Подводное измерение расстояния / зондирование

Я работаю над проектом из университета, который включает в себя ROV. Я пытаюсь найти простой способ создания системы дистанционного зондирования, которая не требует большой работы. что-то очень простое, которое может измерять до 20 см, с хорошим разрешением.

Я смотрел на ультразвук, но, видимо, он не очень хорошо работает в воде + гидроизоляция не доставляет хлопот, а инфракрасный также не идеален. Я купил эхолот, чтобы использовать Преобразователь, но у него тоже много препятствий, например, создание фильтров.

Любой простой способ, которым я могу взломать эхолот или создать простой сенсорный блок, используя MCU и сенсор?

Если требование по взлому готового устройства может быть отменено, недорогой и простой в использовании вариант датчика дальности:

• Используйте синий лазер 405 нм в качестве проекционного элемента. На eBay их можно купить примерно за 13 долларов : используйте эпоксидную герметизирующую смесь для герметизации модуля - крепление объектива уже водонепроницаемое, не используйте эпоксидную смолу на объективе.
• Кроме того, изменить даже дешевле ( менее $ 5 на eBay ) лазерную указку мощностью 5 мВт 405 нм, чтобы сделать ее водонепроницаемой и вытянуть силовые выводы. Вы можете попробовать палец прозрачной резиновой хирургической перчатки для работоспособного варианта гидроизоляции.
• Для расширенного охвата: разделите лазерный луч, используя параллельную призму - разделение по 5 направлениям будет идеальным для 5 лучей в плоской плоскости.
• Используйте фототранзистор или фотодарлингтон в качестве чувствительного элемента - выберите деталь с хорошей чувствительностью на синем конце видимого спектра
• Установите чувствительный элемент рядом с лазером, направив его в том же направлении, что и лазер.
• Чтобы улучшить селективность, поместите фиолетово-синий гелевый фильтр перед фототранзистором, чтобы заблокировать или значительно ослабить падающий свет, который находится вдали от желаемой (405 нм) части спектра.
• Когда комбинация лазер + датчик приближается к любой отражающей или дисперсионной поверхности, интенсивность синего (405 нм) света, падающего на фототранзистор, увеличивается. Это происходит, даже если зеркальное отражение от поверхности отсутствует, поскольку коллимированный лазерный луч (-ы) все еще отражается обратно в направлении источника из-за образования спекл-структуры.
• К сожалению, этот подход не будет работать, если вода обладает значительной пузырьковой активностью или взвешенными частицами, поскольку интенсивность спекл-структуры будет оставаться высокой даже без твердой отражающей поверхности впереди.
• Несмотря на то, что это звучит немного нелогично, интенсивность отраженного сигнала в воде синего лазера мощностью 1 мВт, как правило, достаточно сильна для обнаружения фототранзистором, даже если нет перпендикулярной отражающей поверхности, на которую падает лазер - тогда как прямое отражение может перегружать фототранзистор, поэтому необходимы соответствующие меры предосторожности.
• Откалибруйте интенсивность принятого сигнала на фототранзисторе по расстоянию, и у вас есть подводный датчик приближения.
• Не забудьте использовать эпоксидную заливку для защиты всех открытых контуров, компонентов, проводов и соединений.

Почему это работает, когда инфракрасные светодиоды или лазеры не будут:

• Красный конец видимого спектра (и тем более инфракрасного) поглощается водой примерно в 100 раз сильнее, чем фиолетовый / синий: ^{из этой статьи}

Почему это работает с лазером, но не обязательно с ультрафиолетовыми светодиодами:

• Свет от светодиода не коллимируется, следовательно, не получает значительно усиление в обратном направлении, в то время как комбинация отражения и дифракции вызывает значительное импульсное усиление такого возвращаемого сигнала для коллимированного лазерного луча посредством формирования спекл-структуры .

Этот подводный ультразвуковой датчик для измерения расстояния может быть именно тем, что вы ищете. Как отметил Майкл Карас, этот ультразвуковой датчик рассчитан на 30-3 м, извините. Тем не менее, этот сайт может быть другой подходящий вариант.

Вы можете создать свой собственный модуль с подводным преобразователем . Вы должны прочитать это, если вы еще этого не сделали.

Любой простой способ, которым я могу взломать эхолот или создать простой сенсорный блок, используя MCU и сенсор ???

Я не очень хорошо разбираюсь в поиске рыбы, но держу пари, что вы могли бы найти действительно дешевый искатель рыбы с выводом данных и попытаться изменить его для работы с вашим проектом. Однако я думаю, что диапазон будет слишком большим для вас, так как вам нужен всего 20 см, искатель рыб (или его датчик), скорее всего, не будет слишком точным на этом расстоянии.

Это более дешевая версия первого модуля, с которым я связан (по крайней мере, мне так кажется). Водонепроницаемый ультразвуковой датчик для измерения расстояния не предназначен для использования под водой, но он может работать для вас в зависимости от глубины вашего устройства.

Я уже сталкивался с этим измерением глубины воды и обнаружил, что датчик давления и барботер (то есть аэратор для приманки для рыбы) прекрасно работают, как показано и объяснено в этом видео YouTube https://youtu.be/0CRarPCHXk0, посвященном Floating Dock Patrol . Микро в патруле плавучего дока один из Parallax (Raspberry Pi тоже подойдет). Я нахожу ответ г-на Гоша очень интересным и собираюсь его попробовать (я нахожусь в процессе приобретения деталей для лазерной идеи). Я пытался взломать рыбоискатель, но точность поиска рыбы на мелководье плохая и много шума. Ультразвуковые датчики не работают, так как они просто отскакивают от воды. Барботер работает лучше всего, но синий лазер может быть более простым подходом.

Я могу немного опоздать на вечеринку по этому поводу, но любой из острых инфракрасных датчиков приближения будет работать под водой и идеально подходит для коротких дистанций. Я использую их для этого приложения в проекте, над которым я сейчас работаю. Вы должны будете сделать их водонепроницаемыми и поместить их в какой-нибудь разрешающий ИК-чехол. Я использую корпус GoPro с закрепленным на месте датчиком и установленным небольшим сквозным сальником (может быть приобретен у McMaster Carr или аналогичного поставщика). Они имеют нелинейный отклик, и вам, вероятно, придется сопоставлять значения с откликом датчика на основе тестирования, так как ИК довольно сильно затухает в воде, но этот датчик стоит недорого и невероятно прост в установке и использовании. Следует отметить, что он идеально подходит только для применения на малых расстояниях.

Как эмпирическая справка, мой опыт работы с различными искателями рыб позволяет предположить, что они не очень хорошо работают менее чем в 1 футе воды. Я подозреваю, что им нужно минимальное расстояние, чтобы правильно услышать отражение. Если датчик находится напротив плоской поверхности, показания неверны. Также возможно, что приемник имеет высокую направленность, поэтому, когда приемник находится на расстоянии менее 1 фута от отражающей поверхности, он пропускает отражение.