choix de commande d'un sous-marin filoguidé

[invitecc1039ae]

Bonjour à tous,

Avec deux amis nous avons entrepris de construire un petit sous-marin filoguidé et nous en somme encore au stade préliminaire mais déjà se pose la question des commandes.
En effet nous avons retenu le fait de le diriger par fil les ondes type wifi étant très absorbées par l'eau et c'est aussi plus pratique si on tombe en panne au fond.
L'alimentation se ferait par batterie et les dimensions seraient Dint70x600mm comprenant toute l'électronique et les batteries mais pas les moteurs.
La bestiole irait aux environs de 30m de profondeur donc environ 50m de câble. Nous avons en grande quantité du câble 9 fils blindé en 0,6 ou 0,75mm² donc on partirai là-dessus.

Le problème pour lequel j'ai besoin d'aide est de savoir comment faire pour pouvoir avoir :

• La commande de la direction du sous-marin (4 moteurs et leurs contrôleurs (http://tinyurl.com/moteuretcontroleur))
• La vidéo en temps réel (pour l'instant une webcam usb quelconque ou http://tinyurl.com/cameraROV)
• Des informations indispensables comme la profondeur, la présence d'eau, la charge des batteries
• Des informations optionnelles comme la température et autres
• Des commandes optionnelles comme l'allumage/extinction d'une lampe, etc

Au début nous avions pensé faire la commande directement avec les fils qui actionnerai les composants comme les moteurs, une paire pour la vidéo, etc mais ensuite nous nous sommes dis qu'il serait peut-être plus simple de faire quelque chose avec une carte Ethernet et un µC qui nous permettrai de tout remonter vers un PC sur lequel nous ferions une interface assez simple en VB/C++/un-langage-quelconque.
La question est de savoir si c'est compliqué de programmer un µC et si cela ne nous boufferai pas les batteries à vitesse grand V.

Pour info voici deux ou trois trucs que nous avons repéré mais dont on ne sais pas si cela conviens ou si on ne peux pas faire plus simple :

http://www.acksys.fr/fr/produits/ct_cometh.htm

Merci d'avance pour votre aide et n'hésitez pas à poster toutes les questions dont vous aurez besoin, j'essaierai d'y répondre au mieux.

Thomas
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[annjy]

Bonjour,

vaste programme..........

quelle expérience as-tu en électronique?
quelle expérience as-tu en étanchéité/pression?
quel est ton budget?

et 5O m de câble pour 30 m de profondeur, c'est en gros la verticale...

et un câble qui va sous l'eau à 30m de profondeur, ce n'est déjà plus du tout venant........sans compter les connecteurs étanches........

je pense, un beau rêve.....
mais il faut rêver.

Amicalement,
JY

[invitecc1039ae]

Bonjour,

Merci pour cette réponse rapide.

Pour mon expérience en électronique on peut dire que je suis assez bon dans le soudage de circuits imprimés.
Plus sérieusement je n'en ai pour ainsi dire jamais fait, je sais faire des calculs de base (capa de condo, inductance de bobine, et quelques autres trucs comme ça mais en électrotechnique). C'est pas si différent si ?
Pour mon expérience en étanchéité/pression j'ai déjà un peu travaillé sur des systèmes hydrauliques type presse industrielles et installations de canalisations moyennes pression (quelques bars) dans des usines agro-alimentaires. Par contre ça n'a pas grand chose à voir je pense. Par contre j'ai un copain en école d'ingénieur en mécanique donc il doit pas mal se débrouiller.
Actuellement le budget est de 200€ réparti sur 3 personnes sachant qu'on a pas mal de matériel déjà (fil, batteries, PVC pression, pas mal de matériaux, plexiglass,...) et qu'on a à disposition des tours conventionnels et numériques ainsi qu'une fraiseuse conventionnelle tout le temps et des centres d'usinages UGV.

50m pour 30m de profondeur c'est vrai que ça fait court en fait, il faudrait partir sur 100m peut-être ou plus, la longueur n'est pas un problème puisqu'on l'a déjà en grande quantité (sauf pour les parasites).

Pourquoi un câble classique ne pourrait pas aller à 30m de profondeur ? Il est étanche sur toute la longueur non ? Le problème est juste au niveau de l'entrée dans le sous-marin là où on mettra des presses-étoupes je pense.

C'est un beau rêve c'est vrai, mais on va tout faire pour qu'il se réalise.

Amicalement
Thomas

[annjy]

.........Pourquoi un câble classique ne pourrait pas aller à 30m de profondeur ? Il est étanche sur toute la longueur non ? Le problème est juste au niveau de l'entrée dans le sous-marin là où on mettra des presses-étoupes je pense.

C'est un beau rêve c'est vrai, mais on va tout faire pour qu'il se réalise.

Amicalement
Thomas

Un câble classique n'est pas fait pour aller sous l'eau.
Il peut être résistant aux chutes d'eau.....mais non utilisable. sous l'eau

en fait, il existe une classification des différents composants électriques : norme IP(indice de protection)
http://www.lne.fr/publications/contr...ette_ip_ik.pdf

le câble doit être IP X8.......

Cordialement,
JY

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitefaaca50b]

Euh, pour plonger a 30 metres, avec pression 1 bar dans le mobile, il y aura 3 bars qui va pousser sur tout ce qui peut ne pas etre etanche.
Bonjour pour les presse etoupes, c'est du joli matos en fait... et pas a la portee du premier venu...
Le cable est specifique aussi... Bon courage, au premier test, installe un detecteur de fuite dans le bazar, comme ca tu sauras a quelle profondeur ton bazar prendra l'eau de toute part...

Savoir souder un condensateur n'a aucune commune mesure avec faire du materiel etanche...

[arsene de gallium]

Le pire est la sortie de l'arbre d'hélice. Déjà que sur un bateau de surface la plupart des problèmes viennent de là.
Il va falloir un presse étoupe de pompe et la résistance par frottement est importante. Ca va obligé à mettre un moteur puissant.
Cela dit, c'est tout à fait possible, mais il faut bien analyser la possibilité de monter un tel engin.
La longueur du cable, va être aussi un grave handicap car il va falloir le trainer ce poids mort qui en plus va contrarier la direction du sous-marin. Il sera certainement peu manoeuvrable en direction et inclinaison.

[nornand]

tu peux utiliser la technique suivante , utilisée sur les sous marin de recherche pour les lampes et les moteurs , les projecteurs sont remplie d'un liquide (non conducteur) mis en presssion via une membrane souple .

donc tu crees une menbrane souple qui va permetre a l'interieur du sous marin a etre a la meme pression que l'exterieur , presion isobare . plus de probleme d'étanchéité , par contre ton cable est beaucoup trop court
pour 30 m de cable compte 10 m de profonteur max ton cable ne devra pas agir par son poid sur ton mobile .

plus un systeme avec cartouche de Co² qui percute et gonfle un ballon pour la remonté si ton sous marin perd sa liaison avec le poste de commande , se systeme se désarme automatiquement en surface , danger pour les operateurs ...

Comme tu le vois il existe une multitude de solution , tout ceci doit etre etudier sur papier avant de lancer la construction.

[Touche-à-tout]

Bonjour,

En plus de ce qui s'est déjà dit et qu'on pourrait compléter encore un bout de temps:
Pratiquement tous les câbles réistent à l'eau, mais pour un temps limité. Le plus gros problème est que les câbles pour filoguidage sous-marin sont très spéciaux: leur constitution leur confère une flottabilité neutre. sans cela, le poids du fil pendant entraînera le sub vers le fond ! Ce câble spécial est connu sous le nom de "tether cable" chez les anglo-saxons, son prix est plutôt dissuasif. Les connecteurs étanches capables de résister à la pression sont à choisir dans les gammes militaires (les versions industrielles résistent au mieux aux projections sous pression, aux jets, mais pas à l'immersion profonde).

Le sujet est passionnant mais pour ne pas devenir une galère, mieux vaut se renseigner sur chaque élément nécessaire et l'état de l'art.

Concernant l'électronique, il va falloir pousser un peu les recherche vers le multiplexage des ordres pour faire transiter les commandes et l'alimentation par le câble sans nécessiter trop de brins. Le détournement de radiocommande de modèle réduit peut faire gagner pas mal de temps.
Pour le reste, inspirez-vous des concepts déjà éprouvés. Vous verrez que la difficulté est partout et si vous ne voulez pas détruire du matériel inutilement, il vous faudra lâcher un peu plus que 200 euros...
Renseignez-vous déjà auprès des modélistes spécialisés en sous-marins et vous comprendrez que s'ils ont autant de problèmes entre 30 cm et 3 mètres, qu'est-ce qu'il vous attend à 30mètres !

Je ne cherche pas à vous décourager, au contraire, mais à vous aider à prendre conscience du morceau que vous attaquez pour vous éviter de sévères déconvenues.

Cordialement,
Nicolas.

[f6bes]

Bsr Tomtom fr,
Pour la vidéo faut du cable VIDEO 75 ohms.
C'est tout de meme assez conséquent comme diamétre et 50m de ce cable au cul de ton engin..ça va pas etre facile à manoeuvrer (INERTIE de ce cable)
Bien sur tout dépend de la taille de ..l'engin .
Juste un détail: passé une trentaine de métre sous l'eau , il risque de faire sombre pour ta vidéo !
Bonne bidouille

[inviteede7e2b6]

on peut transmettre de la vidéo sur une paire torsadée , ça se fait couramment jusqu'à 300 m depuis
30 ans ! j'ai installé les premiers réseau ( de visionnage bien sur, pas les liaisons studio) chez TF1

mais dans ce genre de projet j'envisagerais plutôt le numérique , voir une fibre optique pour les signaux
et juste une paire cuivre pour l'alimentation de la maquette.

[annjy]

Bsr Tomtom fr,
Pour la vidéo faut du cable VIDEO 75 ohms.
C'est tout de meme assez conséquent comme diamétre et 50m de ce cable au cul de ton engin..ça va pas etre facile à manoeuvrer (INERTIE de ce cable)
Bien sur tout dépend de la taille de ..l'engin .
Juste un détail: passé une trentaine de métre sous l'eau , il risque de faire sombre pour ta vidéo !
Bonne bidouille

Salut papy 6BES,

aujourd'hui, la vidéo est numérique, me semble-t-il......

ceci dit, pour avoir envoyé dans ma jeunesse du matériel électronique (sismique) à 4700m de profondeur ( testé à 600 bars), je persiste à dire que le principal problème sera l'étanchéité. Y compris l'étanchéité des câbles qui ne sont pas prévus pour ça.

L'idée de mettre en équipression est intéressante ( nous faisions tourner dans l'huile un moteur électrique qui n'était séparé de l'eau de mer que par une membrane élastique ( pour info, le mieux était le préservatif, bien qu'à 600 bars, il ne soit plus totalement élastique.....)

Maintenant, deux autres solutions:
- liaisons par ondes sonores ou ultrasonores (ce qui se propage sous l'eau)
- bouée en surface, reliée à l'engin submersible, et qui communique avec le reste du monde par radio.

Mais je ne vois pas toujours ce truc pour 200 Euros.....

Amicalement,
JY

[inviteede7e2b6]

sur qu'il manque un "0" pour un projet qui tient la route....

et sans faire de folies

[invitefaaca50b]

poue ce projet entre depart et proto qui peut fonctionner in aqua, il va y avoir au moins des dizaines de modifs majeures... le budget sera a minima de non pas 200 euros, mais au moins 100 fois plus... rien que pour le materiel adequat pour du fonctionnement conforme...

[f6bes]

Salut papy 6BES,

aujourd'hui, la vidéo est numérique, me semble-t-il......

Bjr à toi,
Moi je veux bien !
Mais le prix d'un caméra analogique c'est...30 euros !
Ensuite va falloir faire avaler cette VIDEO numérique par un....moniteur. (va falloir qq "chose" entre les deux pour qu'ils se comprennent)
En analogique , tu entres sur ue RCA Vidéo ou Péritel et on en ....parle plus !
C'est tout de meme plus simple.
Cordialement

[annjy]

Salut,

avec une webcam (moins de 30Euros), on rentre en USB sur n'importe quel processeur.
Et puis, aujourd'hui qui va savoir transmettre à distance ou même via un câble (sous-marin !!!) une vidéo analogique de
6 ou 7 MHz de bande passante.............

Cdlt,
JY

[invitefaaca50b]

c'est sur que pour les premiers tests de mise en eau, noyer un raspberry PI et une cam USB ca coutera moins cher qu'un systeme de cam numerique pro avec sortie ethernet...
Et avant d'avoir un systeme qui prenne pas l'eau, va falloir commander les rasp + cam par carton de 50... Un seul presse etoupe Haute pression qui fuit, et hop, on jete tout...
C'est evidemment un sacré budget, meme si on limite la profondeur a 35 metres maxi (soit 4.5 bars absolus ou 3.5 bars entre interieur et exterieur du sous marin).

On pourrait truander le systeme en mettant le bathyscaphe en pression autour de 2.5 bars, voire 3 bars absolu, ca limiterait le risque de fuite...

[f6bes]

Remoi,
Question: on peut faire une liaison VIDEO Webcam sur plus de 50m ( minimum demandé) de liaison ?
Bon AM

[annjy]

Remoi,
Question: on peut faire une liaison VIDEO Webcam sur plus de 50m ( minimum demandé) de liaison ?
Bon AM

Bonsoir,

jamais testé......

mais je crois que l'idée la meilleure serait le filoguidage par fibre optique.
Au QRM pro, j'utilise des fibres monomodes permettant de trasmettre la bande 0-20 GHz sur plusieurs centaines de mètres avec 60 dB de dynamique.
pas à portée de tout un chacun, certainement pas por 200 Euros. Le facteur 100 est un mini dans ce projet.Je dirais plutôt 1000

Cdlt,
JY

[invitefaaca50b]

bah avec un raspberry et une webcam avec liaison ethernet, ca doit passer au moins sur une cinquantaine de metres. Sauf que SAUF QUE, il faudra un cable especial hybride avec ligne d'alimentation et les 4 paires twistees cat6. + quelques paires pour l'auxiliaire, le tout comme dit plus haut qui ne coule pas ni ne flotte pas pour ne pas gener les mouvements du mobile sous marin.... Cable sur mesure dont le cout doit etre assez dissuasif.
On peut meme remplacer les 4 paires cuivre par 2 fibres optiques pour les deux sens de communication.

Mais pour la phase test, on peut utiliser 10 metres de ce cable et faire le test dans une piscine ou une fosse de plongée...

[invite01fb7c33]

Avec 200 euros on ne peut même pas acheter un seul connecteur étanche.
Et quand on a trouvé des connecteurs étanches, il faut trouver les câbles qui vont avec (il doivent supporter le presse étoupe et rester parfaitement cylindrique sous l'effet de la pression.

Une fibre optique peut être utilisée en bidirectionnelle (une longueur différente d'onde pour chaque sens)

L'étanchéité est un problème très lourd à gérer. Prévoir au moins 20 000 euros de budget pour ce genre de projet.

[arsene de gallium]

Déjà une webcam étanche à 30m.

[invitecc1039ae]

Bonjour à tous,
Désolé pour le temps de réponse j'étais en déplacement.
je ne sais pas si autant de réponse c'est bien ou pas, beaucoup de monde semble dire que c'est compliqué mais ça fait plaisir de voir que le sujet intéresse.

Je vais reprendre les problèmes évoqués tout au long du post un par un en essayant de ne pas en oublier.

• Pour le poids du câble qui va gêner on y avais déjà pensé et on pensai mettre des bouchons en liège type bouchon de champagne ou de vin à distance régulière pour compenser. Même si ça ajoute de la trainée ça coute pas cher. De toute façon on est pas bien pressé.
• Pour tout ce qui est partie mobile on garde des joint simple car effectivement les moteurs seront noyés dans un liquide non-conducteur et non-inflammable (tant qu'a faire même si on est sous l'eau) et également non polluant (ben oui on est dans l'eau, ça serait bête de mettre de l'huile de vidange).
• Après pour ce qui est déformation du câble dans les presse étoupe il est prévu de le sceller dans un petit tube de métal avec de la colle à chaud ou un autre type de liant qui résiste bien pour compenser cette déformation.
• Pour la liaison analogique/numérique/autre ben j'en sais rien, je suis ici pour les conseils justement.
• Pour la fibre optique ça serais bien mais il faut le codeur/décodeur et la fibre donc $$$$ et pour tenir le budget c'est pas tip top...
• Pour le remonter en cas de problème on va faire simple, une cordelette accolée au câble et le tour et joué !

Pour information on s'inspire de ça pour le construire : http://explobotique.free.fr/dixi1/dixi1_detail3.htm
Ils disent à un moment utiliser du simple câble Ethernet 4 paires et je dispose d'un 9 fils blindé donc je pense que ça va de ce coté là.

Enfin dernier élément important : il plongera en carrière donc pas de courants marins ou d'autres truc qui vont provoquer des gènes de pilotage excepté la terre qu'il y aura au fond.

Thomas

[invite851a1956]

Bonsoir à tous,
je suis le gars en école d'ingé méca ! Je vais vous faire un rapide topo sur l'engin question méca et électronique.
Niveau méca :
-tube central en alu diamètre 90mm épaisseur 5 longueur 500mm qui sera en caisson étanche. A l'intérieur, il y aura les batteries d'alimentation, les 4 contrôleurs de moteurs brushless (4, je vous dirai plus tard), une (web)cam, un servo permettant la rotation de la caméra, un récepteur pour la partie commande ainsi que 2-3 conneries. Donc le tout en partie étanche et qui devra supporter 5bars environ de pression extérieure. Le hublot côté caméra sera assuré par une plaque de plexiglas épaisseur 8. A l'arrière de ce tube, se trouvera la prise pour le cordon ombilical avec raccord prise type IP68 (prise mâle et femelle 13€ chez RS)
- de chaque côté de ce tube central, se trouvera un moteur brushless en position horizontale + un moteur en position verticale. Ces moteurs seront mis dans un caisson mis en équipression. Késako ?! C'est de mettre une technique consistant à faire en sorte que les pressions internes et externes d'un compartiment soient identiques afin de réduire les contraintes entre l'intérieur et l'extérieur d'un joint d'étanchéité. Dans notre cas, chaque compartiment moteur sera rempli d'un liquide diélectrique (huile paraffine ou huile silicone). Je ne souhaite pas de white spirit car peut attaquer certains polymères (y compris les joints). Et en parlant de joint, un joint à lèvre sera utilisé pour faire l'étanchéité entre le compartiment moteur et le milieu extérieur (à savoir l'eau). Et afin d'assurer le différentiel de pression en fonction de la profondeur, les compartiements moteur seront reliés par des durites souples. La pression de l'eau s'exerçant sur les tuyaux est donc transmise à l'intérieur du compartiment : la pression interne est donc égale à la pression externe et les joints ne servent plus qu'à éviter le mélange entre l'eau et le liquide de remplissage !
Cette technique est couramment utilisée sur des engins pour grande profondeur tel le Robin de l'IFREMER (6000m !)

Et devant ces propulseurs, il y aura des lampes LED coulées dans une résine et collé au mastic sur un tube PVC.

Alors, pourquoi 4 moteurs ? 2 moteurs pour l'horizontal et 2 pour le vertical (comme énoncé plus haut !) Et comment tourner alors s'il n'y a pas de tuyère dirigeable ? Par différentiel de vitesse des moteurs !

Concernant le pilotage, faisant du modélisme auto et venant de commencer l'hélico RC, je dispose d'une radio à manches 8 voies intérieurement programmable et disposant d'une sortie en jack 3.5mm qui me permet de récupérer la masse et surtout le signal de la radio. Dans l'engin, on mettra un récepteur RC banal auquel on soudera l'entrée du signal sur la partie d'entrée du signal PPM (code dans transmission radio).

Pour l'étanchéité, ça sera assuré par collage des fils sur le tube central via résine (à définir, faut que je regarde).

Je dois faire une modif sur ma CAO mais je l'ai entièrement réalisé. Je posterai des photos plus tard dans la soirée !

[invite851a1956]

Voici une photo générale. Masse d'envirion 6,7kg

[invite2313209787891133]

Bonjour

Pour la jonction des arbres il est possible de placer le moteur dans une boite étanche ; le moteur entraine un axe sur lequel il y a plusieurs aimants, et ces aimants font tourner un autre axe hors du boitier. J'avais un modèle réduit de sous marin qui fonctionnait comme ça quand j'étais gamin.

[invite851a1956]

désolé mais pour moi et sur ce que j'ai pu lire sur d'autres forum spécialisés dans les ROVs, ce sont des usines à gaz...

[nornand]

préssion isobarique ,je le dit depuis le début .
ensuite il faut équilibre l'engin AV/ AR Droit/Gauche et flotaison a la profondeur recherchée , si non les moteurs vont tournés en permanence , et au moindre courant tu risques de manquer de puissance .

[invite851a1956]

Revenons au sujet svp ! Récupérer un signal vidéo avec 50mètres de câble !

Sinon, flottaison légèrement positive afin que le ROV remonte remonte à la surface par ses propres moyens, à régler avec les flotteurs

[invite2313209787891133]

Il est également possible d'utiliser des ballasts plutôt que de faire une plongée dynamique, de nombreux modèles de sous marins fonctionnent sur ce principe. On peut même trouver des ballasts spécialement conçus pour ça dans des boutiques spécialisées.
En ce qui concerne la jonction vidéo le choix est vite fait: Soit un câble composite pour de l'ana, soit une fibre pour du numérique.

[invitecc1039ae]

Et du coup comment on récupère le signal d'une webcam en analogique ?