Делаем автономного водного дрона или как я мечтал помочь Байкалу, но я не газпром. Часть 1

    Привет, Хабр!

    Я живу рядом с Байкалом, и много раз бывал на нем. Это красивое озеро с чистым воздухом. Несколько лет назад озеро начало загрязняться. И вот я подумал почему бы не сделать дрона с солнечными батареями, поставить на нее двигатель, нейронный компьютер с YoloV3(нейросеть которая обеспечивает зрение компьютеру) со стереокамерой, добавить GPS и научить его чистить Байкал в автономном режиме.

    image

    Погуглив, я узнал что есть две основные причины: грязные, плохо очищенные канализационные стоки города Улан-Удэ и отдыхающие, которые пользуются моющими средствами, которые в свою очередь создают на берегу Байкала высокую концентрацию нитратов и фосфатов. После еще одно поиска в гугле выяснилось, что для спасения Байкала, его всего лишь нужно очищать. Я подумал что с таким не хитрым делом я справлюсь. Так я начал свой путь дроностроителя)
    Процесс очистки заключается в прокачке воды через обычный фильтр воды, который устанавливается в проточной системе водоснабжение. Фильтр будет состоять из активного
    оксида алюминия. Сорбент имеет разрешительные документы на применение в водоочистке в Российской Федерации. Это отфильтрует фосфаты, которые дают возможность разрастаться спирогире (водоросль, которая заболачивает водоемы). Использование этого сорбента позволит менять только содержимое фильтра а не его самого, что приведет к удешевлению процесса очистки.Ссылка на статью про использования активного оксида алюминия.

    Первый кому я рассказал про свою идею это был мой начальник. Это было весной 2018. Идея ему понравилась и поэтому за несколько дней он начертил 3д чертеж дрона. Это единственное фото которое сохранилось. На фото дрон со снятой солнечной батареей и нижним буйком.

    image

    Далее мы нашли спонсора, но он получив чертежи сразу отвалился. Далее и начальник тоже остыл к проекту, когда я предложил собрать его за свои деньги.

    Наступил январь 2019 и все таки решил сделать его. Дядя согласился мне помочь. Первое что я купил — это обычные пластиковые трубы ( почему они такие дорогие!!!) вместе с муфтами, отворотами, хомутами и крышками. Далее мы взяли старую багету, просверлили в ней отверстия под каждую муфту и прикрутили к ней лист фанеры. Трубы взял по метру диаметром 110мм. Мы не знали какие подойдут для нашего корабля, поэтому взяли эти, ну а в будущем уже подогнать необходимую грузоподъемность.

    image

    Далее мы сварили металлическую станину для двигателя из обычных старых железяк, которые валялись в огороде. Сломанный двигатель от охлаждения мотора волги-3110 дал мне дядя. После вскрытия оказалось что там был пробит искрогасящий кондер. После его замены двигатель заработал. И наш плот превратился в кораблик.

    image

    Вот уже пришла весна и я узнал про конкурс «IT-старт». Я подумал почему и мне не пойти с моим проектом. Но там мне сначала москвичи сказали, что дрон который чистит Байкал не нужен, нужно какое то коммерческое назначение, ну а потом и местные не оценили моей инициативы. К последнему дню «IT-старта» мы уже успели сделать корпус для электроники и руль. За ночь перед конкурсом я успел доделать простенькое управление кораблем на esp8266 не имеющее обратной связи. Это видео я показал на конкурсе:


    Так он выглядел внутри:

    image

    Аккумулятор от бесперебойника подарил знакомый весовщик. Двигатель руля где-то нашел дядя. Фильтр и насос ( насос погружного типа, поэтому находится под кораблем в «носу») пришлось покупать за свои деньги. Рэле автомобильное на 40 Ампер.

    После конкурса энтузиазм убавился. И летом я занимался не более 2 часов в неделю. Управление собранное на esp8266 имело один недостаток: работало все через get запрос в функции похожей на прерывание и если в этот момент отправлялась еще одна команда, то проц сбоил и перезагружался, что было видно по данным отправленным по ком порту. Да и сам проц постоянно отваливался. Порывшись в ардуиновских исходниках и не найдя там регистров (оказывается, как я потом уже узнал, что китайцы сразу написали управляющие функции для всех моделей esp8266) я решил идти по самому простому пути, а именно купить радио брелок и написать все управление на atmegа88pa. Обратная связь положения руля была сделана на двух пружинках, притянутых резистором на 560 Ом к 5 В. Когда алюминиевая планка, приделанная к направляющей двигателя была в правом положение, касалась ближней пружинки, то на пин1 мк приходила земля, когда к дальней то на пин2.

    image


    Исходный код прошивки атмеги
    /*
     * korabl.cpp
     *
     * Created: 24.07.2019 21:59:04
     * Author : Антон
     */ 
    
    #include <avr/io.h>
    #include "util/delay.h"
    # define F_CPU 8000000UL
    int p=0;
    int polozhenue = 0;
    
    void init_port(void)
    {
    DDRD|=(1<<2)|(1<<3);
    ///DDRB|=1<<1;
    }
    void po_4asovoi_on(void)
    {
    PORTD|=(1<<2)|(1<<3);
    }
    void po_4asovoi_off(void)
    {
    PORTD&=0b11110011;
    }
    void init_polozhenie(void)
    {
    	po_4asovoi_on();
    	while(PIND&0x10);
    	po_4asovoi_off();
    	p = 0;
    	polozhenue = 0;
    }
    
    int main(void)
    {
    init_port();
    p=0;
        /* Replace with your application code */
        while (1) 
        {
    	 if(PIND&0x10)
    
    	 {
    
    		 if ((p==1)||(p==2))///if(GPIOB->IDR&(1<<9))
    		 {
    
    			 po_4asovoi_on();
    
    			 _delay_ms(200);
    			 // HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim3);
    			 po_4asovoi_off();
    			 p=0;
    		 }
    		 while(PIND&0x10)
    		 {
    			 PORTD|=(1<<1);
    			 _delay_ms(100);
    		 }
    
    	 }
    	 PORTB&=0xfc;
    	 if(PIND&0x20)
    	 {
    		 if ((p==2)||(p==0))///if(GPIOB->IDR&(1<<8))
    		 {
    
    			 po_4asovoi_on();
    
    
    
    
    			 while(PIND&0x80)
    			 {
    		
    			 }
    
    			 //HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim3);
    			 po_4asovoi_off();
    			 p=1;
    		 }
    	 }
    
    	 if(PIND&0x40) 
    	 {
    		 if ((p==1)||(p==0))///if(GPIOB->IDR&(1<<7))
    		 {
    
    
    			 po_4asovoi_on();
    
    			 while(PINB&0x02)
    			 {
    				
    			 }
    
    			 /// HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim3);
    			 po_4asovoi_off();
    			 p=2;
    		 }
    	 }
        }
    }
    
    

    Я еще решил собрать драйвер движка управления рулем на 4-х транзисторах (на фото это светлый кусок фонеры), но после его сборки и опробования оказалось что движку без разница какая на него полярность приходит, и я отказался от этой затеи.

    И вот уже конец сентября. После отпуска мы поехали его запускать. С первой попытки он начал тонуть. Зад корабля оказался тяжелый, а герметик дырявый и в него попала вода. Умер модуль радиосвязи. На следующий день купили новый и нарастили трубы. Кораблик перестал тонуть, но в боевых условиях радиомодуль брал только на пол метра. Пришлось делать третью попытку. Я нагуглил исходники для esp8266 и программу для смартфона (спасибо доброму человеку ) и с третьей попытки он заработал


    Аккумулятора хватило только на несколько минут, поэтому к берегу так и не получилось притянуть.

    Ну вот и все. Окончательный исходный код для ESP8266 и переделанный для атмеги лежит тут.
    Поделиться публикацией
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 128

      +20
      Подозреваю, что когда если этот дрон затонет где-то на глубине, вреда от него будет больше, чем пользы от очищения :)
        –22
        Вы заблудились с Пикабу? Невероятный уровень бессмысленной язвительности к такому посту.
          +17
          Вы Гретопоклонник? :) Где вы видите язвительность? Польза от данного дрона в статье не раскрыта от слова совсем, в отличие от потенциальной опасности.
            0
            Ну если вы считаете мою статью пафосной и раздутой, то вот вам статьи про состояние Байкала.
            Байкал в опасности, специалисты бьют тревогу
            Байкал: от китайского завода до канализационных стоков
            ЭКОЛОГИЯ БАЙКАЛА В ОПАСНОСТИ
              +4
              Ещё раз — Польза от данного дрона в статье не раскрыта.
              Не вижу на фото смонтированного очистного устройства. Вроде бы это главная цель, а не то как делался «радиоуправляемый кораблик».
                0
                В левом нижнем углу стоит магистральный дисковый фильтр, через который насос прогоняет воду. В начале статьи я написал, что Байкал нуждается в фильтрации воды. image
                  +1
                  И какова производительность фильтра? Сколько (миллионов) таких фильтродронов нужно запустить, чтоб результат очистки стал статистически значимым, прикидывали?
                    –1
                    Это прототип на который у меня хватило денег. Если будет какое нибудь финансирование, то понятно что он будет больше
                      +3
                      Прототип дрона, но фильтр-то промышленный. Сколько таких фильтров нужно, считали?
                        –3
                        Нет. До этого дело еще не дошло
                          +1
                          В общем, дело немного не в том, что вы не газпром.
                            –3
                            Вы так говорите будто я должен был уже сделать готовый проект с конструкторской документации и расписанным планом на много лет. В начале я хотел так сделать, но после конкурса понял, что он никому не нужен особо. Поэтому и смысл продумывать все это не было. Все родные, знакомые, друзья и коллеги, кроме одного моего начальника, говорили что проект не взлетит и никто денег на него не даст. Поэтому я решил просто его доделать, ведь оставалось то совсем немного.
                              0
                              Это логично, что массо-габаритный макет, собранный из говна и палок никому не нужен.
                                –1

                                Само собой не взлетит. Он и поплыл-то не с первого раза, хотя определить проблемы с балансировкой можно было "наощупь" еще при сборке, взявшись вдвоём за "лыжи" посередине.
                                А еще есть такая штука, как элементарная школьная физика, которая позволяет легко посчитать плавучесть вот этого всего. Объём ваших труб вычисляется элементарно, плотность байкальской воды — не секрет. А вот почему вы решили сделать бессмысленный кусок мусора, прежде чем посчитать его целесообразность — для меня секрет.


                                Может быть это звучит довольно жестоко, но знаете, это, всё же, конструктивная критика. И выше по тексту тоже комментарии довольно конструктивны. Ваш дрон действительно больше вреден чем полезен.


                                Жаль, что эта штука займёт своё место на свалке. Трубы могли бы послужить и по назначению.

                0
                А при чем здесь Грета, простите?
                  0
                  ну типо я как грета, раздуваю из мухи слона на счет проблемы Байкала. ну и то что у меня нет детально продуманного плана
                +14
                К какому «такому»? Как DIY-пост вполне себе, но не забывайте, что в заголовке про «автономный дрон» и про чистку Байкала, а в реальности — неведомая плавающая хрень, которой несколько минут можно поуправлять с телефончика, и всё.
                –2
                Этот дрон только прототип. Ну а то что он не такой, как я яхта Алишера Бурхановича, потому что зп инженера на периферии меньше чем у грузчика и хватило свободных денег только на это.
                  0
                  Именно что «когда». Потому что плавать этому шедевру дизайна ровно до первой хорошей волны, я уж не говорю про полноценный шторм. В общем эта конструкция достойна разбора в стиле доктора Дью с его любимым выводом.
                    0
                    Ну да, но это же прототип
                      +1
                      Прототип или массо-габаритный макет?
                        0
                        Прототип
                          +1
                          Прототип должен работать. У вас ни аккумулятор не может выдать заявленной энергии, ни фильтр даже теоретически что-то сделать.
                            0
                            У меня нету денег на новый аккумулятор. Я писал, что часть мне просто отдали что то не нужное. Ну а фильтр мы не успели на карьере испытать, а так 12 В мотор на 10 А прогоняет через него воду.
                              +1
                              Через марлевый фильтр мотор тоже будет прогонять воду. Еще можно фильтры для кофе использовать. И для пылесоса.
                    0
                    Лучше бы автор сделал плотик из пары-тройки брёвен с хб парусом — вреда было бы меньше. А лучше в качестве эч фильтра использовать ближайшее болотце, поднимая воду ветроколесом. Флора болота будет благодарна за удобрения.
                    +3
                    Аккумулятора хватило только на несколько минут, поэтому к берегу так и не получилось притянуть.

                    Непонятно. Кого притянуть? Кораблик? Если так, то неаккуратненько получилось.
                      0
                      Да кораблик. Веревку специально привязывали на тот случай форс-мажора.
                        +1
                        Т.е. в итоге он таки был доставлен на берег. И это хорошо.
                      +6
                      А как (и от чего) планировалось очищать?
                        –3
                        Забыл написать самое важное. Процесс очистки заключается в прокачке воды через обычный фильтр воды, который устанавливается в проточной системе водоснабжение. Это отфильтрует все вредные вещества, особенно такие как нитраты и фосфаты, которые дают возможность разрастаться спирогире (водоросль, которая заболачивает водоемы).
                          0
                          Фильтр будет забиваться. Планируется покупка новых или как-то чистить?
                            0
                            Замена на новые
                              +1
                              Фильтры маленькие и состоят преимущественно из пластика.
                              Воду очистят в масштабах озера совсем немного, и в тоже время в другом месте прибавится мусор в виде отработанных фильтров.

                              Может придумать какие-то многоразовые экологичные фильтры? Например многие из них состоят из угля, можно менять в нем тот же уголь. Синтетические губки можно заменить на природные аналоги. Например на паклю.

                              Так же нужно с помощью лабораторий проверить эффективность.
                                0
                                Можно. Так далеко я еще не заходил. На данном этапе я решил собрать прототип. Далее автопилот. Если финансирования не будет, то и проект продолжать будет бессмысленно. Один дрон в поле не воин)
                                  +2
                                  Если будет финансировать, то зачем дроны если гораздо проще и масштабируемее просто закинуть трубу с помпой в озеро и фильтровать.

                                  Другое дело что это альтруизм, никому из богатых людей не нужный
                                    –4
                                    Ну проще, только уже 8 млрд, выделенные на это, чиновники разворовали.
                                      +1
                                      Это проблема другого сорта
                                        –3
                                        Если бы в нашей стране решали такие проблемы, то я бы не делал этот дрон
                                          +1
                                          Вы понятия не имеете, как обстоят дела с очисткой, а черпаете информацию откуда-то из СМИ.
                                            –2
                                            Откуда вы ее черпаете??? Я живу в 120 км от Байкала и мне рассказывали что в некоторых бухтах вода кишит водорослями
                                              0
                                              А если я вам расскажу, вы тоже поверите?
                                                0
                                                Вы любите лгать?
                                                  +2
                                                  Т.е. если я вам скажу, что я никогда не лгу, ваше доверие к моим словам будет абсолютным?

                                                  Но дело даже в не этом. Осознают ли свою неправоту люди, рассказывающие о плоской земле? Лгут ли они? Да нет, они искренни убеждены в своих словах. Но это не отменяет того, что их слова не имеют особого отношения к реальности. Слова человека, который вам рассказывал про водоросли в бухтах тоже необходимо ставить под сомнение — т.к. непонятно, что он видел, в каком числе мест, и что означает то, что он видел.
                                                  В зависимости от ответов на эти вопросы результат может быть от «все бухты байкала наполнены водорослями, практически болото» до «в одной из бухт на где-то на камнях есть немного водорослей».
                                                    –1
                                                    Хорошо. Я признаю что все что написано про Байкал в газетах — это неправда, так как я сам этого не видел и дрон я свой зря сделал. Спасибо вы открыли мне глаза и направили на путь истинный)
                                                      +2
                                                      Так вы сейчас сделали тоже самое, только наоборот: «все, написанное в газетах — правда» звучит не лучше, чем «все, написанное в газетах — неправда».
                                  +2
                                  Вообще, всякие нитраты удаляют из воды ионообменными смолами. Я тут немного погуглил, ресурс магистрального фильтра для нитратов — порядка 20-30 кубометров. Объем воды в Байкале порядка 23 млн. кубометров. Так что, грубо, миллион таких фильтров надо. Из хорошего — ионобменные смолы регенерируются.

                                  Не очень понятно, зачем вообще кораблики? Чем это лучше, чем просто качать по трубе и фильтровать воду на берегу, а возвращать по трубе у другого берега.
                                    0
                                    Про трубу — справедливости ради надо заметить, что труба будет чистить только один край озера.
                                    Маленькие кораблики неуместны.
                                    А вот большая баржа, да еще которую можно потом транспортировать для очистки другой реки/озера…
                                    Но для баржи будут совсем другие технические решения, и этот кораблик считать прототипом нельзя.
                                      0
                                      Ну тогда и труба с отходами загрязняла бы только один край озера.
                                        0
                                        Оно так и есть. Но источник загрязнения ведь не только труба.

                                        image
                                      0
                                      Регенерируются они раствором соли, обычной, натрий-хлор. Так что стоит ещё посчитать сколько надо миллионов тонн соли на регенерацию.
                                      Нитраты удаляются высшими растениями («камышами»). Делаем мелководье по колено на половину байкала, и вода будет чистенькая.
                                      В садовом пруду только подобным образом удалось сделать воду прозрачной — сделав постоянно проточный ручеёк и высадив много растений в нём.
                                        +1

                                        Совмещая это и идею статьи — большой плавучий остров-плантация с камышами. Чтобы было в тему ресурса — самоходный, с ардуинкой и на солнечных батареях. Фильтр не нужен, вместо него камыши.

                                          +1
                                          большой плавучий остров-плантация с камышами

                                          Ветра на Байкале не детские, остров очень быстро станет полуостровом. А так, это наверное самая прикольная мысль. Ещё экотурбазу туда.
                                          +1
                                          Тут еще интересно, куда девать раствор, который получается в результате промывки (регенерации). Его, в общем, довольно много получается.
                                            0
                                            Да в канализацию его спускать, делов-то!
                                          +1
                                          Вы потеряли 6 порядков. Объем байкала 23 615 км³, это 23 триллиона кубометров. И, грубо, триллион таких фильтров надо.
                                            0
                                            Точно! Потерял!

                                            Я думал, что миллион таких фильтров — это много, а тут триллион — вообще бесконечность :-)
                                    0
                                    Нитраты и фосфаты в воде растворяются, вода имеет свойство перемешиваться за счет течений, а количество воды в байкале огромное за счет глубины и размера озера. Смысла от такой очистки маловато
                                      0
                                      «Метод первый. Установка очистных сооружений
                                      Одна из серьёзнейших проблем Байкала — загрязнение воды. В озеро попадают стоки предприятий и частных хозяйств, порой отходы сливаются в него напрямую. В результате чистая прозрачная вода загрязняется бытовыми отходами, и собственная экосистема Байкала не справляется с их переработкой. Это не только нарушает микрофлору, но и вызывает локальное потепление воды, что приводит к размножению водоросли спирогиры. Массовое развитие спирогиры в Байкале является одним из признаков общего кризиса экосистемы.

                                      Специалисты уверены: необходимо избегать утилизации сточных вод в озеро и устанавливать системы очистки. Это касается как турбаз и пансионатов, так и частных домов. Этим путём уже пошли отдельные предприятия, например, положительный опыт накоплен в Байкальском государственном биосферном заповеднике, который ежегодно посещают тысячи туристов.»
                                      aif.ru/society/nature/spasti_zhemchuzhinu_sibiri_pomoch_baykalu_mozhet_kazhdyy
                                      0
                                      Т.е. вы утверждаете, что вот этот вот «фильтр механических примесей» чистит от нитратов и фосфатов? За счет чего?
                                        0
                                        Именно этот фильтр был куплен для испытаний. Вообще предполагается использовать угольный фильтр
                                          0
                                          Угольный фильтр тоже не чистит нитраты и фосфаты.
                                          Нужен фильтр с ионообменными смолами.
                                    +9
                                    А как оно поворачивает-то? И почему движителем выбран воздушный винт, а не гребной — парусность повышается, а КПД сильно ниже?
                                      0

                                      Там водный руль, от двигателя идет тяга — неклассический вариант, кстати, обычно делают трапецию — на вертикальном валу двигателя ставят планку, на оси руля — тоже планку, и соединяют с двух сторон тросиками. Недостаток водного руля — поворот по дуге (циркуляции), на месте не получится — на мусор будет наводиться сложнее. Преимущества воздушного винта — плоскодонность, хотя с водным рулем не так актуально, и с передачей на гребной винт заморачиваться не надо. Можно было попробовать воздушный руль поставить.

                                        0
                                        Там сзади есть руль. Воздушный винт — потому что этот способ реализации оказался проще и выполним
                                          0
                                          с драматическим падением КПД. Нужно было заморачиваться всё же с водным винтом, тем более, что особых проблем с ним не видно.
                                          Хотя… на таких скоростях колёсный привод может оказаться даже эффективнее, как ни странно.
                                            +1
                                            Таки да, гребное колесо рулит. Два или более — полностью решат проблему управляемости. Вообще-то идея напомнила мои (детские) попытки сделать путешествующий самостоятелдьно кораблик/плотик — хреновина, которую отправляешь по реке и она плывет как придется. На борту надпись про то, что если застрял — просьба освободить и отправить дальше, а также буек — если потонул, то буек со стропой должен плавать. На кораблике герметично запечатанная открытка с просьбой написать, куда оно доплыло и отправить его на мой адрес. Все предельно по-пионерски, основа — контейнеры для рассады пластиковые. Ни одного письма не получил — видимо, если их кто-то и находил, по было до звезды. А более подробно изучив географию я догадываюсь, что их путь, скорее всего, заканчивался на плотинке, после которой оно выплывало уже по кускам.
                                            Тут — хайтек, самоходное-автономное и при том — с возможностью связи. Это бред, конечно, но если построить хреновину размером с каяк (на базе каяка, собственно, чтоб не изобретать велосипед) и запустить ее в океан на кругосветку — будет, как минимум, весело.
                                        –7

                                        Невероятное удовольствие от самого факта вашей задумки.
                                        (жаль, не могу ставить плюсы постам)
                                        Готов стать скромным спонсором, чтобы хотя бы частично компенсировать проект при его развитии.

                                          0
                                          Спасибо. Куда вам удобней задонатить?
                                            0

                                            Сбер, Райффайзен, Альфа, Открытие, Тинькофф, там у меня есть счета.
                                            На самом деле, это не очень важно, напишите в личку удобный вам способ получения и реквизиты/номер карты, я внесу свою скромную лепту.
                                            P.S. Как неистово здесь минусуют похвальбу в комментах. Детский сад.

                                          0

                                          Шикарная идея на канализационных трубах!!! А какая грузоподъёмность? Солнечная батарея какую функцию несёт? Какой мощности?

                                            0
                                            Грузоподъемность примерно килограмм 15-20. Солнечная батарея нужна для зарядки аккумулятора. Мощность 50 Вт
                                              0
                                              а что тут необычного? Плавающие поделки как раз и делают либо из таких труб, либо из презервативов (не шутка).
                                              А ещё из них (пластиковых канализационных труб) делают телескопы.
                                              +5
                                              Выглядит не очень.
                                              1. Зачем очищать водную гладь (O(N^2)), когда значительно проще очистить берег (O(N)).
                                              Мусор рано или поздно прибъет к прибрежной полосе ветром, да и образуется он на берегу. Поэтому изначальная постановка задачи неверная.
                                              2. Движитель воздушным вентилятором имеет смысл только в мелких болотах, покрытых водорослями, иначе водомет на порядок эффективнее. Байкал конечно пованивает, но все равно не болото Everglades.
                                              3. Как он вообще будет что-то очищать, куда будет складываться мусор? Какой это мусор?

                                              Я бы так решал эту задачу. Сначала нужно сделать очистку берега, т.к. основной мусор там. Какие-то механизированные грабли, которые прочесывают песок и воду до метра от берега.
                                              Далее избавиться от топляка, иначе никакой дрон не пройдет. Тут нужен трактор, без вариантов. А уже потом собираем мелкий плавающий пластик. Очевидно, что робот должен быть как можно шире. В идеале, 2 кораблика, тянущие за собой сеть, которая собирает мусор. Кораблики обязательно с водометами и очень низкой парусностью.
                                                –1
                                                1 Загрязнена сама вода, а не берег. В ней все вредные вещества.
                                                2 Этот вариант было проще реализовать.
                                                3 Забыл написать самое важное. Процесс очистки заключается в прокачке воды через обычный фильтр воды, который устанавливается в проточной системе водоснабжение. Это отфильтрует все вредные вещества, особенно такие как нитраты и фосфаты, которые дают возможность разрастаться спирогире (водоросль, которая заболачивает водоемы).
                                                  0
                                                  3 Забыл написать самое важное.

                                                  Ну так добавьте это в статью — проще же чем отвечать на однотипные комментарии.
                                                    0
                                                    Я сразу же и добавил, как только увидел эти комменты
                                                    0
                                                    А, ну то есть все намного круче, вы хотите решать задачу через O(N^3) пытаясь профильтровать ВЕСЬ БАЙКАЛ.
                                                    На самом деле есть решение O(1). Просто фильтруйте там, где грязная вода поступает в Байкал. Поставьте на эту трубу с грязной водой свой фильтр, и Байкал будет спасен!

                                                    Если до вас еще не дошла абсурдность постановки задачи, то предлагаю посчитать количество фильтрующего материала. Как уже заметили в других комментариях, это какие-то миллиарды тонн, которые нужно купить, затратить энергию на фильтрацию, а потом куда-то утилизировать. И дело тут не в вашей бедности, богатстве Алишера и т.п. Просто если существует решение за O(1), не нужно решать за O(N^3).

                                                    Вы делаете автономного робота-кораблика. Вот и делайте его, не нужно сюда приплетать заведомо нерешаемые задачи. Например, сделайте кораблик, который сам проплывет вокруг Байкала, питаясь солнечной энергией. Для чего? А просто так. Чем не проект? И вполне реализуемый. И во время создания этого проекта вам придется решить кучу инженерных задач.
                                                  0
                                                  Можно больше информации как вы планируете осуществляется очистку?
                                                    0
                                                    Забыл написать самое важное. Процесс очистки заключается в прокачке воды через обычный фильтр воды, который устанавливается в проточной системе водоснабжение. Это отфильтрует все вредные вещества, особенно такие как нитраты и фосфаты, которые дают возможность разрастаться спирогире (водоросль, которая заболачивает водоемы).
                                                      0

                                                      И сколько воды, по-вашему, этот фильтр способен очистить?

                                                        0
                                                        Ну надо смотреть в характеристиках. Это только прототип.
                                                    0
                                                    я бы два коптерных пропеллера сверху поставил чтоб легко рулить,
                                                    здесь 2 пропа в воде постоянно что-то цепляет
                                                      0
                                                      Я бы вообще его сделал другим, но вот денег хватило только на такой
                                                      +2
                                                      Во-первых, странная идея делать воздушный винт. Раз уж всё равно основное предназначение аппарата — прокачивать воду, то логичнее эту же воду и использовать для движения, как рабоче тело для водомётного двигателя.
                                                      Во-вторых, это в прямом смысле попытка вычерпать море чайной ложкой. Тут нужны баржи, причём сотни. И в любом случае, построить в Улан-Удэ нормальные очистные выйдет дешевле и эффективнее, бороться надо с причиной, а не с последствиями.
                                                        0

                                                        Это прототип. Я не Рокфеллер что бы для прототипа построить баржу. Размеры легко масштабируются

                                                          0
                                                          Я не Рокфеллер
                                                          легко масштабируются
                                                          Легко ли?
                                                            0
                                                            Массштабируется при наличии средств конечно же. Я один не потяну делать большие корабли. Зачем вы цепляетесь к словам???
                                                              0
                                                              А чего вы так к кораблям прицепились? По-моему, проще законодательно и при помощи проверочной комиссии можно вполне 1) Запретить прямой выброс веществ в воду, 2) Обязать заводы построить очистные соружения за свой счет, если они хотят продолжать свою деятельность. Вот и всё, и не надо изобретать велосипед, да и вкладываться в изобретение велосипеда тоже не надо
                                                        0
                                                        Правильно Вам пишут — лучше заниматься механической очисткой от мусора. А уже если и чистить воду через фильтры, зачем для этого автономный робот, не проще ли делать это с берега или большого судна, ведь фильтр имеет небольшой ресурс?
                                                          0

                                                          На Байкал нет плавающего мусора. Его проблема — это загрязнение воды. Вы читали мою статью?

                                                            0
                                                            Я имею в виду мусор около\на побережье — его там достаточно, я каждый год сам отдыхаю на Байкале и вижу это своими глазами.
                                                              0
                                                              Там да много мусора. Помню по телевизору показывали как «разлагающиеся» европейцы приезжали чистить мусор за россиянами
                                                          +2
                                                          >Мы не знали какие подойдут для нашего корабля, поэтому взяли эти, ну а в будущем уже подогнать необходимую грузоподъемность.

                                                          Вот это не очень инженерный подход. Школьная же геометрия и физика, посчитать вытесняемый трубами объем, прикинуть примерно вес конструкции и понять — потонет сразу или как-то поплывёт.
                                                            0
                                                            Согласен. На тот момент почему то мне в голову это не пришло. Хватило ума только написать пост в группу моряков с просьбой о помощи, но админ не опубликовал пост.
                                                            +5

                                                            Упростить конструкцию избавившись от воздушного винта.
                                                            Движение за счет водометов. Одновременно это и прокачка воды через фильтры и движитель. Два насосика выкачивающие воду из фильтрующего элемента обеспечивают тягу и развороты (независимое управление). Сразу же избавляемся от лишней механики для рулей, уменьшаем парусность. Центр тяжести смещается вниз. Сохраняется плоскодонность, отсутствие лишних выступающих элементов на днище. Заполнить поплавки вспененым материалом — при разгерметизации не произойдет затопление.


                                                            Большая скорость передвижения этому аппарату не нужна. Для выполнения задачи достаточно обеспечить выброс профильтрованой воды позади забора, чтобы она повторно не попадала в фильтр. За счет прокачки будет легкое движение. Основная задача программирования — максимальная самостоятельность робота в заданной области работы (не уплывать, не застревать, равномерно проходить территорию). Техническая задача — добиться превышения тяги двигателей над ветром. Экологическая задача — использовать материалы, которые при аварии нанесут меньше вреда, чем аппарат принесет пользы.

                                                              0
                                                              Учту это в будущем, если у меня будет возможность делать такие корабли.
                                                              +1
                                                              Ваш дрон сможет очищать только приповерхностный слой воды, ведь так?
                                                              У Вас есть какие-нибудь исследования(ссылки на них) о том, что загрязняющие вещества скапливаются у поверхности озера?
                                                                –1
                                                                Возможностей очистных сооружений, которые есть на Байкале, катастрофически не хватает. Уровень фекального загрязнения притоков и прибрежной зоны перешел все границы. Содержание некоторых опасных веществ в трижды очищенных стоках выше нормы в десятки раз.

                                                                — Многие притоки южного Байкала, в частности Слюдянка, Листвянка, стабильно демонстрируют сильнейшее загрязнение стоками на протяжении трех-шести лет исследований, — говорит профессор. — Северобайкальск стабильно выдает порядка 20-21 микрограмма фосфатов в литре — это безумие для Байкала. Ионов аммония в очищенных сточных водах больше десяти миллиграммов в литре. Это показали совместные с японскими учеными исследования. Японские тесты просто не приспособлены для больших показателей, и у нас зашкаливало по нитратам, по фосфатам.

                                                                Читайте далее: www.irk.ru/news/articles/20170922/feces
                                                                  +1
                                                                  Я не спорю с фактом загрязнённости Байкала. Но, как я понял, Ваш дрон сможет профильтровать только верхний слой воды на несколько см в глубину. В то время как огромные объёмы воды на глубине останутся неотфильтроваными. Так что если загрязняюшие вещества скапливаются не на поверхности, а в глубине, то Ваш дрон довольно бесполезен.
                                                                    0
                                                                    А есть средство которое может выкачать воду с глубины 1,5 км, находящееся где то примерно в середине Байкала??
                                                                0
                                                                Процесс очистки заключается в прокачке воды через обычный фильтр воды, который устанавливается в проточной системе водоснабжение. Это отфильтрует все вредные вещества, особенно такие как нитраты и фосфаты

                                                                А как обычный фильтр отфильтрует растворенные в воде вещества? Или фильтр все же не совсем обычный?
                                                                  0
                                                                  В данный момент в дроне стоит дисковый фильтр, который купили в магазине для проведения с ним испытаний. Но до испытаний дело не дошло. В будущем планируется ставить угольный фильтр
                                                                  +2

                                                                  Понятно, что это DIY по нашему любимому дендрофекальному методу, но теорию можно почитать чтобы не тонул "зад корабля" ;)
                                                                  А порыв благородный, да.

                                                                    +7
                                                                    Поделка на уровне школьника, не упоминайте, пожалуйста инженерию всуе. Дикий бред про замену очистных сооружений с нормальной денитрификацией и физико-химическим удалением фосфора плавающими дронами.
                                                                    По конструкции: у труб в месте стыков из-за диффузии будет накопление воды, лучше полипропиленовые трубы варить прутком.
                                                                    Лучше сделать тримаран для устойчивости.
                                                                    Все выступающие части убрать для уменьшения парусности. Корпус можно сделать из листового полипропилена, заказать бассейнщикам, они же сварят трубы. Но ПП в месте сварки может лопнуть при низкой температуре.
                                                                    В качестве задачи дрону можно поручить какой-нибудь сбор данных — температуру, солесодержание, прозрачность, что из датчиков можно будет купить в рамках скромного бюджета. С составлением карты. Только производительность его будет мизерной — для обследования Байкала надо накрутить не менее 10 000 км за месяц. Столько энергии у него нет.
                                                                      0
                                                                      Задумка хорошая но не учтены некоторые моменты в плане конструкции, например на первом фото кожух ветряка краями закрывает солнечную панель что категорически не допустимо так как такое затенение существенно урезает выдачу с панели. Так же не увидел ничего о контролере заряда аккумулятора.
                                                                        0
                                                                        Это будет во второй части. Щас я только собрал и протестил дрон, так как скоро зима и вода замерзнет
                                                                        +2
                                                                        Я считаю это хорошая статья для хабра… лучше уж так чем сплошные преводы… И что так много критикующих, это сделано в свободное время так как хотелось ему. А вопросы и критика как будто бы он это делал за гос. деньги и все недовольны.
                                                                          +2
                                                                          Вот тоже не пойму почему столько негатива на человека вывалили. Ну сделал как получилось (да еще и с весьма скромным бюджетом), в любом случае узнал в процессе что то новое и «прокачался» как инженер. А ведь мог на эти деньги купить пивасика и не париться.
                                                                          И да, эта статья полезнее и интереснее, чем новость о том, что кончились зеленые айфоны.
                                                                            +3
                                                                            Потому, что он выкладывает недоделанную нерабочую конструкцию с плохими фотографиями без капли чего-то нового и оригинального.
                                                                              0
                                                                              Ну это субьективное мнение по поводу нового. Даже если взглянуть на этот тред, уже понятно что движение мыслей она породила, соответственно, возможно, у кого-то будет лучший вариант. По фото согласен — ужасные.
                                                                              P. S. По моему мнению, умение собрать что то из подручных материалов, заслуживает уважения гораздо большего, чем как сейчас модно — возьмем конструктор, готовые блоки, соберем по схемке, напишем 2 строчки когда, аля «подними левую ногу, опусти правую», без малейшего представления что там на самом деле происходит и о чудо — я построил робота!
                                                                                0
                                                                                По моему мнению, умение собрать что то из подручных материалов, заслуживает уважения гораздо большего, чем как сейчас модно

                                                                                Ключевое слово — собрать. Собрать так, чтобы что-то работало. В реальности, не работает ничего — аккумулятор надо заряжать вручную, а не от солнечной батареи, но даже при этом он не выдает сколько-нибудь достаточно энергии, даже чтобы отплыть от берега и вернуться обратно (отчасти за это несет ответственность ужасный КПД двигателя), фильтр не может фильтровать то, что хотелось, даже в теории, а если смог бы — байкалу даже от тысячи такой устройство ни горячо, ни холодно.
                                                                          0
                                                                          xo4y_B_BostonDynamics идея хорошая, первые тесты пройдены, осталось развивать дальше. У меня возникло пару вопросов. За какое время зарядится аккумулятор от солнечной батареи, если дистанционно отключить мотор и не трогать корабль? И еще такое предложение. Если вместо дистанционного управления поставить на корабль 4 датчика расстояния(например ультразвуковой дальномер HC-SR04), и если корабль будет сам двигаться по определенному маршруту, то энергопотребление сильно снизится? Просто на первых парах действительно нужно дистанционное управление. А когда он уже будет работать — возможно ради экономии аккумулятора убрать эту функцию? Или так будет только хуже?
                                                                            0
                                                                            Все зависит от солнечной активности. Если солнце будет светить весь день, то думаю за 10 часов зарядит кислотный аккумулятор. Его просто так и заряжают — 10 часов током 0.1 от емкости. Радиоуправление потребляет по паспорту 1,5 Вт максимум и питалось оно от повербанка. Моя цель была запустить кораблик. Далее теперь я уже буду делать автопилот и эта функция отпадет. Вместо ультрозвуковых датчиков будет стоять стереоскопическая камера. Она определяет расстояние до объекта по картинке. Или лидар поставлю
                                                                            0
                                                                            А не проще фильтр поставить на якорь и пусть через него волна сама пробивает?
                                                                            +1
                                                                            По делу:
                                                                            Аккумулятора хватило только на 10 минут потому, что ток потребления вентилятора 14 ампер (Так говорит гугл). А емкость аккумулятора 7Ач в новом состоянии, а поношенный — и того меньше выдаст. И не забываем про помпу. Я либо пропустил, либо этого нет в статье — она тоже добрых 10 ампер жрет, итого 25А — 15 минут от нового аккумулятора в лучшем случае! Солнечная панель у вас ватт на 20? Это получается в районе 1Aч(Да и то, если это учесть и прошивкой заставлять его всегда вставать панелью к солнцу) чего категорически не хватает для данной конструкции. Пока что расклад получается такой: дрон отсылается на точку, и в пути он 30 минут плывет, >7 часов заряжается. Потом такими перебежками он прибывает на место дислокации, разворачивается к солнцу и начинает процесс фильтрации. Теперь это 40-50 минут фильтруется, 7 часов заряжается. А вот дальше, нужно считать, что произойдет при масштабировании, да и вообще, нужно прикинуть производительность фильтрации с таким графиком. Мне пока только кажется, что по эффективности это будет проект по производству мусора из аккумуляторов, фильтров и электроники, нежели очистная станция. К тому же, очень и очень дорогой проект. Намного эффективнее будет на те же деньги перекачать байкал куда-нибудь в европу и там его защищать
                                                                              0
                                                                              Есть такая штука, БИОФИЛЬТРАЦИЯ называется. Смысл в том, что через «пористый» наполнитель проходит ток воды. Наполнитель может быть разным. Керамзит, галька, Вспененное стекло, кафель и другие, вплоть до губки. При токе воды, на поверхности фильтра селятся бактерии, которые разлагают фосфаты и нитраты на более безопасные соединения.
                                                                              Эти штуки часто делают себе аквариумисты DIY-щики в свои аквариумы, помогает только так.
                                                                              Ваша Вибро-помпа потребяет много энергии, дает огромный ток воды, который стопорится вашим фильтром — посмотрите в сторону биофильтрации и маломощных помп на 5-10 ватт, возможно от стеклоомывайки или аквариумные.
                                                                                0
                                                                                Как продолжение мысли о биофильрации — я бы сделал бы плавучие фермы — корни в воду. Растения ой как хорошо вытягивают фосфаты и нитраты. И при том, растения будут всегда под солнцем, ничто не будет им загораживать солнечный свет. Коммерциализация — плоды с фермы в продажу.
                                                                                PS. Возможно, поучаствовал бы в проекте. Вы из какого населенного пункта?
                                                                                  0
                                                                                  У меня было точно такая же мысль, но я посмотрел содержание нитратов и фосфатов в воде Байкала и необходимое содержание для растений и оно было намного меньше. Я из г. Улан-Удэ
                                                                              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                                  +1
                                                                                  а его закидали г#вном

                                                                                  Нет. В комментариях много конструктивных мыслей, которые очень пригодятся автору в следующей итерации проекта.
                                                                                  Ну и вообще:
                                                                                  «Хочешь узнать как сделать что-либо хорошо и правильно?
                                                                                  Сделай как-нибудь и выложи на Хабр. В комментариях тебе всё расскажут, возможно не слишком дипломатично, но доходчиво.
                                                                                  Профит!»
                                                                                  0

                                                                                  Автор, респект за идею!
                                                                                  В статье нет затрат на проект и что бы хотел купить/доделать.
                                                                                  Насчет выставки, надо прорекламировать проект, например понятную презентацию и оформить модель, например наклейки с названием, надписи.

                                                                                    0
                                                                                    10 000 рублей ушло на все
                                                                                    Подобную статью пишу в первый раз поэтому даже не думал об этих пунктах
                                                                                    0
                                                                                    Позвольте сразу уберечь вас от бесполезных затрат.
                                                                                    1. Сперва надо отметить, что зарядка-разрядка от солнечной батареи быстро убивает емкость аккумуляторов, да и сами аккумуляторы.
                                                                                    2. HC-SR04 дальномеры на корабле бесполезны в силу малого измеряемого расстояния 1,5 м (на открытом воздухе), в воде в разы меньше.
                                                                                    3. Не понятно, как стереоскопическая камера поможет на корабле. Расстояние до которого объекта определит.
                                                                                    4. Лучше поставить GPS или GNSS(но это в разы дороже).
                                                                                    5. Лидар бесполезен. Лучшая доступная модель — до 30 м. Обнаруживает… стены. На улице лидар, если это не что-то промышленное, бессилен.
                                                                                    6. Увеличить дальность управления в части связи- вместо nodemcu (в которую даже не впаяна внештатная антенна) лучше попробовать lora модули. Бьют до 1,5 км. Посмотрите на ютюбе ролики от «Электроники в объективе».

                                                                                    Практическая польза от проекта:
                                                                                    — дать любому желающему «поездить» по Байкалу через web-интерфейс и «поубирать» мусор. Есть такие реальные проекты (не про Байкал) и очень популярны.
                                                                                    — поставить датчики определения загрязненности воды с отправкой данных на «Народный мониторинг», в газету «Байкальские огни», в openinternet Маска.
                                                                                    — борьба с сетями браконьеров?

                                                                                    *вливайтесь в ROS сообщество, там есть и водоплавающие — телеграм — rosrussia meetup 2019.

                                                                                    **не бросайте проект. Сделайте версию 2.0.
                                                                                      0
                                                                                      Я установил ROS, но пока руки еще не дошли до его использования.
                                                                                      Стереоскопическая камера нужна на тот случай, если нейросетка не пределит объект. Иначе корабль будет «втыкатся».
                                                                                      Связь я планирую сделать через обычный 3G модем, если драйвера на убунте найдутся для него.
                                                                                      А какие аккумуляторы убивает солнечная батарея?

                                                                                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                                  Самое читаемое