которые, насверлены в пластине и в корпусе. Этими деталями, вклеивая их модельным клеем, закрепляем пластины с внутренней стороны корпуса катера. Данная операция нужна для того чтобы иметь возможность приклеить кронштейны гребных валов к корпусу эпоксидной смолой. В процессе отвердевания эпоксидной смолы имеется возможность контролировать положение кронштейнов и при необходимости корректировать его. Так же после полимеризации смолы не произойдет деформации пластикового корпуса и смещения кронштейнов. Затем можно разметить и вклеить на циакрине гельмпортовые трубы. Затем для герметизации и укрепления клеевых соединений прокладываем их двухкомпанентной эпоксидной шпаклевкой Epoxy Putty фирмы Tamiya.

Теперь можно зашпаклевать места установки дейдвудных труб и пластин под кронштейны. Для этого я использую двухкомпанентную автомобильную шпатлевку BODY SOFT.

Автомобильная шпатлевка BODY SOFT застывает довольно быстро, уже через несколько часов можно обработать корпус. Я такие вещи делаю на ночь, чтобы к следующему вечеру все точно отвердело.

Изготовление моторамы

Следующий этап — изготовление моторамы и установка на ней электромоторов. Коллекторные электродвигатели я купил в нашем магазине «Хобби», по всей видимости они китайского производства. Установить их тип не представляется возможным, могу только сказать, что на ценнике было написано напряжение питание 3-12V.

По типоразмеру что-то подобное используется в CD-ROMах. Кстати, выбор двигателей очень ответственный момент при постройке радиоуправляемой модели катера. Нужно стараться подобрать электромоторы таким образом, чтобы при планируемом Вами напряжении питания и минимальном потребляемом токе они обеспечивали достаточный крутящий момент. На данном этапе также можно произвести компоновку модели. В корпусе расположить массо-габаритные макеты электромоторов, приемника, рулевых машинок и батареи питания. Эту операцию можно проводить в ванной. Нужно добиться того, чтобы модель располагалась в воде как можно ближе к ватерлинии. Так же надо избегать кренов и дифферентов. При этом, не забыть о доступности элементов аппаратуры и ходовой части после приклейки палубы. На этом этапе необходимо продумать съемные узлы для доступа к ним. Например, надстройки или еще каких-либо другие элементы конструкции. Так же необходимо заранее продумать о герметичности всей конструкции. Я выбрал схему со всей съемной основной палубой и фальшпалубой из оракала. Данная схема была уже неоднократно проверена и доказала свою жизнеспособность. Вернемся к мотораме, ее я изготовил из фольгированного стеклотекстолита. Были перпендикулярно припаяны две пластины и между ними, для прочности конструкции, припаян уголок-подкос. Двигатели к раме крепятся болтами M2.

Сначала из фольгировнного стеклотекстолита была вырезана основа, к которой будут крепиться двигатели. В ней просверлены четыре отверстия под болты М2 и два отверстия под круглую часть корпуса двигателей. Затем, из фольгированного стеклотекстолита, изготавливаем часть, которая будет крепиться к бобышкам, установленным на корпусе модели. В ней я просверлил два отверстия для крепления, но все же, лучше подумать, где расположить третье отверстие. Все-таки крепление на три точки более надежное. Затем припаиваем эти две детали под углом 90 градусов и устанавливаем между ними уголок для жесткости. Как показала практика, деталь к которой крепятся моторы лучше сделать из более толстого материала, для жесткости.

Вот так выглядит этот узел в сборе с электромоторами.

Сама рама крепится к корпусу радиоуправляемой модели катера на бобышки из оргстекла с резьбой М3.

Установка гребных валов и кронштейнов

Теперь нужно собрать узел дейдвуды — валы-кронштейны. Для своей радиоуправляемой модели катера Schnellboot S-100 я использовал валы диаметром 2 мм фирмы Gaupner. Чтобы их не погнуть и не повредить во время подготовитель работ, для установки и подгонки ходовой части модели, использовались спицы от велосипеда, диаметр которых тоже 2мм. Так как дейдвудные трубы уже вклеены в модель, сейчас предстоит зафиксировать кронштейны гребных валов. Для этого вставляем валы из велосипедных спиц в дейдвуды, устанавливаем кронштейны на место и загибаем их разрезанные части внутри корпуса.

Затем проверяем легкость вращения валов в этой системе. При необходимости выставляем и подгибаем кронштейны как нужно. В конечном итоге надо добиться, чтобы валы очень легко вращались во всей этой системе. После, небольшим количеством эпоксидной смолы, наживляем кронштейны гребных валов, приклеивая их к площадкам из текстолита. Во время отвердевания смолы постоянно контролируем легкость вращения гребных валов, при необходимости корректируем положение кронштейнов. Этот этап очень ответственный, так как правильная установка и фиксация системы дейдвуды — валы-кронштейны и легкость вращения валов, в дальнейшем, сильно скажется на ходовых характеристиках модели и повлияет на расход аккумуляторных батарей. После окончательного отвердевания эпоксидной смолы еще раз проверяем легкость вращения вылов, и если все в порядке, окончательно фиксируем кронштейны, хорошо проливая место склейки на текстолитовых площадках эпоксидной смолой. На этом фото показан узел с уже загнутыми и вклеенными на эпоксидную смолу кронштейнами.

Следующий этап, после фиксации кронштейнов, установка моторамы с двигателями. Для этого сначала, на токарном станке, точим бобышки и нарезаем в них резьбу под винты, которыми будет крепиться моторама. На фото выше видно, что бобышки уже установлены в корпус. Опишу несколько подробнее процесс их установки. Бобышки я сделал из оргстекла, а резьба нарезана под болты М3. Для упрощения процесса установки моторамы с двигателями делаем две простые приспособы. На токарном станке точим две втулки. Так как у нас гребные валы и валы электродвигателей имеют диаметр 2мм, делаем внутренний диаметр втулок 2мм. Их длина примерно 30мм, а внешний диаметр особого значения не имеет. Затем, при помощи этих втулок, будем соединять валы моторов и гребные валы в одно целое. Прикручиваем бобышки к мотораме, и подгоняя их, выставляем мотораму в корпусе, так чтобы гребные валы вращались с максимальной легкостью.

Соединение электромоторов с гребными валами

После установки гребных валов и моторов на радиоуправляемую модель катера, надо подумать об их соединении. Существует несколько различных схем. Можно соединять эти узлы с помощью гибкого соединения, например, пружины или при помощи карданного соединения. Мы будем использовать второй вариант. Для этого на токарном станке, сначала, из стали, выточим две втулки с шариком. Просверлим шарики для дальнейшей установки шпонок из проволоки.

Здесь фото уже установленной детали на валу со шпонкой.

Затем выточим, из стали, две чашки и сделаем пропилы для шпонок. После просверлим чашки, с двух сторон сверлом на 1,6мм, и нарежем резьбу М2 для фиксирующих винтов.

Собираем все детали вместе. На валы выточим ограничивающие втулки и запаяем их так чтобы при навинченных гребных винтах и установленных ограничительных втулках был небольшой люфт.

Далее, на один из концов вала, запаиваем втулки с шариками и вставляем в отверстия проволочные шпонки, так чтобы они легко двигались. Конечный результат Вы видели на фото выше. Чашки закрепим винтами на валах электромоторов. Теперь вставляем валы в дейдвуды, устанавливаем мотораму на место и собираем все вместе.

Следующий этап – изготовление гребных винтов. Как это сделать описано в статье .

Пока будем использовать не обработанные гребные винты.

Сейчас можно подать питание на двигатели и проверить как все работает.

Изготовление рулей для модели

Теперь на радиоуправляемую модель катера Schnellboot S100 надо изготовить рули. На эту модель их надо сделать 3 штуки. По правилам рули и винты можно сделать несколько больших размеров. Если центральный руль вполне достаточной площади, то боковые рули маловаты. Перо имеют форму трапеции, поэтому, сначала из бумаги, сделаем выкройку. За основу можно взять рули из набора и немного увеличить площадь. После примерки выкроек перенесем их на материал, из которого будем делать детали. Здесь лучше применить нержавеющий и хорошо паяющийся металл. Для этих целей я использую листовую латунь толщиной 0,2-0,3 мм. Баллер делаем из велосипедной спицы, ее диаметр 2мм. Одни конец, на длину пера, плющится и обтачивается на электроточиле. Вот такие получились детали, приготовленные к пайке.

Устанавливаем баллер по месту оси вращения и хорошо припаиваем его мощным паяльником к одной из стенок пера. Затем сгибаем перо и запаиваем заднюю кромку, после, припаиваем торцы.

Вот такие получились необработанные детали.

Теперь их надо обработать и придать рулям нужную форму.

По такому же принципу делаем и центральный руль. Он несколько более сложной формы, но суть процесса подобна вышеописанной. Единственное отличие, здесь передняя кромка делается из медной трубки.

В конечном итоге получаются вот такие рули

Герметизация корпуса и обеспечение плавучести

Следующий этап - установка водонепроницаемых переборок в корпус. Это нужно для того чтобы обеспечить радиоуправляемому катеруплавучесть при попадании воды внутрь. Для небольшой модели это особенно критично, так как даже малое количество воды может привести к ее затоплению и возможно потере. Поэтому разобьем внутренний объем на четыре отсека и установим водонепроницаемые переборки из полистирола. Теперь можно провести испытание на плавучесть, для этого будем затоплять отсеки водой.

Затоплен один отсек.

Затоплено два отсека.

Затоплено три отсека.

Как видно на фото, даже при затоплении трех отсеков, часть радиоуправляемого катера осталась на плаву. Из этого следует, что и в такой ситуации возможно спасти модель. Таким образом, она получилась разбитой на четыре отсека: носовой,

второй – отсек электроники,

третий – моторный

и кормовой

с рулевой машинкой и приводами рулей. Но что бы не допускать попадания воды внутрь, необходимо, заранее, хорошо герметизировать корпус. Для обеспечения герметизации внутреннего объема, путем заклейки корпуса оракалом, к бортам приклеим бортик из полистирола. Для получения доступа к отсеку электроники, после приклейки носовой части палубы, в переборке делается люк, поднимающийся вверх. А для возможности съемки гребных валов в ней делаются отверстия, которые потом будут заклеиваться оракалом.

Установки рулевой машинки и электроники

Теперь наступило время установки рулевой машинки и электроники на радиоуправляемую модель катера Schnellboot S100. Для этого, сначала, продумаем как ее крепить серво привод. Я сделал три стойки-кронштейна из толстого литника и усилил их крепление уголками из полистирола. Саму раму сделал из пластиковой заглушки от компьютера. Она имеет форму уголка и получилось вполне удобное крепление.

В качестве сервопривода использовал китайскую рулевую машинку HXT-500, весом 8 грамм. Тягу сделал из проволоки диаметром 1мм с защелками из авиамодельной корды.

Устанавливаем все на место, раму крепим саморезами к стойкам из литников.

Во втором отсек отсеке размещаем электронику. Там будут располагаться приемник и регулятор хода.

Палуба с главной надстройкой пока не установлена, но в дальнейшем они будут вклеены и для возможности установки и снятия электроники, в переборке, сделан поднимающийся вверх люк.

Аккумуляторы для модели расположим в моторном отсеке. Чтобы батарея не мешала вращению гребных валов, сделаем подложку-перегородку, тоже из компьютерной заглушки. По бокам, чтобы аккумулятор не болтался, проложим полоски из пористого упаковочного материала.

Теперь радиоуправляемая модель катера Schnellboot S100 готова к ходовым испытаниям.

Видео ходовых испытаний

Продолжение следует…

Мое увлечение радиоуправляемыми моделями началось с постройки катера на радиоуправлении. Многим моделистам известен такой журнал как «Моделист конструктор». В одном из номеров за 198Х какой-то год я прочитал статью про спортивный катер и тоже захотел построить такой же. На страницах были приведены в масштабе необходимые чертежи. Вот что из этого получилось.

В связи с тем, что те годы прошлого столетия были достаточно тяжелые и для модели трудно было найти нужные детали, то все строилось из подручных материалов. Регуляторов и моторов вообще не было. Но буду последовательно вести рассказ.

В кружки и дом пионеров я не ходил, мастерил потихоньку дома. Про стеклоткань конечно слышал, но родители сказали это вредно и больше не обсуждается. Поэтому перевел все чертежи на толстый картон, нарезал на пенорезке кубиками пенопласт. Собрал шпангоуты вместе с пенопластом и прошелся пенорезкой.

Пенорезка была самодельная, между двух опор натянул нихромовую тоненькую проволоку, через которую пропускал ток от мощного 12 вольтового блока питания.

Далее все оклеил плотным картоном. Пропитал все лаком, предварительно открытые участки пенопласта покрыл ПВА, чтобы пенопласт не растворился. Шпангоут, где предполагался двигатель, сделал из стеклотекстолита. Корпус получился очень легким и достаточно прочным. Длина модели 800 мм, ширина 240 мм.

В качестве дейдвуда использовал алюминиевую трубку диаметром 10 мм, в которую после некоторых доработок напильником встали подшипники. В верхней части сделал масленку с пробкой под винт. В качестве вала использовал металлический пруток, на который нанес резьбу М4. В дейдвуд шприцем залил густое масло, от отцовской машины.

Киль сделал сам, к стержню припаял кусочек фольгированного стеклотекстолита. Также установил два подшипника для легкости хода.

На день рождения родители подарили первую серьезную двухканальную аппаратуру пистолетного типа Acoms на 27MHz с встроенным BEC-ом и двумя стандартными сервоприводами.

Мотор был первоначально установлен низкооборотистый на 12v, его характеристики мне были не известны, но крутящий момент был не маленький.

Лючки сделал быстросъемными, с одной стороны задвигаются, а с другой - на винтовых соединениях.

Регулятор с реверсом сделал сам примитивно просто. Взял тумблер от старого прибора на три положения. Разобрал, ослабил пружину, просверлил в ручке отверстие и присоединил тягу от сервопривода. Настроил в аппаратуре расходы. Работает как часы, чистая механика. Конечно, можно поспорить относительно данного решения, но напомню, что это делалось много лет назад.

В качестве винта использовал самодельный из гнутого металла, но спустя некоторое время мне удалось купить винт из латуни, результат ошеломил. Диаметр винта 40 мм.

Переделок много не последовало, нужно было только состыковать валы. С этой задачей позволил справиться гибкий соединитель, до этого были и шестеренки, чтобы повысить обороты, и карданная передача.

Аккумулятор использовал от машинки NiMh 7,2 3000mAh.

Но радость от скоростных заплывов была недолгой. Вдалеке от берега из катера пошел дым.

Уже на берегу осмотр показал, что горят провода и сильно греется мотор. Такого я еще не видел ни разу.

Взамен поставил толстенные провода в силиконе, плюс ко всему решил сделать систему водяного охлаждения. Купил медную трубку в автомагазине от тормозной магистрали. Плотно накрутил на двигатель. В транце сделал ввод и вывод. На киль припаял кусочек трубки. Соединил все резиновой трубкой из того же автомагазина. Тесты в ванной показали работоспособность системы, вода нагнетается в систему охлаждения от гребного винта.

На высокой скорости стало заплескивать воду в катер, пришлось все лючки перед заплывами заклеивать липкой лентой. При смене аккумуляторов ленту приходится переклеивать на борт для повторного использования, поэтому появляются пятна от частичек клея липкой ленты. Периодически приходится чистить корпус лодки.

Каждым летом рассекаю по водным просторам.

С момента постройки и по сей день катер существует, изменений в конструкцию не вносил. Одним словом, радует глаз и навевает приятные воспоминания о проведенном времени.

Приветствую, мозгочины! Сегодня расскажу вам, как я своими руками создал Arduino-поделку — радиоуправляемый катер с опцией автопилота.

По сути, это мозгоруководство о создании автопилота на микроконтроллере Arduino, который можно установить в любую модель, тем самым превратив ее в радиоуправляемую поделку , даже не просто поделку, а автономного дрона. На сборку данной мозгоподелки меня вдохновили такие робо-катера как UBC Sailbot и Scout, который кстати, совершил успешный трансатлантический рейс.

Весь процесс создания катера с автопилотом занял у меня более года, и за это время я приобрел много знаний по теории автопилотирования и схемотехники, и думаю, что в один прекрасный день я применю их на настоящем катере моего отца.

Окончательная, завершенная версия катера с автопилотом основывается на решениях трех прототипов, первый из которых самый простой по схеме и коду, остальные более доработанные. Финальный катер представляет собой полнофункциональную радиоуправляемую модель, которая успешно плавает по глади пруда, что я постарался отобразить на фото. Эта версия хотя и окончательная, но может быть доработана и усовершенствована, как с точки зрения кода, лодку нужно научить следовать маршруту, а не просто от точки к точке, так и с точки зрения электроники, можно поставить акселерометр, чтобы он компенсировал наклон от компаса.

Шаг 1: Видеопрезентация

Небольшое видео обозначит направление этого мозгопроекта :

Шаг 2: Прототип 1

Первый катер, то есть прототип 1, был самый простой по исполнению и должен был уметь:

• считывать GPS-координаты своего положения
• считывать азимут с компаса
• управлять сервоприводом руля
• использовать руль для следования курсу

А так же на нем я тестировал формулы маневрирования для создания действующего автопилота. Основой прототипа 1 был микроконтроллер Arduino Uno, в финальной версии я использовал ATmega328.

Считывание GPS-координат

На первом прототипе я установил самый дешевый GPS-модуль который смог достать, это UBlox PCI-5. Для его монтажа нужно было лишь припаять четыре провода к задней стороне платы, подсоединить их к Arduino и прикрепить антенну. Для обработки поступающих данных я использовал библиотеку TinyGPS ++ , которая позволила мне получить координаты текущего положения, скорость, направление и много другого! Подробнее о установке этого модуля, который кстати я использовал и в прототипе 2, вот в этом моем мозгоруководстве .

Считывание азимута

Чтобы получать данные с компаса я использовал HMC5883L , который легко подключается к микроконтроллеру через I2C. Как именно он устанавливается и как с ним работать хорошо описано и

Управление сервоприводом руля

Контролировать сервопривод руля с помощью Arduino очень легко , но если только вы не используете библиотеку SoftwareSerial, которая нужна для TinyGPS ++, и которая конфликтует с одним таймеров Arduino! Запущенная SoftwareSerial мешает работе любого сервопривода использующего стандартную библиотеку, и решением данного мозгоконфликта является использование библиотеки PWM Servo library.

Формулы алгоритма автопилотирования

В прототипе 1 я применил несколько функций, которые позднее станут критичными. Эти функции используют формулу Хаверсина для расчета таких параметров как расстояние между двумя точками, направления от одной точки к следующей и реальный азимут по данным компаса. Более подробно об этих формулах в этой статье .

Сборка компонентов

Компоненты первого прототипа я разместил на деревянном каркасе (см. фото), и теперь, зная положение этого каркаса-автопилота и сравнивая с заданным, можно поворачивать руль и сохранять заданный маршрут. Это будет полезно в дальнейшем для навигации по GPS-координатам.

Шаг 3: Прототип 2

Довольный результатами первой поделки я решил создать прототип 2 с программными доработками автопилота. Целями для второй самоделки были:

• плавание по заданным GPS-кооддинатам
• работа автопилота от аккумулятора
• тестирование и запись данных автопилота

Конструкция автопилота также претерпела некоторые изменения — была добавлена макетная плата ProtoSheild, на которую я установил сам Arduino и компас. Все компоненты смонтировал на фанерное основание и “упаковал” в пластиковый контейнер.

В этот же контейнер я попытался добавить приемник дистанционного управления, но безуспешно из-за нехватки свободного места.

Плавание по заданным GPS-кооддинатам

Код для Arduino я написал таким образом, чтобы он поворачивал руль по направлению к следующей точке заданного маршрута: используя GPS-координаты для вычисления соотношений последующих точек и сравнивая их с компасом, вычисляется поворот руля. Если вычисленное значение правее, на 90 градусов, то руль повернется на 60 градусов. Если вычисленное значение левее, на 270 градусов, то руль повернется на 120 градусов. Если же значение находится между 330 и 30 градусами, то руль будет поворачиваться экспоненциально сохраняя положение прямо.

Все это будет происходить в цикле, примерно так (этот код обобщенный):

While(distanceInMeters(gpslat, gpslong, waypointlat, waypointlong) < 5) { int bearing = GetBearing(); int heading = GetHeading(gpslat, gpslong, waypointlat, waypointlong); bearing = RealBearing(gpslat, gpslong, bearing); RudderTurn(RudderAngle(bearing, heading)); }

Пояснение кода таково: если расстояние между катером и следующей точкой более 5 метров, то складывая азимут катера и азимут следующей точки, получается действительный азимут, оба азимута посылаются функции the RudderTurn function, которая вычисляет нужный угол поворота и соответственно поворачивает мозгоруль .

Установка аккумулятора

Запитать Arduino от аккумулятора довольно просто. Для этого на микроконтроллере есть контакт Vin, и на него можно подать до 20В постоянного тока. У меня была литиевая батарея на 12.6В, к которой я припаял разъем и подключил ее к контакту Vin на Arduino.

Шаг 4: Тестирование прототипа 2

Для того чтобы проверить прототип в действии я установил два светодиода, первый из которых будет светиться когда зафиксируется GPS-координата, а второй, когда будет достигнута эта точка.

Испытание прототипа

Пробы своего автопилота я проводил на местном поле. К своему ноутбуку я подключил автопилот и запустил последовательный монитор (часть программного обеспечения Arduino), который записывал GPS-координаты все время следования по заданным точкам. Я пользовался рулем который направлял меня к следующей точке, и я поворачивал, словно это был мозгокатер.

На представленных фото обозначен маршрут тестов. Если я оказывался ближе чем 5 метров к нужной точке, то автопилот переключался и начинал навигацию к следующей точке. В процессе этих тестов код поделки претерпел довольно много незначительных изменений.

Для конвертации последовательного текста в путь Google Earth, я импортировал текст в Excel, сохранив файл и далее следуя указаниям Earthpoint , преобразовывал файл в формат KML.

Шаг 5: Первое судно

Судно, которое я сделал первым для этого проекта, было больше экспериментом, чем действующим прототипом. Просто я хотел посмотреть, смогу ли я создать функционирующий аэроглиссер самостоятельно или придется покупать.

Почти все детали судна, включая палубу, вырезаны из пеноматериала. Для тяги мотор сначала я взял щеточный, но потом заменил его двигателем без щеток с пропеллером 5х3. Этот 9-ти граммовый сервомотор я смонтировал на задней панели, а для проводов идущих к нему в контейнере высверлил отверстие. Но в конце концов, эта самоделка не отправилась в плавание… Дело в том, что система ESC, которую я планировал использовать сгорела во время инцидента другого мозгопроекта , да еще GPS модуль наотрез отказался работать на поверхности пруда.

Шаг 6: Модифицированный катер

А теперь снова вернемся к чертежам катера! На известном онлайн-ресурсе я купил новый катер. В комплект к нему входили никель-металл-гидридный (Ni-MH) аккумулятор на 7.4В, зарядное устройство, передатчик и плата приемника. С передатчиком возникли небольшие проблемы — нужно было найти 12 батареек АА, и я остался разочарованным не работающим катером. Но, для проекта это не критично и я продолжил.

Я выпаял два Н-канальных MOSFET-транзистора из цепи приемника, они пригодятся позднее. После этого обрезал все провода и загерметизировал горячим клеем все щели и трещинки, которые нашел в корпусе катера.

Два двигателя катера имели сложную систему охлаждения — очень шумный пропеллер, который нагнетал воздух на двигатели, еще на моторах стояли шунтирующие конденсаторы, и оба этих момента работали в мою пользу. А вот для маленького переключателя на верхней стороне мозгокатера я не нашел более достойного применения.

Далее встал вопрос безопасного размещения прототипа и для его решения я использовал небольшую досочку к низу которой, в районе двигателей, приклеил деревянную палочку, а еще к доске и к корпусу катера приклеил застежку-липучку, удерживающей силы которой хватит для “спасения” автопилота при переворачивании катера.

Шаг 7: Прототип 3

Одним из недостатков двух предыдущих прототипов была медленная скорость обновления, то есть скорости реакции. Руль недостаточно быстро реагировал на изменение маршрута и этот момент был включен в список целей и задач нового прототипа:

• увеличение скорости реакции автопилота
• добавление контроллеров моторов
• программирование совместной работы двигателей
• установка приемника

Увеличение скорости реакции

Единственный минус библиотеки TinyGPS ++ это медленность. Проблема в том, что Arduino Uno не может выполнять две вещи одновременно (в принципе может, на деле — нет). Простым решением может стать еще один микроконтроллер Arduino, который с помощью библиотеки TinyGPS ++ будет обрабатывать данные GPS, а затем отправлять параметры на первый микроконтроллер автопилота. Но у меня не было еще одного Arduino.

Arduino Uno это, по существу, чип ATmega328 и еще несколько дополнительных компонентов. Зная это можно создать свой собственный Arduino на макетной плате. И для этого есть хорошее мозгоруководство .

К собранному самостоятельно Arduino, так же как и “старый” модуль, я подключил новый GPS-модуль Ublox NEO-6M. Для программинга самодельного Arduino использовал библиотеку Bill Porter’s Easy Transfer library , а “связал” оба микроконтроллера одиночным проводом, то есть односторонним последовательным соединением. Этот самодельный Arduino повысил скорость реакции автопилота с 4 Гц до 50 Гц!

Добавление контроллеров двигателей

Мне очень понравилась плата ProtoSheild для Arduino Uno, которую я использовал, но оказалось, что она не имеет достаточного пространства для крепления двух контроллеров двигателей. Поэтому я убрал эту мини-плату, и поставил другую, больших размеров.

Электроцепь контроллеров двигателей проста: МОП-транзистор (MOSFET), с помощью ШИМ, контролирует среднее напряжение, идущее к двигателю. Резистор 1кОм ограничивает силу тока чтобы не перегорел Arduino, а резистор 10кОм удерживает MOSFET закрытым, когда отсутствует входящий сигнал.

Программирование взаимодействия моторов

У данного катера отсутствует штурвал, то есть руль, и вместо него для управления используется два мотора. Их то я и решил задействовать, а не устанавливать сервомотор для управления. Контроллеры моторов я уже собрал, осталось только запрограммировать Arduino для управления этими контроллерами.

Программирование я начал с написания макета программы в начал с Visual Studio. По мере написания я отладил код, и в конце концов добился взаимодействия двигателей. Оставалось только переделать код с VS на Arduino, но это не трудно, так как языки C # и C ++ очень близки.

Установка приемника радиоуправления

На прототип я смонтировал приемник ДУ для ручного управления самоделкой . Это тоже довольно просто сделать, нужно лишь считывать входящие значения функцией pulseIn и “научить” реагировать автопилот на эти значения.

Испытание прототипа

Прототип автопилота я установил внутри катера, подключил двигатели к контроллерам и запрограммировал маршрут плавания по местном пруду. После прохождения трех точек, поделка перестала работать и “сгасла”. Оказалось, что высокое напряжение от аккумулятора (12 В) “спалило” регуляторы напряжения 5 В.