Mesure / détection de distance sous-marine

Je travaille sur un projet de l'Université qui comprend un ROV. J'essaie de trouver un moyen facile de créer un système de détection de distance, qui ne nécessite pas beaucoup de travail. quelque chose de très simple qui peut mesurer jusqu'à 20 cm, avec une bonne résolution.

J'ai étudié les ultrasons, mais apparemment, cela ne fonctionne pas bien dans l'eau + l'étanchéité est un problème, l'infrarouge n'est pas non plus idéal. J'ai acheté un détecteur de poisson pour pouvoir utiliser le transducteur, mais il y a aussi beaucoup d'obstacles, c'est-à-dire la création de filtres.

Une façon simple de pirater un sondeur ou de créer une unité de détection simple à l'aide d'un MCU et d'un capteur?

Si l'exigence de piratage d'un appareil prêt à l'emploi peut être supprimée, une option de capteur de gamme à faible coût et simple à mettre en œuvre est:

• Utilisez un laser bleu de 405 nanomètres comme élément de projection. Ceux-ci sont disponibles pour environ 13 $ sur eBay : utilisez un composé de rempotage époxy pour imperméabiliser le module - le support de l'objectif est déjà étanche, n'utilisez pas d'époxy sur l'objectif.
• Alternativement, modifiez un pointeur laser 405 nm 5 mW encore moins cher ( moins de 5 $ sur eBay ) pour l'étancher et retirer les fils d'alimentation. Vous pouvez essayer le doigt d'un gant chirurgical en caoutchouc transparent pour une option d'étanchéité réalisable.
• Pour une couverture étendue: divisez le faisceau laser à l'aide d'un prisme parallèle - une répartition à 5 voies serait idéale pour 5 faisceaux dans un plan plat.
• Utilisez un phototransistor ou un photodarlington comme élément de détection - choisissez une partie avec une bonne sensibilité à l'extrémité bleue du spectre visible
• Montez l'élément de détection près du laser, en pointant dans la même direction que le laser.
• Pour améliorer la sélectivité, placez un filtre gel bleu-violet devant le phototransistor pour bloquer ou atténuer de manière significative la lumière incidente qui est éloignée de la partie souhaitée (405 nm) du spectre.
• À mesure que la combinaison laser + capteur s'approche de toute surface réfléchissante ou dispersive, l'intensité de la lumière bleue (405 nm) incidente sur le phototransistor augmente. Cela se produit même s'il n'y a pas de réflexion spéculaire de la surface, car le ou les faisceaux laser collimatés sont toujours réfléchis dans la direction de la source en raison de la formation de motifs de mouchetures.
• Malheureusement, cette approche ne fonctionnera pas si l'eau a une activité de bulles importante ou des particules en suspension, car l'intensité du motif de mouchetures restera élevée même sans surface réfléchissante solide à l'avant.
• Malgré ce son un peu contre-intuitif, l'intensité du signal réfléchi dans l'eau d'un laser bleu de 1 mW est généralement assez forte pour être détectée par un phototransistor même s'il n'y a pas de surface réfléchissante perpendiculaire sur laquelle le laser est incident - alors qu'une réflexion directe est susceptibles de submerger le phototransistor, des précautions appropriées sont donc nécessaires.
• Calibrez l'intensité du signal reçu sur le phototransistor pour la distance, et vous avez votre capteur de proximité sous-marin.
• N'oubliez pas d'utiliser du terreau époxy pour imperméabiliser toutes les traces de circuits, composants, fils et connexions exposés.

Pourquoi cela fonctionne là où les LED ou les lasers infrarouges ne pourraient pas:

• L'extrémité rouge du spectre visible (et plus encore l'infrarouge) est absorbée par l'eau environ 100 fois plus fortement que le violet / bleu: ^{de cet article}

Pourquoi cela fonctionne avec un laser mais pas nécessairement avec des LED UV:

• La lumière d'une LED n'est pas collimatée, donc ne s'intensifie pas de manière significative dans la direction de retour, alors qu'une combinaison de réflexion et de diffraction provoque une intensification pulsée significative de ce signal renvoyé pour un faisceau laser collimaté, par formation de motifs de mouchetures .

Ce capteur à ultrasons sous-marin pour la mesure de distance peut être exactement ce que vous recherchez. Comme l'a souligné Michael Karas, ce capteur à ultrasons est évalué de 30 cm à 3 m, désolé. Cependant, ce site peut avoir une autre option appropriée.

Vous pouvez créer votre propre module avec un transducteur sous-marin . Vous devriez lire ceci si vous ne l'avez pas déjà fait.

N'importe quelle manière simple que je peux pirater un détecteur de poissons, ou créer une unité de détection simple en utilisant un MCU et un capteur ???

Je ne suis pas très familier avec les détecteurs de poissons, mais je parierais que vous pourriez obtenir un vrai détecteur de poissons bon marché qui a une sortie de données et essayer de le modifier pour qu'il fonctionne avec votre projet. Cependant, je pense que la portée sera trop grande pour vous, car vous n'avez besoin que de 20 cm, un sondeur (ou son transducteur) ne sera probablement pas trop précis à cette distance.

Il s'agit de la version la moins chère du premier module auquel je me suis connecté, (du moins je pense que c'est) Le module de mesure de distance du capteur ultrasonique étanche n'est pas destiné à être utilisé sous l'eau, mais il peut fonctionner pour vous en fonction de la profondeur de votre appareil.

J'ai déjà rencontré cette mesure de la profondeur de l'eau et j'ai constaté qu'un capteur de pression et un barboteur (c'est-à-dire un aérateur de réservoir d'appâts pour poissons) fonctionnaient bien, comme démontré et expliqué dans cette vidéo YouTube Floating Dock Patrol https://youtu.be/0CRarPCHXk0 . Le micro dans le Floating Dock Patrol est un de Parallax (Raspberry Pi fonctionnerait aussi). Je trouve la réponse de M. Ghosh très intéressante et je vais l'essayer (je suis en train de me procurer les pièces pour l'idée laser). J'ai essayé de pirater un sondeur mais la précision d'un sondeur en eau peu profonde est médiocre et très bruyante. Les capteurs ultrasoniques ne fonctionnent pas car ils rebondissent simplement sur l'eau. Le bulleur fonctionne le mieux jusqu'à présent, mais le laser bleu pourrait être une approche plus simple.

Je suis peut-être un peu en retard à la fête sur celui-ci, mais l'un des capteurs de proximité IR pointus fonctionnera sous l'eau et est idéal pour les courtes portées. Je les utilise pour cette application même sur le projet sur lequel je travaille actuellement. Vous devrez les imperméabiliser et les placer derrière une sorte de boîtier permissif IR. J'utilise un boîtier GoPro avec le capteur fixé en place et un petit presse-étoupe installé (peut être obtenu auprès de McMaster Carr ou d'un fournisseur similaire). Ils ont une réponse non linéaire et vous devrez probablement mapper les valeurs à la réponse du capteur sur la base de tests car l'IR s'atténue assez fortement dans l'eau, mais ce capteur est peu coûteux et incroyablement facile à installer et à exploiter. Il est à noter qu'il n'est idéal que pour les applications à courte portée.

Comme une sorte de référence empirique, mon expérience avec divers détecteurs de poissons suggère qu'ils ne fonctionnent pas bien dans moins de 1 pied d'eau. Je soupçonne qu'ils ont besoin d'une distance minimale pour bien entendre le reflet. Si le transducteur est contre une surface plane, les lectures sont incorrectes. Il est également possible que le récepteur soit hautement directionnel, donc lorsque le récepteur est <1 pied de la surface de réflexion, il manque la réflexion.