Hydrobot
Το πρόγραμμα Hydrobot δημιουργήθηκε το 2011 από την ομάδα της Διαδραστικής Έκθεσης Επιστήμης & Τεχνολογίας του Ιδρύματος Ευγενίδου. Η ιδέα του προγράμματος βασίστηκε στο αντίστοιχο πρόγραμμα SeaPerch το οποίο ξεκίνησε στο MITSeaGrant (MITSG) το 2003, με στόχο να κινήσει το ενδιαφέρον των μαθητών για τις επιστήμες, τις τεχνολογίες και τις εφαρμογές τους. Το Hydrobot είναι ένα απλό, τηλεκατευθυνόμενο, υποβρύχιο όχημα (ROV - RemotelyOperatedVehicle) το οποίο μπορούν να κατασκευάσουν μαθητές χρησιμοποιώντας απλά υλικά και εργαλεία.
Η βασική έκδοση του Hydrobot αποτελείται από απλά και οικονομικά υλικά, όπως πλαστικούς σωλήνες ύδρευσης, πλωτήρες, μικρούς ηλεκτρικούς κινητήρες, κ.λπ. τα οποία συνδυάζονται από τους μαθητές με την βοήθεια απλών οδηγιών. Στο πρόγραμμα συμμετείχαν πέντε μαθητές της τρίτης του 4ου Γυμνασίου Ρόδου και η κατασκευή διήρκησε περίπου πέντε μήνες. Ακολουθεί μια σύντομη περιγραφή των βημάτων της κατασκευής, των προβλημάτων που συνάντησαμε αλλά και των λύσεων που εφαρμόσαμε.
Οδηγός Κατασκευής Hydrobot
Ενότητα 1
Βήμα 1: Κοπή των τμημάτων του σκελετού
Η κοπή έγινε με απλά πριόνια χειρός από τους μαθητές. Τα μήκη των σωλήνων που προέκυψαν μετά την κοπή δεν είχαν και την απόλυτη ακρίβεια. Η κατασκευή όμως του σκελετού επιτρέπει τέτοιες αποκλίσεις χωρίς να επηρεάζεται σοβαρά.
Βήμα 2: Δημιουργία οπών για την εισροή/εκροή νερού στον σκελετό
Χρειάζεται προσοχή με το ηλεκτρικό δράπανο. Καλό είναι να χρησιμοποιηθούν προστατευτικά γυαλιά από τον χειριστή του. Σε αυτό το σημείο μπορούν να γίνουν και οι οπές του τηλεχειριστηρίου.
Βήμα 3: Συναρμολόγηση του σκελετού
Η συναρμολόγηση του σκελετού δεν παρουσίασε κανένα σοβαρό πρόβλημα. Για να γίνει πιο στιβαρή η κατασκευή χρειάστηκε στις ενώσεις των σωλήνων με τους συνδέσμους να τοποθετηθεί μονωτική ταινία.
Βήμα 4: Συναρμολόγηση του μηχανισμού πλεύσης και σύσφιξη του σκελετού
Οι πλωτήρες θα χρειαστεί να κοπούν για να πετύχουμε ουδέτερη πλεύση αργότερα. Ένας πρακτικός τρόπος, έτσι ώστε να μην αχρηστευθούν αλλά και για να μπορέσουμε να τους επανατοποθετήσουμε στο hydrobot είναι ο παρακάτω.
Βήμα 5: Σύνδεση των μεταλλικών βάσεων, που συγκρατούν τους κινητήρες, στον σκελετό
Οι μεταλλικές βάσεις του κιτ μας δεν ήταν κατάλληλες για να συγκρατήσουν τους κινητήρες (δεν χωρούσαν οι κινητήρες στο κοίλωμα των βάσεων). Χρησιμοποιήθηκαν zip ties όπως εδώ.
Βήμα 6: Ένωση του πλαστικού διχτυού στη βάση του σκελετού
Ενότητα 2
Βήμα 1: Δοκιμή των κινητήρων και καθορισμός της πολικότητας
Μαρκάραμε τον θετικό πόλο κάθε κινητήρα σύμφωνα με τις οδηγίες.
Βήμα 2: Προστασία των κινητήρων από το κερί
το τύλιγμα των κινητήρων με μονωτική ταινία κάλο είναι να γίνεται με προσοχή χωρίς να δημιουργούμε επιπλέον όγκο για να μην έχουμε πρόβλημα αργότερα με την τοποθέτηση τους στα πλαστικά κυλινδρικά δοχεία.
Βήμα 3: Άνοιγμα οπών στα πλαστικά κυλινδρικά δοχεία
Η τρύπες που θα γίνουν είναι λίγο δύσκολο να ταυτίζονται απόλυτα με τον άξονα του κάθε κινητήρα. Στην περίπτωση αυτή με ένα κοπίδι ανοίγουμε μεγαλύτερη οπή και φροντίζουμε αργότερα για την στεγανοποίηση της.
Βήμα 4: Συγκόλληση του καλωδίου τηλεχειρισμού στους κινητήρες
Τα 10 cm που δίνουν οι οδηγίες για το κάθε ζεύγος συρμάτων είναι πολύ με αποτέλεσμα όταν τοποθετηθεί ο κινητήρας στο πλαστικό καπάκι ο χώρος που απομένει να είναι λίγος.
Βήμα 5: Στεγανοποίηση των κινητήρων με κερί
Προσοχή κατά το τοποθέτηση του κινητήρα στο πλαστικό καπάκι, το λιωμένο κερί θα εκτοξευτεί από την οπή που περνά ο άξονας του κινητήρα. Συνιστώνται προστατευτικά γυαλιά.
Βήμα 6: Τοποθέτηση προπέλας στον κινητήρα
Βεβαιωνόμαστε μετά την τοποθέτηση ότι το σύστημα προπέλας-κινητήρα κινείται.
Βήμα 7: Τοποθέτηση των κινητήρων στον σκελετό
Χρησιμοποιήθηκαν zip ties όπως αναφέραμε παραπάνω.
Βήμα 8: Στεγανοποίηση του καλωδίου τηλεχειρισμού
Ενότητα 3
Βήμα 1: Συγκέντρωση εξαρτημάτων του τηλεχειριστηρίου
Βήμα 2: Ετοιμασία του κουτιού ελέγχου
Οι οπές στο κουτί έγιναν νωρίτερα, στο βήμα της κατασκευής του σκελετού.
Βήμα 3: Συναρμολόγηση του καλωδίου της μπαταρίας (καλώδιο τροφοδοσίας)
Καλό είναι να προμηθευτούμε και άλλη ασφάλεια για την περίπτωση βραχυκυκλώματος.
Βήμα 4: Ένωση καλωδίων με διακόπτες
Ακολουθούμε ευλαβικά τις οδηγίες. Προσοχή στις συγκολλήσεις, είναι το πιο απαιτητικό κομμάτι από την κατασκευή, ειδικά αν δεν υπάρχει πρότερη εμπειρία.
Βήμα 5: Ολοκλήρωση του τηλεχειριστηρίου
Οι οπές που δημιουργήσαμε αποδείχθηκαν μικρές για να χωρέσουν όλα τα παξιμάδια για αυτό και αφαιρέθηκαν. Οι διακόπτες θα πρέπει να τοποθετηθούν με τον ίδιο τρόπο για να είναι ο έλεγχος του hydrobot εύκολος.
Πριν κλείσουμε το κουτί ελέγχου θα πρέπει να γίνει έλεγχος για βραχυκύκλωμα. Διαφορετικά με την τοποθέτηση της μπαταρίας, η ασφάλεια θα καεί (όπως και έγινε). Με το πολύμετρο ελέγχουμε τις συνδέσεις για κάθε διακόπτη. Αν η ένδειξη είναι κάτω από 1 Ohm ελέγχουμε (troubleshooting σελίδα 27) ξανά τις κολλήσεις μας.
Bοηθητικό υλικό υπάρχει άφθονο στη σελίδα: http://www.seaperch.org/