Bygga radiostyrd U-Båt, Hur lösa kommunikation?

[ochkl0620]

Teenare!
Jag o 2 polare planerar ett projekt tillsammans, en radiostyrd u-båt.
Storleken på den kommer bli ca 2m lång o 50cm bred ungefär.
När det gäller styrningen/kommunikationen, vad kan ni rekommendera?
Vi har tänkt styra, kolla kamerorna o kontrollera alla funktioner via pc.
Skulle det funka att ha en dator i båten som styr allt via nåt slags nätverk till
datorn på land? Hur fungerar det att sända mellan luft och vatten? En ide´ jag fick var att sätta en antenn under vattnet om det kan hjälpa nåt på vägen?
Lovar att det kommer en FET Projekt-tråd sen

var: Bygga radiostyrd U-Båt Kommunikation? //blueint

[blueint]

Du kan ju prova att sänka ner en radiomottagare med snöre och sända från en båt samt mäta i vilket skick signalen kommer fram?

Ultraljud kanske är bättre?

[Micke_s]

Flytboj med en accesspunkt på och sedan en kabel ner till ubåten.
Video kräver ju en hel del bandbredd också.
Flytbojen skulle kunna hantera slack på kabeln också.

edit: finns tunn ethernetkabel i sådana utdragbara rullar, borde gå att få tag på i lösmeter tycker jag.

[Walle]

En episod från en radiostyrd U-båt:

En bekant hade byggt en radiostyrd U-båt. Ca 10-15 kkr hade han lagt ner. Första, och sista, testet skedde ute vid Muskö. U-båten surrade iväg så snällt under ytan, men den vägrade lyda radiokommando (han använde en 35 MHz-sändare avsedd för flyg). Vattnet häll ca 6 grader.

Lärdomar: Provkör alltid i swimmingpool, eller ha åtminstone en säkerhetslina mellan U-båt och brygga!

Att ha en flytboj med antenn för kommunikationen tror jag är det enda raka. För att radiokommunikation ska kunna ske med en U-båt i undervattensläge måste man, såvitt jag har förstått det, använda långvågig kommunikation. Och då finns helt enkelt inte bandbredden för video och sånt. Ultraljudskommunikation tror jag inte heller funkar, bland annat av samma orsak, d.v.s. starkt begränsad bandbredd. Sen tror jag ekon och sånt också skulle ställa till det rejält med ultraljudskommunikation.

[TomasL]

Man kan ju alltid använda Neutriner för kommunikation.

Intressanta artiklar hittar du dem "submarine communication" som sökord med google.
Kort sagt, du behöver en antenn ovan vattnet.

Tom Clancy använder en flytande antenn flitigt för radiokommunikation

[Micke_s]

Amerikanska ubåtar släpper upp en liten boj med sattelitlänk när de behöver hämta stora mängder data.
Resten sker som sagt med långvåg, men det kräver oftast med en lång släpantenn.

En god ide med ubåten är att implementera någon sorts keep-alive på kommunikationen.
Tappar ni kommunikatione i x antal sekunder så stannar man och stiger till ytan och väntar på nya instruktioner.
Ni kan ju använda 35Mhz också för kunna köra ubåten på ytan, 35Mhz har ju lite längre räckvidd än wlan.

[xxargs]

Vattnet har en dielectricitetskonstant ungefär Er=70 vid RF-frekvenser och skulle vi se vattnet med dom 'frekvensögonen' så skulle vattnet se ut som högblank kvicksilver.

Med andra ord att få ned några större RF-effekter ned i vattnet från luftantenn och från luften är svårt - dämpningen blir väldigt hög när den skall passera ytan och stor del av effekten (ca 60%) reflekterar upp i luften igen - kommer det snett mot ytan så finns det dessutom en cosinusfaktor som gör att 'belysningen' blir mindre per yta ju mer längs med ytan man sänder samt minsta vinkel till totalreflektion (snells-lag) vilket medför skarpt stopp över en viss vinkel vid tex. utsändning från båten och ger för vatten mot luft vid RF-frekvenser ca 6.86 grader från lodrätt vid spegelplank yta (ljus genom vattenyta 49 grader från lodrät) - dvs. utsändning från båten kan bara höras om mottagarantennen i luften är ovanför ubåten och 6 grader i kon ut från lodräta axeln, större vinklar än så blir det totalreflektion av radiovågorna underifrån och kommer inte alls upp ur vattnet. Vid vågor i vattnet så blir användbara vinkeln förstås större men då av 'glittrande' karaktär för mottagaren.


Vill man prova med radiokommunikation så bör man använda antenner som doppas i vattnet och som är anpassade och matchade impedansmässigt att jobba med en dielektrisk omgivning av Er=70 och resulterande impedansen för vågorna i vattnet. En luftantenn (även vattenskyddad och dränkbar sådan) är avsedd att jobba med 377 Ohm i omgivningsimpedans (impedansen i rymden/luften) och kommer vara mycket missanpassad till sin omgivning när den arbetar under vattnet

en gissning utan att ha kollat detta är antennspröten på en 1/4-våg skall ha ungefär 1/8-del i längd i vatten gentemot luften - annars kommer den att se närmast kortsluten ut ur en sändares synvinkel med närmast totalreflektion. - annars får man göra som med hörslingor, lägga ut en slinga och använda magnetisk överföring på några hundra kHz

Sedan har vattnet salter och annat i sig vilket gör att den har ganska hög loss-tangens. Signalen dämpas kraftigt med avståndet och förlustdelen ökar snabbt med ökad frekvens och är en orsak till att undervattenskommunikation arbetar området några MHz och lägre - lägre frekvens ju längre bort. Det är ibland lättare att skicka signal genom berg än just vatten pga. vattnets alla rörliga saltjoner (berg är närmast lågförlust keramisk isolator i jämförelse), och det är ungefär vad U-båtsradio gör tvärs genom jorden för att försöka ha så liten sträcka vatten mellan ubåten och antenn som möjligt. frekvenserna ligger då på kHz-nivå och det fins orsak till varför medelande i U-båtsfilmer fortfarande är i telegramform trots modern teknik då baudraten är jättelåg. mao inget för videoutsändningar...

[blueint]

Vad borde saltvattensimpedansen ligga på ?
(och hur räkna från MV/m konstanten?)

Förslag på antenn?, dipol med sprötens längd halverade?

(av dessa resonemang borde det följa att luftfuktighet och lufttryck påverkar vanliga antenner)

Om man sänder på någon lämplig frekvens i kHz området med antenn i vattnet, vilket djup kan man förvänta sig att kunna kommunicera?

[Nerre]

Amerikanska ubåtar släpper upp en liten boj med sattelitlänk när de behöver hämta stora mängder data.
Resten sker som sagt med långvåg, men det kräver oftast med en lång släpantenn.

Vad jag har lärt mig är upp-länken faktiskt laser. De använder radio för att lokalisera satelliten (och ta emot data) men sänder med laser till satelliten för att inte röja sin position.

[marr125]

Jag tror att du ska satsa på att ha en sladd mellan ubåten och datorn fast de vore ju fränast med trådlöst

själv funderar jag på att bygga en ROV med sladd i mellan styrdonet och ROVen

[4kTRB]

Är det inte lämpligt att bygga en U-båt som kan tänka lite själv?
Finns sånt till R/C-flygmaskiner om de skulle förlora kontakten.

[ochkl0620]

Tack för alla svar!
Shit vad jobbigt för han som blev av med sin båt
Först hade vi tänkt oss en sorts "fail safe" som gör att så fort vi tappar kontrollen så stängs motorerna av, lufttankarna fylls så den flyter upp till ytan o starka dioder tänds så den är lätt att lokalisera. Iden med flytboj låter väldigt bra
Vad tror ni om en gammal hydrofon-tank som skal? Det borde väl klara trycket på ca 10 meter?

[4kTRB]

I ytläge låter man ub få info om kurs och djup.
Efter ett par minuter stiger den upp till ytläge igen och hämtar nästa
info-meddelande. Lite som sample and hold.

[ochkl0620]

Tycker att det skulle vara roligare att få styra själv, o typ stanna o kolla på saker via kamerorna.

[ochkl0620]

Har krattat ihop en bild på tankarna jag har:)