Unterwasserdrohne
Projekt Unterwasserdrohne Drohnen haben sich mittlerweile auch in unserer Feuerwehr etabliert und sind gar nicht mehr wegzudenken. Ein schneller Blick über die Baumkronen kann beispielsweise bei einem Waldbrand wertvolle Erkenntnisse erbringen. Klar… was für die Luft gilt, gilt ebenso für unter Wasser. Vergangene Einsätze haben gezeigt, dass Verdachtspunkte mit Hilfe unseres Rettungsboot-Echolots schnell ausgemacht werden konnten. Doch ein Live-Bild blieb uns immer verwehrt. Stets mussten Taucher hinzugezogen werden und nicht selten, entpuppten sich dabei Verdachtspunkte als Fehlobjekte. Um die Effizienz auf eine neue Stufe zu heben unternehmen wir, im Rahmen eines Studienprojektes, den Versuch uns eine Unterwasser-Drohne selbst zu bauen und erste Erfahrungen zu sammeln. Update 17.10.2024 Fortschritt des ROV Bauprojektes: Ein großer Schritt nach vorne Wir freuen uns, über den neuesten Fortschritt unseres ROV Bauprojektes zu berichten. Alle Komponenten wurden erfolgreich verkabelt und im Gehäuse verbaut. Dies markiert einen bedeutenden Meilenstein in unserem Projekt. Erreichte Meilensteine: Verkabelung und Einbau: Alle elektronischen und mechanischen Komponenten wurden sorgfältig verkabelt und im Gehäuse montiert. Funktionsprüfung: Die Motoren, Lichter, Sensorik und die Datenübertragung über ein 50m langes LAN-Kabel wurden erfolgreich getestet. Feinoptimierung und Kalibrierung: Der Flight-Controller wurde feinoptimiert und kalibriert, um eine präzise Steuerung zu gewährleisten. Steuersoftware: Die Steuersoftware wurde programmiert und die Übertragung der Telemetriedaten implementiert. Ein besonderes Highlight ist die Bedienbarkeit der Drohne mit einem Spielkonsolen-Controller, was die Steuerung intuitiv und benutzerfreundlich macht. Ausblick: Mit diesen Fortschritten sind wir der Fertigstellung unseres ROVs einen großen Schritt näher gekommen. Wir sind gespannt auf die kommenden Tests und die endgültige Inbetriebnahme. https://feuerwehr-stadt-storkow.de/wp-content/uploads/2024/10/20241009_225651.mp4 Update 03.10.2024 Aktueller Stand: Statusbericht: Fortschritt des ROV Bauprojektes Projektstand: Die Elektronik der Drohne ist vollständig fertiggestellt. Erreichte Meilensteine: 3S 12V Akku: Erfolgreich gebaut. ESCs (Electronic Speed Controller): Verkabelt und programmiert. Flight Controller mit IMU: Kalibriert und programmiert für die Selbstnivellierung. Microcontroller: Mit BlueOS Betriebssystem ausgestattet für die Übertragung der Telemetriedaten. Auftriebskörper: Mit einem Lasercutter geschnitten. Nächste Schritte: Einbau aller Komponenten in die Außenhülle. Verkabelung der Komponenten. Ausblick: Die Fertigstellung des Projektes ist in Sichtweite. Wir freuen uns auf den ersten Testlauf. https://feuerwehr-stadt-storkow.de/wp-content/uploads/2024/08/20241001_201249.mp4https://feuerwehr-stadt-storkow.de/wp-content/uploads/2024/08/20240930_120649.mp4 Update 14.09.2024 Aktueller Stand: Der Dichttest der Unterwasserdrohne wurde erfolgreich in einer Druckkammer durchgeführt. Das Elektronikgehäuse wurde dabei einem maximalen Druck von 8 bar ausgesetzt, was etwa einer Tiefe von 80 Metern entspricht. Erfreulicherweise blieb das Gehäuse vollständig trocken. Zusätzlich wurden die externen Komponenten für den Verguss mit Epoxydharz vorbereitet und in ihre Gehäuse eingebracht. Update 08.09.2024 Aktueller Stand:Die Druckkammer ist fertiggestellt. Bevor wir jedoch den Drucktest durchführen können, müssen wir uns bis zur vollständigen Aushärtung des Epoxydharzes gedulden. In etwa einer Woche ist es dann soweit. Nächste Schritte:Es steht der Bau der externen Komponenten an. Die Hardware steht bereit, jedoch müssen wir noch die ein oder andere Komponente Drucken. Kamera: Wir werden eine übliche Full HD Kamera in die kleine Druckkammer einhausen. Drucksensor: Anschließend werden wir einen Drucksensor einhausen, welcher uns die Wassertiefe und Temperatur messen soll. Darüber hinaus soll die Drohne durch den Drucksensor befähigt werden, eine gewählte Wassertiefe automatisch zu halten. Die Wassertemperatur ist nur nett zu wissen, erfüllt jedoch keinen wesentlichen Zweck. LEDs: Natürlich brauchen wir Licht. Aber auch nicht zu viel. Je nachdem wieviele Schwebstoffe sich im Wasser aufhalten, kann zuviel Licht auch einen negativen Effekt haben. Jeder der des Nachts schon mal mit dem Auto im Schneegestöber unterwegs ist, kann sich vorstellen, dass zu viel Licht auch einen negativen Effekt haben kann. Verbindungsstecker: Unterwasser-Verbindungsstecker sind sehr sehr teuer. Daher haben wir uns für einen üblichen Spritzwasser geschützten Stecker entschieden. Diesen werden wir mit Epoxydharz so modifizieren, dann dieser einem Druck von bis zu 10bar standhält. Motoren: Es werden bürstenlose Motoren verwendet. Auf diese Weise müssen wir uns um eine Korrosion der Bürsten keine Gedanken machen. Die maximale Leistungsaufnahme wird bei 200W liegen. Eine höhere Leistung wäre zwar wünschenswert und würde die Geschwindigkeit deutlich erhöhen, schont allerdings nicht den Geldbeutel. Update 30.08.2024 Heute wurden die Kabel in die Endkappen eingebracht und mit Epoxydharz vergossen. Morgen erfolgt dann der letzte Verguss und die Vorbereitung der Kameradruckkammer. Sobald das Harz ausgehärtet ist, können wir testen, ob wir sauber gearbeitet haben und die Druckkammern dicht sind. Update 28.08.2024 Alle Kabel wurden gekrimpt und in die Molexstecker eingebracht. Eine mühevolle und filligrane Arbeit. Da soll noch wer sagen, dass Feuerwehrleute nur für’s Grobe sind. Als nächstes steht die Hochzeit mit einer der Endkappen an. Update 27.08.2024 Heute sind wir einen Schritt weiter gekommen. Alle Kabel, die von außen in die Druckkammer geführt werden, wurden heute mit Lötbrücken versehen. Wie bereits erwähnt sind die Lötbrücken nötig, um ein Eindringen von Wasser, welches sich zwischen den Adern und der Isolierung durchdrücken kann, zu verhindern. Im nächsten Schritt werden die Kabel mit Steckverbindern versehen und in die Endkappen der Druckkammer eingebracht. Update 23.08.2024 Mittlerweile sind fast alle 3D-Druckteile fertig gestellt. Aktuell beginnen wir mit der Fertigung der Druckkammer. Hierzu werden die Endkappen, in der ersten Instanz, mit Epoxidharz vergossen. Als nächstes verkabeln wir die Endkappen. Update 17.08.2024 Wir befinden uns immer noch im 3D-Druck. Die Grundhülle wurde fertig gestellt, jetzt folgen die Kleinteile. Spannend wird die Druckkammer welche wir aus Acrylglas fertigen. Ziel ist es einem Druck von min. 5-8 bar Widerstand zu leisten. Das entspricht einer Wassersäule von etwa 50-80m und sollte für die meisten Seen in Deutschland ausreichen. Problematisch sind die Kabeldurchführungen von den Motoren usw. in die Druckkammer. Ab 2 bar drückt sich das Wasser zwischen der Isolierung und dem Kupfer durch. Geplant ist die Kabel im Übergangsbereich abzuisolieren und mit Epoxydharz zu vergießen. Bilder folgen… Und ja, es läuft nicht immer alles glatt… Work in progress 14.08.2024 Der 3D-Drucker läuft mittlerweile nun schon mehrere Tage und es nimmt kein Ende.
Side-Scan-Sonar-Test
Erfolgreicher Test eines 3D-Side-Scan-Sonars Im Rahmen einer Übung testeten wir ein 3D-Side-Scan-Sonar (Raymarine RealVision 100). Die Ergebnisse waren absolut beeindruckend und zeigten die Leistungsfähigkeit dieses Geräts bzw. das Potential der Methode, wenn es darum geht schnell und großflächig den Seeuntergrund zu erkunden. Funktionsweise eines 3D-Side-Scan-Sonars Ein 3D-Sonar arbeitet, indem es Schallimpulse seitlich und fächerförmig zur Fahrtrichtung aussendet. Diese Impulse werden vom Seeboden und anderen Objekten reflektiert und als Echos zurück zum Sonar gesendet. Durch die Analyse dieser Echos können detaillierte und dreidimensionale Bilder des Untergrunds erstellt werden. Moderne 3D-Side-Scan-Sonare wie das verwendete Raymarine RV100 nutzen mehrere Schallelemente, um gleichzeitig mehrere Winkel der zurückkehrenden Echos zu erfassen, was die Genauigkeit und Auflösung erheblich verbessert. Einsatz von Drohnen Zusätzlich zum Sonar wurde bei der Übung auch eine Drohne eingesetzt. Der Einsatz von Drohnen ist jedoch stark von den Lichtverhältnissen abhängig, da schlechte Sichtbedingungen die Effektivität der Drohne stark beeinträchtigen. Dennoch bietet die Kombination von Drohne und Sonar erhebliches Potential, insbesondere in seichten Wassergebieten. Spezifikationen des Raymarine RV100 Sendeleistung: 100W (CHIRP); 600W traditionell (RMS) Frequenz: 50/200 kHz traditionell; DownVision™, SideVision™, CHIRP und RealVision 3D™ Kanäle: 4-Kanal, Breitband-CHIRP mit DownVision™, SideVision™, Hochfrequenz-CHIRP-Fischsuchfunktion und RealVision 3D™ Integriertes Kurs/Lage-Referenzsystem (AHRS): Stabilisiert die 3D-Sonarbilder und kompensiert automatisch die Bootsbewegung Betriebstemperaturbereich: -2° C bis +55° C (28,4° F bis 131° F) Insgesamt hat der Test des Side-Scan-Sonars gezeigt, dass diese Technologie das Mittel der Wahl ist, wenn es darum geht so schnell wie möglich den Seeboden zu erkunden. https://feuerwehr-stadt-storkow.de/wp-content/uploads/2024/09/2024SideScanSonar-1.mp4
