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- 部品の準備
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- 回路部品の作成
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- 組み立て
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- 浮力の調整
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- ソフトウェア準備
下記部品リストにある部品を全て購入します（3Dプリントパーツ以外）。
下記3Dプリンタ部品リストのパーツを印刷します。
家庭用サイズのFDM式3Dプリンターを想定しています。
3Dプリントに用いるフィラメントはABSです。
前後のフランジは防水を意識した印刷が必要になります。 印刷設定で構造密度(インフィル)を100%にし、積層スパンを可能な限り細密して印刷します。
回路図は以下の通りです。
実際に組み立てると下の写真のようになります。
下の画像は3DCAD上で大まかに再現したものです。
耐圧容器の外に出すケーブル(スラスターの3相ケーブル、電源線、LANケーブル)には、あらかじめケーブルグランドを通しておきます。
4台のスラスターの3相ケーブルには3穴のケーブルグランドを、2芯の電源線には1穴のケーブルグランドを通します。
ケーブルグランドにケーブルを通したら、後方フランジの穴にケーブルグランドを固定します。
LANケーブルは先端のコネクタが大きくてそのままではケーブルグランドに通りません。 そのため、LANケーブルのコネクタから数cmのところで一旦切断します。 ケーブルグランドに通し、後方フランジの穴にケーブルグランドを固定した後、切断した箇所をはんだ付けして再接続します。
ケーブルグランドを固定した後、電源線にはTコネクタ(オス)を装着します。 スラスターの3本線には3相用のコネクタを装着します。
下の写真は回路マウントの1つ目のブロックです。
Tコネクタ(メス)を6つ並列に配線した基板(電源用+ESC用*4+降圧コンバータ用)と、縦に積んだ4つのESCを横並びに配置し、マウントに固定します。
ESCの電源線にはTコネクタを、3相の出力には3相用のコネクタを装着します。
降圧コンバータからは下の写真のように配線します。
DC14.8V入力電圧側、DC5V出力電圧側のにそれぞれTコネクタを装着します。
ESCの信号入力線(黒、赤、白、黄の4線)とサーボコントローラの出力端子を接続します。 ESC側の①黒(GND)、②赤(V+)、③白(PWM)をサーボコントローラ側の①黒(GND)、②赤(V+)、③黄(PWM)に接続します。(ESCの黄の線は使いません。)
降圧コンバータから出力された5V電源とサーボコントローラへの入力(GND,VCC,SCL,SDA)、IMU、Raspberry Pi 4の接続はユニバーサル基板上で配線しています。
冒頭の回路図を頼りに製作してください。
Raspberry Pi 4 はケースを着用し、3つ目の回路マウントに接続します。
最後に、3つの回路マウントと後方フランジをボルトナットで接続します。
スラスター底面のハウジングにある3か所の取付穴にインサートナットをはんだこてで熱圧入します。
スラスターをスラスターマウントにボルトで固定します。
バッテリーボックス外側底面の4か所の取付穴にインサートナットを熱圧入します。
バッテリーボックスの辺が短い方の側面にΦ12mmの穴を1つあけます。 電動ドリル等を用いて安全に行ってください。
電源線にケーブルグランドを通して、ケーブルグランドをバッテリーボックスに空けた穴に仮締めします。
バッテリーボックス内の電源線の先に、ヒューズ→スイッチ→Tコネクタ(オス)を接続します。
TコネクタでLi-Poバッテリーを接続します。
ボックスに収まることを確認したら、ケーブルグランドを締めます。
ほこりなどを挟んでいないことを十分に注意してバッテリーボックスを閉じます。
上側の外部フレームには6か所、下側の外部フレームには2か所、スラスターマウントを取り付けるためのインサートナット用の下穴があります。 全ての箇所にインサートナットを熱圧入します。
バッテリーボックス固定用のマウントに下側外部フレームを接続します。
バッテリーボックス固定用のマウントにバッテリーボックスを接続します。
下側フレームの上にアクリルチューブを乗せます。
上側フレームを下側フレームに接続していきます。 この接続によって上下のフレームが円筒を締め付けることで固定されていきます。 1つずつゆっくりと締め付けてください。
前方フランジにアクリル円盤を接着します。アクリルサンデーを用いて、融着させます。
アクリルサンデーが固まったら、WEBカメラを前方フランジに固定します。
前方フランジにO-リングをはめます。 O-リングにグリスを塗って滑らかにし、強く引っ張って広げながら少しずつ溝へ持っていきます。
後方フランジにも同様にしてO-リングをはめます。
WEBカメラのUSBケーブルをラズパイから抜いた状態で、前方フランジをアクリルチューブにはめます。 かなり力が必要です。グリスを使って滑らかにしつつ、はみ出してくるO-リングを中に押し込みながら少しずつ入れていきます。 ほこりなどが挟まらないよう注意してください。
WEBカメラのUSBケーブルをRaspberry Pi 4に接続します。
後方フランジを前方フランジと同様にしてアクリルチューブにはめます。空気を抜くため、ケーブルグランドを一つだけ緩めておくとよいです。
フランジがはまったらタイラップでフランジと外部フレームを結束し、フランジが抜けないように留めます。
外部フレームにスラスターを固定します。
密閉出来たら、浴槽などの浅い水槽にロボットを沈めてみます。
何も点けていない状態だと機体の半分以上が水面に浮かびます。
釣り重りを機体外部に少しずつ取り付けていき、4つすべてのスラスタが水中に浸かる程度に重量を調整します。
環境構築
Easys_rosのダウンロード
機体の電源スイッチを入れる
LANケーブルをPCに接続する
環境構築
ros2の起動
lounch