Consigli deriva oceanica
 

Ciao a tutti,
sto costruendo il mio primo scafo da zero con l'obiettivo di partecipare al MicroTransat challenge, volto alla realizzazione di prototipi di piccole dimensioni (max 2m) in grado di attraversare in autonomia l'Atlantico.

Al momento per la progettazione dello scafo mi sono ispirato al progetto SeaCharger (foto allegata in fondo), che nella categoria a motore ha raggiunto ottimi risultati. Ora mi sorgono però alcuni dubbi sul sistema propulsivo e di navigazione.
E' conveniente usare un sistema a singolo propulsore con un timone, due propulsori senza timone oppure due propulsori con doppio timone?

A quanto sembra dai partecipanti alle vecchie edizioni del MicroTransat i servo dei timoni tendono a rompersi abbastanza facilmente alla prima mareggiata, quindi il doppio motore immerso sembra una buona soluzione, ma credo si perderebbe in manovrabilità.

Avreste qualche consiglio da darmi in merito?
Grazie!

Il prototipo del team SeaCharger
http://www.seacharger.com/uploads/5/...69747_orig.jpg

Progetto veramente affascinante e impegnativo, che piattaforma pensi di usare come sistema di guida e sensori ? :approved:

Per i servocomandi dei timoni è relativamente semplice costruirli con caratteristiche diverse da quelli modellistici, mantenendo la stessa compatibilità di pilotaggio.
Possono quindi facilmente essere dimensionati esattamente sulle tue necessità, privilegiando l'affidabilità sia nell'elettronica che nella meccanica :wink:

Vero, però finora nessun team italiano vi ha mai partecipato, provo ad aprire la strada :) (ne approfitto per dire che sono aperto a collaborazioni, per ora sono da solo e ci lavoro nel tempo libero).

Per la parte elettronica pensavo di utilizzare due-tre Arduino micro o nano, associati eventualmente a un RaspberryPi per compiti più gravosi come l'ottimizzazione della rotta in base alle rilevazioni ambientali.
Gli Arduino, ridondati, gestiranno l'erogazione di potenza ai dispositivi associati, la ricarica della batteria, la navigazione e i motori. Per ridurre il carico sui microcontrollori principali, a (quasi) ogni sensore vorrei associare un piccolo uC come l'ATtiny85 connesso assieme agli altri su un bus unico I2C; l'ATtiny sarebbe adibito all'analisi dell'output del sensore, verificarne la validità e gestire un sistema interno di health-check e spegnimento selettivo in caso di malfunzionamenti o batteria scarica (la serie -Tiny di Atmel in modalità sleep consuma pochissimo).

Questione timone, la situazione è più complessa.
Molti dei prototipi che hanno preso parte al MicroTransat challenge hanno perso il timone dopo pochi giorni a causa del maltempo. L'accoppiamento magnetico che utilizzavano non ha retto oppure le continue correzioni di rotta sul lungo periodo hanno danneggiato il servomotore.
Mi è stato consigliato di usare un timone fuoribordo oppure una unità motore sterzante, riducendo al contempo il numero di correzioni nella rotta a livello software.

Complimenti per l' impegno e per la preparazione....

Mi sfugge perchè il timone e relativo servocomando siano così "fragili"... mi sembra la parte meno complessa da risolvere.

Hai dato un'occhiata all' APM ? potresti trovare degli spunti interessanti per la parte di navigazione...

P.S. vieni dal mondo del modellismo e quindi conosci già bene l'hardware che si usa in questo campo ?

Grazie, in realtà mi sono avvicinato al modellismo con questo progetto, partendo da conoscenze di elettronica avanzate dagli studi universitari (fortunatamente non solo teorici).
Per il lato software, GitHub e i forum di Arduino sono grandi fonti da cui attingere senza dover cominciare da zero per ogni modulo.

Pensavo anch'io fosse uno degli elementi più semplici, eppure il servomotore è una delle principali cause di insuccesso tra i natanti partecipanti. Se ci pensi bene il timone è la parte più esposta dello scafo perché si staglia al di sotto della linea di galleggiamento e, in caso di ribaltamento durante una tempesta, potrebbe spezzarsi facilmente.

Sì conosco già APM e Ardupilot, però non credo sia pienamente applicabile al tipo di navigazione prevista, considerando che i droni hanno piani di volo nell'ordine di metri mentre in questo caso si tratta di migliaia di chilometri. A pensarci bene il progetto SeaCharger (uno dei prototipi di maggior successo, nella foto che ho messo) utilizza una sua versione di APM, sulla quale hanno poi implementato elementi aggiuntivi come la procedura di rimozione alghe dal motore e il sistema di navigazione GPS con backup sulla bussola.

Suggerivo spunti dall' APM sulla parte navigazione ma come sensori, non penso che l'APM utilizzi per il calcolo la rotta ortodromica :wink:
Ho dato una rapida occhiata ai servi, nella parte a vela del tuo link... non mi è sembrata la soluzione migliore per un progetto simile, l' autocostruzione con pid dedicato credo sia meglio.
Continuo a pensare che la porte più critica sia il gruppo propulsore, alla fine deve funzionare in un ambiente umido e salino, l'elica può incontrare possibili ostacoli, alghe sacchetti o cavi, per qualche mese senza problemi.

P.S. Non ho trovato la parte relativa al regolamento per la sezione a motore, solo quella a vela, se puoi indicarmi il link.
Grazie !

In realtà pensavo più a una rotta lossodromica, che mi consentirebbe di utilizzare facilmente la bussola allorquando ci fossero problemi con il GPS.
C'è anche da considerare la sistematica che può affliggere il GPS, portando la barca alla deriva o, peggio, sugli scogli, con una rotta lossodromica la bussola aiuta a verificare che non ci sia alcun drift sospetto (sempre in ottica di mare poco mosso).

Per PID dedicato cosa intendi? Valori di Kp, Ki e Kd dedicati? Magari usando la libreria PIDAutotune si potrebbe implementare un sistema di auto-tuning ciclico per correggere in itinere i valori delle costanti per una navigazione più precisa.

Ci sono delle soluzioni per il gruppo motore già testate in ambiente salino per lungo tempo come la serie T100/T200 di BlueRobotics, fondata dai creatori del SeaCharger. Però una soluzione custom sarebbe preferibile.

Le regole del 2016 le trovi qui: The Microtransat Challenge

Il problema della rottura del timone mi sembra simile a quello degli inseguitori fotovoltaici... Bisogna ridurre la sensibilità per evitare che il servomeccanismo sia sempre attivo in un continuo destra/sinistra/destra/sinistra...

Esattamente quello che intendevo parlando del pid :approved:
E i servi digitali sono esattamente il contrario di quello che serve in un'applicazione del genere !

Avevo letto tutto ma pensavo che ci fossero delle regole diverse per quelle a motore, in pratica l'unico limite sono i 2 mt. !

La soluzione scelta da BlueRobotics è molto interessante, avevo provato il clone fatto in 3d :wink:
Modified Blue Robotics T100 underwater ROV thruster by timwilkinson - Thingiverse
per un piccolo ROV è sicuramente ottima, economica e con un sacco di vantaggi... principalmente non hai da litigare con le tenute ed il raffreddamento del motore a 10 Bar ... nel tuo caso però valuterei la differenza di efficienza che puoi avere con un elica più grande con un basso numero di giri !

P.S. non fraintendere... non voglio darti l' impressione di fare il saputo, ma il mare è la mia passione e ne ho combinate di tutti i colori, più sotto che sopra... e qualche esperienza me la sono fatta :wink: