Första sjötesterna

Lite i tjuvstart har vi så sakteliga börat dra igång de första sjötesterna. Båten skall egentligen först målas och tätas bättre. Inledande testet var mest för att se om den flöt ordentligt och kunde styras, vilket den klarade fint. Problemen bestod främst av att batterierna inte räcker till, samt att den felnavigering som satte båten på grund ledde till ett oförberett bad. Inför nästa test ska vi också hitta en lämplig sjö som inte är fylld med gamla ruttna grenar.

Om omborddatorn

För de intresserade finns här att läsa den programvara som båten kör på omborddatorn. Koden är bara ett utkast, den går att optimera avsevärt. Istället för signaler från en GPS-mottagare använder sig båten än så länge av ett antal förinställda kommandon som talar om roderposition och hastighet. Vid en given signal från fjärrkontrollen tar omborddatorn över och utför kommandona i sekvens. När den gått igenom dessa lämnar den tillbaka kontrollen till fjärrkontrollen. Är man inte nöjd med hur båten beter sig kan man avbryta den förprogrammerade rutten, manuellt köra in till stranden, och där uppdatera instruktionerna genom att koppla in en laptop till seriellporten i båtens förarkabin.

' {$STAMP BS2e}
' {$PBASIC 2.5}

roder VAR Word
roder2 VAR Word
roder3 VAR Word
fetcha VAR Word
motor VAR Word
motor2 VAR Word
rekna VAR Word
inte VAR Word
ful VAR Word
tid VAR Word
servopos VAR Word
motorpos VAR Word

DATA 1, 3, 1, 50, 3, 50, 50

manual:
HIGH 3
LOW 4

DO
roder3=roder2
roder2 = (roder - 530) / 10
motor2 = (motor - 530) / 10
IF motor2 < 1 THEN motor2 = 1
IF roder2 > 100 THEN roder2 = 1
PULSIN 0, 1, roder
PULSIN 2, 1, motor
PULSOUT 14, roder
PULSOUT 15, motor
IF motor2 > 0 AND motor2 <> (roder3-5) THEN rekna = rekna +1
IF roder2 > (roder3+5) OR roder2 < (roder3-5) THEN rekna = 0
IF motor > 600 THEN rekna = 0
IF rekna > 100 THEN
HIGH 4
HIGH 3
PULSIN 1, 1, fetcha
IF fetcha > 850 THEN
rekna = 0
GOTO stampen
ENDIF
ENDIF
IF rekna < 100 THEN
HIGH 3
LOW 4
ENDIF

LOOP

stampen:
HIGH 4
LOW 3
DO
FOR inte = 1 TO 500 STEP 3
READ inte, tid
READ inte+1, servopos
READ inte+2, motorpos
IF tid = 0 AND servopos = 0 AND motorpos = 0 THEN
tid = 1
servopos = 20
motorpos = 0
GOTO manual
ENDIF
GOSUB skicka
NEXT

LOOP

skicka:
FOR rekna = 0 TO tid
FOR ful = 1 TO 50
PULSOUT 14, (servopos*10)+530
PULSOUT 15, (motorpos*10)+530
PAUSE 20
NEXT
GOSUB decartes
IF rekna = tid THEN RETURN
NEXT
RETURN

decartes:
roder3=roder2
motor2 = (motor - 530) / 10
roder2 = (roder - 530) / 10
IF motor2 < 1 THEN motor2 = 1
IF roder2 > 100 THEN roder2 = 1
PULSIN 0, 1, roder
PULSIN 2, 1, motor
IF motor2 > 500 THEN motor2 = 1
IF motor2 > 5 THEN GOTO manual
IF roder > 100 THEN
IF roder3>(roder2+5) OR roder3<(roder2-5) THEN GOTO manual
ENDIF

RETURN

Jungfrufärd!

Jungfrufärd! Den 24 februari klockan 20:51 färdades båten en knapp meter för egen masik i ett inhägnat område. All kommunikation och kontroll går igenom omborddatorn.

Nu närmar sig första testet i vatten. Båten har nu en trådlös mottagare som är kopplad till mikroprocessorn (Stampen). Via denna kan man antingen styra båten manuellt, eller lämna över till ett automatiskt program som styr båten fram och tillbaks. I videon ovan styrs rodret och motorn via Stampen!

Båten har alltså ingen GPS ännu. Målet med detta första test är att se så att mottagaren fungerar, att båten kan köras automatiskt samt att räkna ut hur mycket rodret måste vinklas för att svänga ett visst antal grader.

Efter en paus i projektet i väntan på att skrovet skulle levereras fortsätter nu bygget. För tillfället är det bara vanligt modellbygge, installation av roderservo och motor. Rodret är redan i full funktion mendans motorn tar lite längre tid då den behöver sitta mycket stabilt för att klara påfrestningarna. Efter detta återstår det att bygga och montera en drybox för Stampen.

Kretslära

En sak vi upptäckt är att det är lätt att missa hur strömmen flödar när man har flera strömkällor. Just nu går maskineriet på tre olika batterier, och radiomottagaren verkade bara ta emot skrot in i Stampen. Detta löstes enkelt genom att koppla en common ground mellan batterierna, dvs sammanlänka minuspolerna. Då blir kretsen sluten och signalerna från mottagaren kan flöda obehindrat.

Ström! Sannolikt en av de viktigare sakerna att ha ombord om man skall till Gotland med en el-båt. Stampen drar ungefär 25mA vid 5V. Motorn drar vid maxbelastning ca 1,2A vid 7,8V. Servon kan dra upp till 1A vid maxbelastning, men kommer inte att utsättas för så mycket.
Om alla konverteringar gått som den gode Ohm tänkt borde det betyda att båten skulle kunna klara sig på en solpanel som genererar kring 10 watt.
Utöver ovan nämnda föremål ombord kommer även en GPS-enhet samt en mobiltelefon att lägga till listan.
Planen f.n. är att ha en solpanel som laddar en grupp av batterier. Dessa batterier kopplas till en fördelare som konverterar voltstyrkan utifrån de olika kretsarnas behov.
Fartreglaget är av BEC-typ, dvs den förser mottagare med ström om dess egna försörjning skulle upphöra. Det är möjligt att det går att använda denna funktion för att öka tillförlitligheten.
Bäst vore om solpanelen kunde ladda två separata batteripack, ett för motorn och ett för finelektroniken. Till detta kan man foga två givare som talar om batteriernas status. Om motorbatteriet tar slut plötsligt går det i så fall fortfarande att sända och ta emot SMS med position. Likaså om Basic Stamps batteripack skulle havarera kan man möjligen via BEC-funktionen förse Stampen men elektricitet för att skicka nöd SMS och sätta ny kurs mot närmsta land.

GPS:en vi troligen kommer att skaffa heter Garmin eTrex. Den klarar att prata med seriellinterface och har inbyggda Waypoints, dvs den kan själv navigera mot en punkt man programmerat in.

Man konfigurerar vilka meningar som ska spottas ut via seriellporten. De kan tex börja med $GPRMC och $GPRMB. RMC innehåller positionsdata och RMB innehåller navigationsdata, tex var nästa Waypoint ligger och åt vilket håll den är.

Viktigast för att styra båten är alltså: $GPRMC True Course och $GPRMB Bearing To Destination. Subtraherar man Bearing med True Course så får man reda på hur många grader båten måste svänga.

Här syns tydligt likheterna mellan ritning och verklighet.. Förhoppningsvis får all finelektronik plats i en Tupperware-låda som blir helt vattentät, medan servo och motor stannar ute i båten.

Detta är en provisorisk ritning över båtens 1.0-krets. Ett servo är reserverat för att kunna slå av och på en vippströmbrytare. Brytaren reglerar via ett relä om det är Basic Stamp eller AM radion som har kontrollen över servo nummer två samt fartreglaget. I reläkretsen finns också två dioder som monteras på utsidan av skrovet och indikerar när radion styr (samt styrbord/babord). Anledningen till denna fail-safe är att noggrant kunna utvärdera mikrodatorns beteende i riktiga sjötester utan risk att båten drar iväg om något skulle gå fel.

Här är skrovet som kommer bli version 1.0 för projektet. Detta är inget skrov man tar sig till Gotland med, men för inledande våttester duger det väl. Fördelen med balsaträ är att det är enkelt att "klippa och klistra" för att göra plats för elektroniken samt de extra flytelementen som skall installeras.

Arbetet med mikroprocessorn går framåt. Det provisoriska programet kan nu hantera in- och ut-data från radiomottagare och servon. Tanken är att via en standard R/C-fjärrkontroll inte bara kunna navigera den första prototypen, utan även via en switch kunna lämna över kontrollen till mikroprocessorn. För de initiala testerna blir det frågan om att båten på kommando skall kunna utföra en serie förprogramerade svängar och manövrar.
Nästa steg blir att införskaffa ett första prototypskrov för montering. Förhoppningen är att de inledande våttesterna skall ge en djupare insikt i vilken typ av problem som kommer att behöva överkommas för de efterföljande modellerna. När en funkgerande prototyp är en realitet kommer nästa steg bli att välja ut och tackla något av de tre momenten: GPS-styrning, kamerastyrning och solcellsuppladdning av motorbatteri.