Thông báo

**txnghia** · 15-07-2011, 15:26

Theo lịch trình hôm nay thứ Tư là ngày đầu tiên, ngày các đội tập họp và thử nghiệm lại trước khi vào trận thi chính vào ngày thứ Sáu và thứ Bảy. Nhìn quanh sơ thì thấy vẫn còn nhiều đội vẫn chưa sẵn sàng, chỗ này các bạn sinh viên đang loay hoay trên bàn phím vi tính tìm lỗi lập trình, chỗ kia các tay mê điện trẻ trẻ đang lúi húi cắt dây rồi hàn dây nối mạch, đo đo đếm đếm. Mình tranh thủ đi nhanh một vòng để lấy thông tin.

Trưóc tiên, có khu lều “nhà nghèo” vẻ bình dân, thấy dễ tiếp cận, nên đã đến dò chuyện với các bạn ở trường Irvine, California, và đã được hai bạn tiếp chuyện vui vẻ. Trong hình là tàu lặn với phần điện được tháo tách rời ra khỏi thân chính làm bằng nhựa trong suốt. Khi hoạt động, phần điện sẽ được đẩy trược vào phần phân, và có nắp kín ở phía đuôi, chống không để nước thấm vào. Phần phía trước có gắn một camera dùng như một cảm biến ảnh. Bộ xử trung tâm sẽ xử lý ảnh nhận ra tiêu điểm đặt ở dưới nước theo cách thức thi. Các khối nhỏ quanh thân màu đen là động cơ điện quạt nước. Tàu lặn này được trang bị 4 động cơ: 2 động cơ gắn chiều đứng ở đầu và đuôi tạo lực đẩy đưa tàu lên xuống, 2 động cơ dọc 2 bên hông thân như thấy trong hình tạo lực đẩy đưa tàu chạy tới lui. Các loại ổ cắm bên ngoài đều là loại đặc biệt chống nước.

Hỏi vào trong phần điện thì được các bạn cho biết là bộ xử lý chính được dùng là một mạch bo mẹ chíp Atom của Intel chạy trên hệ điều hành Linux. Một đĩa cứng nối cáp SATA màu đỏ với bo mẹ. Phía trên đĩa cứng là bộ cảm biến gọi là IMU (Inertial Measuring Unit). Bộ cảm biến này gồm cảm biến gia tốc 3 trục, cảm biến tốc độ xoay gyro 3 trục, và cảm biến từ trường 3 trục. Các cảm biến này kết hợp 9 trục đo lại, cho biết về độ nghiên, độ dốc và hướng. Bộ cảm biến này kết hợp với một số cảm biến khác được trang bị trong tàu lặn giúp chức năng di chuyển trong nước được nối về bộ xử lý chính qua các ngõ USB. Mình quên không hỏi sâu về các cảm biến khác ở lều này. Để dành hỏi thêm các đội khác. Các động cơ cũng được điều khiển qua ngõ USB. Có một mạch điện chuyển giao diện USB thành tín hiệu PWM lái mạch công suất cho 4 động cơ. Bốn động cơ có thể được điều khiển tốc độ và chiều xoay làm tàu di chuyển theo hướng và độ sâu theo ý muốn. Trong hình còn thấy các bạn độ bộ tản nhiệt bằng chất lỏng, dẫn nhiệt từ CPU ra bên ngoài nước qua các ống dẫn và một máy bơm.

Sau khi cảm ơn và chúc may mắn đến các bạn sinh viên đã giải thích cho mình, mình đến thăm lều của các bạn từ trường kỹ thuật Dehli, Ấn Độ. Năm nay thấy các bạn Ấn Độ này khá hơn mấy năm trước. Nhìn tàu lặn của họ từ trong ra ngoài rất thô sơ. Có năm họ còn dùng cả các bảng mạch điện bằng gỗ nữa, và mình chỉ thấy đặc biệt ở đội Dehli này. Như các bạn làm việc rất nghiêm túc và chăm chỉ.

Trong hình là mạch điện chính được đặt trong một hộp ngăn chống nước màu cam, và hộp này cũng là thân của tàu. Ta thấy các bạn không dùng một bo máy tính có sẵn như các bạn trước mà họ tự làm mạch. Thấy có con chíp màu đen to to, hình như làm một vi điều khiển. Còn lại là các phần mạch làm sẵn (module) cũng được gắn chung trên một mạch chính có vi điều khiển. Các cổng nối tiếp RS232 được dẫn ra bên ngoài giao diện với các bản biến. Một cục to vuông xanh dương là pin cấp điện cho tàu hoạt động. Khi nắp được đậy kín, toàn bộ thân tàu màu cam giữ kín nước. Các cắm đưa tín hiệu điện đến động cơ và tín hiệu cảm biến về bộ xử lý.

Bên cạnh bạn Ấn Độ là đội tàu lặn của trường đại học từ tiểu bang Montana của Mỹ.

txnghia
15 tháng7, 2011

**txnghia** · 16-07-2011, 16:54

Tìm hiểu tàu lặn của đội AUVic

Cạnh bên nữa là đội AUVic đến từ Canada. Trường Đại học AUVic thuộc chi nhánh của Đại học Victoria, Canada. Nhánh này được lập ra và quản trị bởi một nhóm sinh viên, và chuyên nghiên cứu và khai triển tàu lặn tự động. Có lẽ đây là trường có một không hai trên thế giới. Chính vì thế Canada rất mạnh về kỹ thuật robot, về cơ khí nói chung và tàu lặn nói riêng phục vụ khai thác các vùng biển bao quanh nước họ. Họ làm việc với tâm hướng hoàn thiện tàu lặn tự động.

Ngày nay rất nhiều loại tàu lặn hoạt động phải cần người điều khiển trực tiếp có mặt bên trong tàu hoặc điều khiển từ xa. Vấn đề là khi ở dưới nước biển, mọi liên lạc vô tuyến đều rất hạn chế. Điện tích ion trong nước muối làm nước biển có tính dẫn điện như kim loại, làm chận sóng điện từ. Mọi liên lạc vô tuyến ta thấy thường ngày dùng trên mặt đất đều không áp dụng được với tàu lặn. Dó đó liên lạc bằng sóng âm trở nên một trong những phương pháp liên lạc duy nhất. Trong các tàu ngầm khi hoạt động thì thường có cả một đội và máy móc, nghe, nhìn, và phân tích các sóng âm truyền đến các cảm biến sóng âm đặt xung quanh thân tàu. Sóng siêu âm (sóng âm tần số cao) được lồng tín hiệu để truyền từ tải dữ kiện, và tốc độ truyền và khoảng cách truyền thì rất là thấp. Với kỹ thuật tín hiệu số hiện nay, thiết bị hiện đại có thể truyền tốc độ 10kbps (kilobit mỗi giây) trong khoảng cách chừng 300 m. Một thiết bị nhanh kỷ lục, nó cần một năm để truyền tải 5GB dữ kiện. Khi truyền và thu tín hiệu âm các bộ phát và thu cần phải hướng về nhau, và phải nằm trong góc phạm vi cho phép. Do đó người ta có thể truyền một số các lệnh, thông tin đặc biệt hoặc gói dữ kiện nhỏ.

Để truyền các dữ liệu hình ảnh, người ta dùng cáp nối, có thể cáp thường hoặc cáp quang, từ trạm giám sát đến tàu lặn. Và điều này làm giới hạn phạm vi hoạt động của tàu lặn.

Do đó mục tiêu hoàn thiện tàu lặn tự động là rất quan trọng trong kỹ thuật khai thác dưới nước, như tâm hướng của trường AUVic và hướng phát triển chung của ngành tàu lặn.

Bây giờ hãy điểm qua các bộ phận và chức năng của tàu lặn của AUVic. Về phần chuyển động, tàu dùng 4 động cơ đẩy nước loại không chổi quét (Brushless Thruster). Các động cơ này chạy 12 đến 19.5V, dòng cao nhất 3 tới 5A, có thể làm việc ở độ sâu 150m. Giá mỗi cái cỡ 1500 USD (theo giá từ nhân viên của một hãng chế tạo tàu lặn chuyên nghiệp Seabotic). Loại động cơ này được tích hợp bộ điều khiển và bộ lái động cơ bên trong thân của động cơ.

Động cơ có bốn dây, 2 dây cấp điện và 2 dây tín hiệu điều khiển. Mình thấy một đội khác không dùng loại brushless mà dùng loại động cơ DC brush có chổi quét. Loại này rẻ hơn gấp ba, không có tích hợp bộ điều khiển và bộ lái công suất.

Về phần cảm biến thì cảm biến IMU (3DMG Inertial Measurement Unit) và bộ chỉ hướng kỹ thuật số (SP3003D Digital Compass) kết hợp cho biết độ nghiên, độ dốc, và hướng. Trong bộ 3DMG, ba loại cảm biến chính được tích hợp là cảm biến gia tốc, vận tốc xoay, và từ trường. Bộ cảm biến IMU này cũng thường được dùng trong các robot di động khác trên đất và trên không. Bộ này cũng đã cho biết số đo đầy đủ có cả chỉ hướng, nhưng thiết kế của đội này lại cần thêm một bộ chuyên cảm biết chỉ hướng SP3003D. Có lẽ vì vấn đều của cảm biến từ trường bị nhiễu. Vì cảm biến từ trường này đo độ từ trường của trái đất để định hướng, nhưng vì khi đặt gần các bộ phận có từ tính như sắc, động cơ điện, từ trường của các bộ phận lân cận làm nhiễu số đo từ trường trái đất, gây sai số. Bộ chỉ hướng SP3003D có thể đặt ở một vị trí xa vùng bị nhiễu và có thể có độ chính xác cao.

Bộ cảm biến IMU 3DMG của hãng MicroStrain

Bộ chỉ hướng kỹ thuật số (digital compass) của hãng Sparton.

Cảm biến áp suất (pressure sensor) cho biết độ sâu. Xuống càng sâu, áp suất càng tăng. Cảm biến này có thể co biết độ sai lệch chừng 20cm.

Cảm biến Doppler Velocity Log (DVL) cho biết vận tốc di chuyển. Đây là một loại cảm biến dùng kỹ thuật Doppler để đo vận tốc, giống như kỹ thuật súng bắn tốc độ của cảnh sát, và rất đắt tiền, khoảng 15000-20000 USD mỗi bộ. Kỹ thuật Doppler dựa vào hiện tượng khám phá bởi nhà vật lý người Áo họ Doppler. Nó là hiện tượng dồn sóng và giãn sóng (http://en.wikipedia.org/wiki/Doppler_effect). Bạn có thể nhận ra hiện tượng này khi bạn đang đứng cố định nghe tiếng còi hụ của xe cứu thương. Khi xe tiến nhanh lại gần vị trí bạn đứng, làm như bạn nghe thấy tần số âm càng lúc càng cao (lúc này sóng bị dồn) và khi xe chạy xa bạn ra thì bạn làm như nghe thấy âm tần số càng càng giảm (lúc này sóng bị giãn). Bộ cảm biến vận tốc doppler dựa trên hiện tượng này.

Bộ cảm biến âm thanh dưới nước (Hydrophones) để dò nguồn phát tín hiệu âm ở dưới đáy hồ thi để định hướng và vị trí di chuyển cho tàu. Họ dùng 2, 3, hoặc 4 cảm biến âm đặt xa nhau một khoảng cách nhất định. Các tín hiệu được nhận vào, xử lý tính toán dựa vào thời gian lệch nhanh hơn chậm hơn của tín hiệu âm để định hướng nguồn phát.

Cảm biến ảnh – camera thu thập dữ liệu ảnh, màu sắc của các vật tiêu điểm dưới hồ, chuyển vê trung tâm xử lý nhận dạng tiêu điểm để thực hiện các chức năng theo yêu cầu cuộc thi như phóng thủy lôi, đánh dấu tiêu điểm.

Tàu còn được trang bị thêm hai bộ cảm biến siêu âm (sonar). Một bộ cảm biến siêu âm nhiều kênh đang được thử nghiệm.

Về phần liên lạc, tàu này dùng cáp quang (Fiber-optic communication) để truyền tải dữ kiện như truyền lệnh, nhận tín hiệu cảm biến, dòng hình ảnh. Cáp quang này chỉ được dùng trong giai đoạn thử nghiệm, tìm lỗi. Khi thi thì cáp không được dùng nữa; tàu thực hiện hành trình tự động.

txnghia
16 tháng 7, 2011

**yakhontvn** · 16-07-2011, 19:27

Hayn đấy,nhưng mà giải pháp trường AUVic là ngon nhất,cũng đang áp dụng trong hải quân việt nam.Nhóm mình cũng đang làm một bộ như thế.Nhưng chỉ thử nghiệm trên dây cáp Lan thoi,nghĩ tới cáp quang rồi nhưng không biết gì về món này!

**txnghia** · 19-07-2011, 16:18

Giao Diện Quang

Cảm ơn các bạn đã đọc bài và quan tâm. Hy vọng Việt Nam mình tự chế và khai triển được nhiều tàu lặn phục vụ khai thác, nghiên cứu và bảo vệ vùng biển của mình. Truyền bằng cáp quang cho tàu lặn có khi còn đơn giản hơn là truyền trên cáp LAN nữa. Tàu lặn đi đến đâu thì cáp quang từ cuộn cáp quang xả đến đó. Khi về thi cáp được thâu lại về cuộn. Có khi cáp quang còn được kèm theo dây giữ tàu cho khỏi bị đứt cáp, giữ tàu không bơi đi lạc mất.

Mình hôm nay tạm dừng viết tiếp về tàu lặn để nói đến truyền tải dữ liệu với cáp quang. Khi chưa biết chưa làm về giao diện quang hay truyền tải quang học thì thấy nó ghê ghê, nhưng biết rồi thì nó cũng đơn giản như bài học vỡ lòng về giao diện kỹ thuật số. Ở đây mình không đề cập nhiều về lý thuyết mà cũng không có khả năng giải thích sâu về quang học mà chỉ nói chút ít căn bản về linh kiện truyền tải bằng quang học.

Từ “quang” cho ta biết đó là cách truyền tải tín hiệu liên hệ đến ánh sáng. Để dẫn một tín hiệu điện từ điểm này đến điểm kia, ta dùng dây dẫn có tính dẫn điện tốt như dây đồng để truyền tín hiệu. Để truyền dẫn một tín hiệu quang ta dùng dây dẫn có tính dẫn quang tốt. Bên ngoài không trung ta nhận thấy ánh sáng đi theo đường thẳng, nhưng với dây dẫn quang ta có thể truyền dẫn quang qua các đoạn uốn khúc đến một nơi mà ta muốn truyền tín hiệu quang đến mà không cần bắt buộc theo đường thằng. Nếu bạn học qua hiện tượng khúc xạ ánh sáng giữa hai môi trường có độ chiết suất khác nhau thì bạn biết ánh sáng bị bẻ lệch đi khi đi từ môi trường này sang môi trường khác, giống như hiện tượng bạn thấy chiếc muỗng như bị gãy khúc nơi tiếp giáp giữa nước và không khí. Và khi ánh sáng từ môi trường hướng đến mặt tiếp giáp giữa hai môi trường theo một hướng nào đó làm thì ánh sáng không đi xuyên qua môi trường kia và bị dội lại, dội lại toàn bộ, ta gọi đó là hiện tượng phản xạ toàn phần. Khi cá ở gần mặt nước, nếu bạn đưa ta đến gần nó là theo một góc thấp, do hiện tượng phản xạ toàn phần, cá sẽ không thấy tay bạn, và nó không bơi đi lẫn trốn.

Quang truyền dẫn trong cáp quang là áp dụng hiện tượng phản xạ toàn phần. Khi ánh sáng truyền vào đầu dây dẫn quang theo một pham vi góc cho phép, ánh sáng không bị đi mất ra ngoài không khí, và do hiện tượng phản xạ toàn phần, ánh sáng dội lại ở nơi tiếp giáp với không khi và đi tiếp, và lại dội và tiếp đến đầu kia như hình minh hoạ ở dưới.

Vì truyền tín hiệu bằng quang có nhiều điểm lợi như truyền được tốc độ cao nhiều Gigabit một giây, không bị nhiễu bởi sóng điện từ, truyền được xa, không cần dây đất, không sinh nhiễu sóng điện từ, khó bị trộm dữ liệu lúc truyền, không bị rỉ sét,… nên thay vì truyền tín hiệu điện trên dây dẫn điện, người ta đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang và truyền đi. Ở đầu nhận người ta lại đổi tín hiệu quang lại thành tín hiệu điện. Điểm bất lợi của cáp quang là đắt tiền, khó chấp nối, dễ gãy khi bị gập khúc, cần có kinh nghiệm xử dụng.

Linh kiện đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang gọi là bộ phát quang (optical transmitter) và linh kiện đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện gọi là bộ nhận quang (optical receiver). Hình dưới là hình một số link kiện truyền (có chữ TX) và nhận quang (có chữ RX) của hãng Avago. Các ống tròn là nơi dây dẫn quang được cắm vào. Bên trong thân khối vuông của bộ phát quang là các điốt phát tia laser. Bên trong thân của bộ nhận quang là các cảm biến quang và mạch khuếch đại tín hiệu. Phía dưới các khối vuông là các chân ra nối vào mạch điện.

Dưới là sơ đồ khối và chân ra của bộ phát quang HFBR-1412Z và bộn nhận quang HFBR-2412Z.

Optical transmitter HFBR-1412Z

Optical receiver HFBR-2412Z

Tín hiệu quang truyền trên cáp quang là tín hiệu số (digital). Tín hiệu điện số ở hai mức “1” và “0”, khi qua bộ phát quang thì nó chuyển thành các xung ánh sáng, bật tắt truyền vào một đầu của cáp quang. Ở đầu kia của cáp quang, bộ nhận xung ánh sáng chuyển tín hiệu quang lại tín hiệu số. Như trong ví dụ ứng dụng hình dưới, tín hiệu điện được truyền vào đệm 75451 để lái điốt phát quang của bộ phát transmitter HFBR-14xxZ. Tín hiệu quang được truyền qua cáp quang dài Distance l và được nhận lại ở bộ nhận receiver HFBR-24x2Z. Tín hiệu điện số ra ở chân số 6.

Hình dưới là một đoạn dây cáp kép dẫn quang, một phát TX và một nhận RX. Phần chính của dây cáp quang là phần lõi của cáp, đường kính chỉ chừng gấp đôi, gấp ba sợi tóc, chừng 200 đến 1000 micro-mét. Phần bên ngoàì để bảo vệ lõi. Phần lõi có thể là sợi thủy tinh hay nhựa tổng hợp, tùy đặc tính và giá thành. Khi rọi ánh sáng ở đầu này, mình có thể nhìn thấy ánh sáng ra ở đầu kia nhỏ li ti như đầu sợi tóc.
Đoạn trong hình dài chừng 1.5m. Có cuộn cáp quang dài hàng chục cây số. Dây cáp quan trong hình là dây kép, mỗi dây đơn bên trong có một lõi. Có cáp quang có hàng chục hàng trăm lõi. Mỗi lõi là một kênh truyền dữ liệu như hình dưới. Một cáp quang nhiều lõi đặt ngầm dưới biển nối Châu Mỹ với Châu Á đủ để truyền lượng thông tin khổng lồ giữa hai châu.

Đoạn trong hình dài chừng 1.5m. Có cuộn cáp quang dài hàng chục cây số. Dây cáp quan trong hình là dây kép, mỗi dây đơn bên trong có một lõi. Một cáp quang như vầy có thể truyền tốc độ nhiều Gigabit/s đủ để nối thông tin cho cả một công ty lớn với thế giới bên ngoài. Có cáp quang có hàng chục hàng trăm lõi. Mỗi lõi là một kênh truyền dữ liệu như hình dưới. Một cáp quang nhiều lõi đặt ngầm dưới biển nối Châu Mỹ với Châu Á đủ để truyền lượng thông tin khổng lồ giữa hai châu.

Hình cáp quang nhiều lõi

txnghia
19 tháng 7, 2011

**yakhontvn** · 20-07-2011, 11:01

cám ơn bạn.Vấn đề mình quan tâm là robot của mình không bơi trong bể bơi,nên việc sử dụng dây là hạn chế của nó! Việc nữa là khi dưới biển không có anh sáng thì vị trí và trạng thái của robot cũng là một vấn đề khá bức xúc đó! Đang đau đầu mong người thảo luận.
Chúc vui !

**txnghia** · 20-07-2011, 16:24

Hy vọng trong mấy bài tới mình có dịp bắt gặp và tìm hiểu các kỹ thuật định vị dùng trong tàu lặn được dùng trong cuộc thi này. Vì chủ đề cuộc thi là về tàu lặn tự động nên vấn đề định vị là đòi hỏi cần có cho mỗi tàu. Hãy chờ xem!

txnghia
20 tháng 7, 2011

**txnghia** · 20-07-2011, 16:29

Thử Nghiệm Tại Hồ Nhỏ

Đây là số hình ảnh ghi nhận trong ngày. Có đội đã sẵn sàng cho cuộc thi, có đội còn đang sửa chữa phần mạch điện, phần cơ khí, có đội đang tìm lỗi lập trình. Trong hình là các đội đang thử nghiệm tàu lặn trong các hồ nhỏ di động, đang lấy số liệu và hiệu chỉnh lại các cảm biến.

University of Southern California, USA

Harbin Engineering University, China

University of Alberta, Canada – ARVP – Autonomou Robotic Vehicle Project

Indian Institude of Technology Kharagpur, India

Embry-Riddle Aeronautical University, USA

???

txnghia
20 tháng 7, 2011

**yakhontvn** · 20-07-2011, 16:35

Thế thì tuyệt quá rồi. Mình đang rất quan tâm tới cái này. Mong tin vui của bạn! Kĩ thuật định vị thì mình đoán lờ mờ ý tưởng.Hy vọng là nó giống như những gì mình nghĩ.Mình còn hai tháng nữa để hoàn thành đề tài với con robot.Hiện thì đã hoàn thành xong mô hình.Truyền ảnh qua Lan và đang code ổn định trạng thái robot! Rât mong trao đổi!
Crazy!

**txnghia** · 21-07-2011, 14:46

Lính Mới

Thường, nếu có nhóm sinh viên cùng trưòng lớp trước đã từng tham dự cuộc thi thì lớp sau rất là “đỡ khổ” vì được trao truyền lại kinh nghiệm “xương máu” và tài liệu quí báu. Đội từ trường Đại học Utal (Utal State University, USA) là một trong những "lính mới", đội tham dự cuộc thi lần đầu tiên, và tất cả bắt đầu từ con số không. Đội chỉ có hai thành viên mà phải quán xuyến hết cả mọi thứ, từ cơ khí, điện tử, lập trình, và ngay cả tổ chức thành lập nhóm. Trước giờ khởi hành lên đường đến điểm thi, hai bạn còn phải chờ cho máy in 3 chiều của trưòng in tạo ra các bộ phận cho động cơ quạt nước. Các đội khác mua sẵn các động cơ chuyên dụng hoạt động dưới nưóc. Đội này muốn tiết kiệm và tự chế, thiết kế riêng động cơ tàu lặn của họ. Giá thành cho mỗi động cơ chỉ dưới 75 đô, thấp hơn nhiều với loại chuyên dụng mua sẵn giá hàng trăm đô.

Khi mình đến, hai bạn nói về thiết kế của họ và cho mình xem các cánh quạt bị gãy do lỗi thiết kế và chọn chất liệu nhựa. Bên trong đồ lòng thì mình thấy dùng loại động cơ một chiều 12VDC. Ở phần trục thấy có một hai lớp cao su ngăn nước. Hai bạn nói là có quá nhiều thứ xảy đến ngoài dự kiến của họ. Như hiện tại đây, hai bạn phải đang ngồi gỡ lỗi phần mềm chương trình điều khiển động cơ, mà đúng ra là phải xong từ lâu. Các bộ lái công suất động cơ được nối về bộ điều khiển trung tâm qua mạng I2C. Mỗi bộ công suất có một địa chỉ điều khiển riêng và được điều khiển độc lập. Khi tôi chuẩn bị bước đi thì nghe tiếng động cơ chạy o o, và thấy mắt hai bạn sáng lên.

Dưới là hình động cơ tự chế. Máy in 3 chiều tạo ra phần vỏ động cơ, phần cánh quạt, và ống bảo vệ cánh quạt và buồng tạo lực đẩy. Các bạn cho biết, để tạo ra các bộ phận cho một động cơ, máy in 3 chiều phải chạy liên tục 16 tiếng đồng hồ. Khối nhựa đặt vào máy, một chương trình vẽ hình 3 chiều được tải lên, và máy in bắt đầu chạy. Các dao cắt và mũi khoan, tự động lần lược đục đẽo khối nhựa để tạo thành các bộ phận động cơ.

txnghia
20 tháng 7, 2011

**txnghia** · 23-07-2011, 17:23

Team SONIA Lands Elusive RoboSub Win
By Danielle Lucey
July 19, 2011http://www.auvsi.org/news/

Trải qua chặng đường 11 năm tham dự, với bốn lần hạng ba và hai lần hạng nhì, đội SONIA từ trường cao đẳng kỹ thuật École de technologie superieure, Canada cuối cùng đạt được cái mà đã trốn chạy họ lâu lắm rồi – Đó là giải nhất cuộc thi tàu lặn tự động RoboSub AUVSI, năm 2011

Tàu lặn SONIA của trường cao đẳng kỹ thuật, Canada

Với kết quả này, SONIA đã làm nên một chiến thắng lịch sử, vượt qua đội rất mạnh từ Đại học Cornell, Mỹ, đội đã chiếm giải nhất tranh tài trong hai năm liên tiếp vừa qua, đưọc một lần nữa tổ chức tại một cơ sở thí nghiệm SPAWAR thuộc hải quân, thành phố San Diego, Mỹ.

Đua tranh với một thiết kế dưới nước hoàn mới, một cấu hình mới cả cơ khí lẫn điện, và gần như bắt đầu từ đầu chương trình phần mềm, và những điều này không cản được bước tiến của họ. Theo anh trưỏng đội Kevin Larose, thì 26 người của đội đã làm việc trong hồ nước khoảng 250 giờ trưóc khi đến cuộc tranh đua này.

“Năm vừa qua chúng tôi muốn đạt được tất cả các chướng ngại, và chúng tôi đã làm việc theo từng trường hợp riêng,” anh Larose nói. “Khi chúng tôi đến đây, đối phó với từng trường hợp một là thử thách chính của chúng tôi, và vì thế năm nay điều chúng tôi làm là xử lý chuỗi các chướng ngại ngay từ đầu năm. … Vi vậy tàu lặn năm nay ổn định và tin cậy hơn rất nhiều, và chúng tôi biết những gì sẽ cần làm vì chúng tôi đã từng trải qua chứng ngại từ lâu rồi.”

Không như nhiều đội tại RoboSub phải chiến đấu với tình hình ánh sáng bầu trời có mây che thay đổi liên tục ở San Diego, SONIA đã hoàn thiện được kỹ thuật xử lý ảnh và điều chỉnh các cảm biến, đáp ứng hoạt động các trường hợp thực tế.

“Việc đầu tiên chúng tôi làm là ghi thâu lại các ảnh của mây, với ánh nắng mặt trời và nhiều điều kiện ánh sáng khác nhau, và ngay khi chúng tôi biết nó trước, chúng tôi sẽ có khả năng điều chỉnh camera đáp ứng tức thời cho cả các trường hợp quá sáng hoặc mây mù,” anh Larose nói.

SONIA, là viết tắc tiếng Pháp cho hệ thống dưới nước thông minh và tự động, hiện nay hướng đến trở thành đội thắng tiếp ở lần tranh tài tới 2012, và chưa có là sinh viên nào phải rời trường năm tới.

Không chỉ là đội có khả năng nhất, SONIA còn chú tâm đến làm bạn với các đội khác và giúp đỡ họ cải thiện, làm tốt hơn tàu lặn của họ.

“Bạn khộng có nhiều thời gian ở hồ nước, và nếu giờ tàu của bạn không hoạt động thì nó sẽ không có phép màu nào lại chạy tốt trong tuần thi.” Larose nói. “Và chúng tôi cảm thấy thẹn cho những người từ rất xa, và đến đây và không có mang những bộ phận và phụ tùng mình cần, và chúng tôi cố gắng giúp họ càng nhiều càng tốt, cho họ mượn các thứ và muốn cho mọi người có khả năng thể hiện được điều họ có thể làm.”

Một trong những đội đó là đội đã biến sự thảm hại thành đội về thắng hạng Tư. Tàu lặn của Đại học Reykjavik, Iceland, bị ngập nước trong đợt thi đầu tiên, nhưng đội đã vùng dậy, làm việc xuyên đêm khởi tạo tàu lặn của họ, đưa họ đến vòng chung kết.

Chỉ là đội tham dự năm thứ hai, Reykjavik đã dùng sáng kiến để cứu tàu sống họ trở lại từ thảm kịch.

“Chúng tôi có một số cơ phận dư, chúng tôii thật may mắn,” đội trưởng Gudmundur Viktorsson nói. “Hầu như toàn bộ các mạch điện tử bị chập trước khi bị hủy, và chúng tôi dùng lại khoảng nửa số linh kiện đó. Và chúng tôi sấy khô tất cả mọi thứ và thống kê các phần bị hư hại. Bộ phận sinh viên phụ trách điện đã thức suốt đêm để sửa chữa. Chúng tôi lấy cả máy chứa dữ liệu để làm mạch xử lý cho tàu lặn.”

Tàu của họ có tên là Robo Love.

Các đây là danh sách các đội thắng và phần thưởng.

1st Place: ETS Team SONIA (awarded $7,000)
2nd Place : Cornell University (awarded $4000)
3rd Place: University of Florida (awarded $3,000)
4th Place : Reykjavik University (awarded $2,000)
5th Place: University of Maryland (awarded $500)
6th Place: University of Rhode Island (awarded $500)
7th Place: United States Naval Academy
8th Place: North Carolina State University

Mayor's Cup for Community Outreach: Carl Hayden High School (awarded $1,000)
Second Chance Award: University of Central Florida (awarded $1,000)
Outstanding Technical Mentorship: University of Maryland ($500)
Hardware is Hard Award: Utah State University (awarded $500)
Innovation on a Budget Award: Mesa College (awarded $500)
Best Paper Award: Kyushu University (awarded $500)

Video về cuộc thi tàu lặn AUVSI 2011
http://www.youtube.com/watch?v=g4idi...embedded#at=28

txnghia dịch
22 tháng 7, 2011

**txnghia** · 26-07-2011, 15:36

Tàu lặn hobby

Một trong những đội mình dừng lại trò truyện lâu nhất là đội SD-RAM từ trường Đại học cộng đồng Mesa College, Mỹ. Ở đây mình bắt gặp một phong thái rất hobby vượt qua kiến thức lý thuyết bên trong cổng trường. Dân hobby là dân đam mê, thích làm một cái gì đó trong những lúc rảnh rỗi như là niềm vui. Ở Mỹ có rất nhiều cửa hàng hobby. Trong đó có đủ mọi thứ, từ cái đinh, con ốc, bánh răng, sợi chỉ, màu sơn cho đến động cơ máy bay, xe máy, tàu thủy cả xăng lẫn điện. Lúc mình mới qua đây, vào những cửa hàng này thấy mê tít con mắt. Bây giờ lâu lâu làm mấy cái project nhỏ nhỏ cũng hay ghé qua mua mấy phụ tùng cần thiết.

Để mình kê ra đây một số cửa hàng bán đồ hobby cho bọn đàn ông con trai, bạn xem thử họ bán gì

http://www.hobbypeople.net/
http://www.towerhobbies.com/
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/index.rc

Trong hình là bạn Nicholas (Ni-cô-las) đang giới thiệu về tàu lặn “không đụng hàng” của mình. Bốn động cơ quạt nước được bảo vệ bên trong bốn ống lon đựng viết và được chụp lên lưới hoa. Mình rất ngạc nhiên bên thấy bên trong đó có các động cơ chẳng có chống nước gì cả, thấy cả các cuộn dây quấn màu đỏ đỏ. Hỏi ra mới biết đó là động cơ brushless không chổi quét của dây hobby. Nicholas nói, động cơ xuống nước vẫn hoạt động vẫn được. Bốn động cơ này đẩy tàu chạy tới lui và quẹo. Hai bộ phận đưa tàu lên xuống là hai máy bơm nước màu đỏ, có ống đẩy nước màu trắng ở hai bên hông tàu. Phía trước ngực có đeo một dây chuyền bằng, có lẽ để giữ thăng bằng

Đây là hình của một động cơ giống như trong tàu lặn của đội này (có bán ở Hobby King). Động cơ này được gọi là Outrunner motor vì vành bên ngoài xoay. Bên trong gồm các cuộn dây đứng cố định. Động cơ chạy nhờ một mạch điện tử bên ngoài, qua 3 dây dẫn, lái các cuộn dây theo thứ tự, tạo pha, tạo điện từ trường xoay xung quanh phía ngoài các cuộn dây. Vành bên ngoài là vòng nam châm vĩnh cửu. Lực tác động giữa của nam châm vĩnh cửu và vòng điện trường xoay làm vành bên ngoài xoay. Nó tương tự như quạt trần có cuộn dây sta-tơ ở bên trong và ro-to xoay bên ngoài. Nó khác quạt trần là ro-to xoay bên ngoài không phải là nam châm vĩnh cửu mà là các lõi sắt từ. Quạt trần không cần mạch điện tử, mà dùng tụ lệch pha và cuộn dây lệch pha để tạo từ trường xoay. Ro-to quạt trần xoay bên ngoài có được lực đẩy vì có từ trường sinh ra do hiện tượng cảm ứng từ.

Về phần điện mình lại thấy nó quen quen. Thấy một chíp vi điều khiển PIC của Microchip trên một mạch điện hiệu IOIO. Một số dây ra màu cam từ mạch điện đi ra, nối với các cảm biến và mạch điều khiển động cơ. Một dây USB màu đen nối đến một đầu cắm đặt biệt.

À, thì ra đầu cắm đó được cắm vào một điện thoại di động. Ở trên mạng thấy có nhiều người hack, mày mò ra cách để xử dụng các bộ phận linh kiện sẵn có trong trong điện thoại, nhưng đây là lần đầu tiên mình thấy dùng cho tàu lặn. Thật là tiện! Bạn Nicholas giải thích “các cảm biến như là bàn chỉ hướng, camera, và chương trình xử lý và điều khiển được thực hiện trên điện thoại này.” Mạch IOIO có PIC đóng vai làm một USB chủ (host) và điện thoại đóng vai một thiết bị USB (device). Khi đầu cắm được cắm vào, USB chủ sẽ thực hiện hàng loạt các bước giao diện, nối kết, và sau đó là từng gói dữ kiện được gởi qua lại từ điện thoại đến vi điều khiển PIC. Vì PIC là chủ, nên các chương trình của PIC chủ động gởi lệnh đến điện thoại, và điện thoại thực hiện theo lệnh, tính toán, và/hoặc gởi về các dữ kiện. Trong hình ta thấy mạch điện PIC IOIO, cắm vào điện thoại di động, và pin được đựng và bảo vệ trong một hộp màu vàng.

Đây là trang link thêm thông tin về mạch IOIO
http://www.sparkfun.com/products/10585

Trang web sparkfun http://www.sparkfun.com là một trang được rất nhiều người làm điện tử ưa thích. Trên đó có rất nhiều đồ điện tử rất hay cùng các bài giải thích và chương trình mẫu.

Nhiều đội, chỉ một động cơ quạt nước thôi, giá cũng đã là ngàn đô, nhưng với đội SD-RAM này thì tổng cộng trên dưới chi tiêu dưới 500 đô cho cả tàu lặn, và vì vậy đội này được thắng một giải là Innovation on a Budget Award, tức đội có bước đột phá trong chi tiêu ngân quỹ.

txnghia
25 tháng 7, 2011

**chuong_prof** · 16-05-2012, 07:45

Anh ơi,ở việt nam mình muốn làm thì mua động cơ đẩy nước này ở đâu?
Hay chúng ta có thể tự chế được không ?
Nếu biết,anh có thể hướng dẫn được không ?
Do em cũng đang nghiên cứu về vấn đề này và cũng đang định làm nó.

**HaiAu2005** · 10-10-2012, 22:04

Nguyên văn bởi chuong_prof Xem bài viết

Anh ơi,ở việt nam mình muốn làm thì mua động cơ đẩy nước này ở đâu?
Hay chúng ta có thể tự chế được không ?
Nếu biết,anh có thể hướng dẫn được không ?
Do em cũng đang nghiên cứu về vấn đề này và cũng đang định làm nó.

Thiết kế phương tiện ngầm khó khăn nhất là việc kín nước, càng sâu thì càng khó khăn... nên nhớ kỹ thuật chế tạo phưong tiện ngầm hiện tại ở Nhật và Mỹ làm phương tiện ngầm lặn tới độ sâu chừng trên 7000 mét, Trung Quốc đang đạt tới kỷ lục này.

Ở VN mua lọai chân vịt (thruster) làm thíêt bị ngầm có lẽ chưa có. Giá chân vịt đẩy chuyên dụng khá đắt, một hãng chuyên dụng sản xuất chân vịt đẩy cho thíêt bị ngầm là Seabotix SeaBotix Inc. - AUV/ROV Thrusters, giá một chân vịt nhỏ chừng 2000 USD.

Có thể tận dụng loại bơm nước la canh (Rule 360GPH bilge pump) giá thành rẻ hơn (lọai rẻ vài chục USD, loại đắt hơn vài trăm USD), nhưng phải mô đi fê đi một chút và kiếm thêm chân vịt nhỏ lắp vào. Sở dĩ dùng đuợc bơm la canh vì bản thân nó là kín nước, cắt bỏ vỏ đi và lắp chân vịt nhỏ vào là chạy đuợc. Giá rẻ hơn nhiều so với một chân vịt của hãng Seabotix.

Ở VN đã có một số nơi thử làm thiết bị ngầm nhưng không biết họ dùng chân vịt lọai gì hoặc tự chế.

Thông báo

Tin về cuộc thi quốc tế robo tàu lặn ở Mỹ

Tin về cuộc thi quốc tế robo tàu lặn ở Mỹ

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Về tác giả

Bài viết mới nhất