【征集令】ESP32CAM ROV 水下无人机 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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标准版 【征集令】ESP32CAM ROV 水下无人机

简介:一款基于ESP32CAM的简易ROV,配备200W像素WiFi图传与高亮LED,可用于水下拍摄。当前版本仅用于测试防水与结构,(在白嫖JLC的情况下)成本≤¥200。

开源协议: GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2022-07-02 02:42:24
更新时间: 2023-11-14 19:15:12
描述
2022年7月30日更新:总算做出来了
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ROV内部的主控
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亮灯测试。这个真的是项目败笔。对于大功率LED把握不到位,长时间工作会导致亚克力镜片以及3D打印外壳变软。下次好好考虑散热才行。
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紧凑的内部结构。由于外壳很小,但是又挂载了4个电机、1个大功率电机,不得已选择了25C但只有2000mAh的电池。且没有低压保护,所以每次玩都提心吊胆,担心过放电。
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各个方向的视角
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下水测试。玩一会儿可以,但是泡一个晚上就进水了。应该是FDM的局限性。
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深潜模式(SMA延长线模式)。考虑到图传质量和防水性,我觉得用天线在水面玩也挺好的。
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图传与控制页面。代码参考dronebotworkshop,直接按照电路板改引脚定义即可。
ROV装配测试 工程图 v1.jpg
进度:已经完成电路、机构设计。20日当天将会定制非标准件(PCB、3D打印件、板材等)以及采购标准件。计划于7月31日前完成样机。样机完成且验证通过后会将Arduino程序、上位机程序、CAD图纸、BOM一并上传。征集令活动结束后还会不定时更新项目,最终目的是实现在有限预算的前提下(成本≤¥1000)获得较好的ROV水下摄影体验。当前版本仅用于测试防水与结构,(在白嫖JLC的情况下)预计成本≤¥200。
PCB图
如上图所示为本项目ESP32CAM ROV的PCB图。其中14为ROV主控PCB,主要由ESP32CAM、L298N MINI、MINI360以及固态继电器组成,用于实现接收来自上位机的WiFi信号以及反馈图传,控制ROV姿态、运动方向以及LED的开关;13为LED,用于在较暗环境的拍摄。本PCB均使用电路模块,因此体积较大,但这大大节省了设计、验证的时间,有利于快速迭代。
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1:1mm高透亚克力,用于放置ESP32CAM的摄像头。特别注意的是ESP32CAM自备的摄像头排线较短,因此需要额外购置长排线的摄像头才能将摄像头放置在目标位置。摄像头型号为:OV2640。
2:2.5mm高透亚克力,用于放置LED灯珠。为什么是2.5mm厚度?因为2.5mm厚度有现成的且是所需尺寸的亚克力,而不需要额外定制。1中的1mm厚度亚克力也能直接购置。大量使用标准件(能直接购买的零件)有助于降低研发成本。
3:SMA接头WiFi天线。特别注意的是这根天线只能供ROV在水面上的活动,ROV潜入水中时将会失联。后续我会提及下潜控制的妥协方案。
4:IP68防水开关。有点贵,但是不能省钱,否则会进水。当前版本目标下潜深度为1m。
未标注的黑色圆柱:手拧螺栓,方便更换电池/充电。
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4(应该是5):控制ROV上浮、下沉、左右平移的电机。
6:控制ROV前进、后退、左右旋转的电机。
7~8:碳纤维支撑。如果要省钱的话直接用PCB做。对应的PCB文件已经放在工程里面。
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IMG_6208.JPG
我在立创EDA的公众号里面看到有兄弟留言说防水电机比较贵。要降低成本必须自己DIY。
灵感来源于@ROV MAKER:要实现防水必须灌黄油。地址:(1) ROV MAKER - YouTube 
A:3D打印桨叶,需要滴一点速干胶固定。
B:黄油存储室,灌黄油防水。
C:370直流电机。
D:黄油存储室,灌黄油防水+1。
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7~8:上面提及的的支撑,PCB图已经放在工程里面。碳纤维或者用2.3mm厚度的PCB做。
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9:硅橡胶垫片,防水用。这个不能省钱必须淘宝找人精准切割,否则会进水。不能活动的地方都用胶水焊死,但盒子里面装着PCB、电池,因此需要打开,不能直接胶水焊死。因为省钱进水直接原地起飞。
10:11.1V(或12V)动力电池。一定要买大电流的那种,同时留意是否有保护电路,没有的话得买BB响。
11:SMA接头。用于安装WiFi天线(水面)或者SMA全铜RG58信号延长线(水下)。带线活动是目前最靠谱的方法,亲测下潜一点都会丢图传丢控制。带线还有一个好处就是水流太大或者丢图传控制导致ROV失控时可以拉回来~
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12:通过电机电线的孔。安装完成后直接用防水胶水焊死。
13:LED PCB,发光用的。
14:放置ROV主控PCB的地方。我用的是标准版,无法导出.stp文档因此未画出。


设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
未生成预览图,请在编辑器重新保存一次
ID Name Designator Footprint Quantity
1 mini360 5V,10V MINI360 2
2 XH2.54-2P_C9900015554 11.1V,FB_A,FB_B,LED,UD_A,UD_B,VIN CONN-TH_XH2.54-2P 7
3 L298N_MINI FORWARD/BACKWARD,UP/DOWN L298N_MINI 2
4 valve1 LED_VALVE 恩爵插针式固态继电器带LED灯 1
5 1WLED灯珠 LED1,LED2,LED3 1WLED灯珠 3

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