MAZU – 水下機器人DIY 感測器方案

如果你在規劃自做一台屬於自己的水下機器人,而且正在找尋相關感測器模組,Mazu感測模組將是你最佳選擇之一。

在自做水下機器人的過程中,都會面臨到硬體、軟體整合與機構防水設計。此介紹文章說明Mazu 感測模組如何簡化你在DIY過程會面臨的麻煩。

在硬體方面,Mazu 水下感測器模組是特別針對水下機器人DIY所提供的感測器,目前已採用於ROVMAKER自有的航海家號II水下機器人。其上面晶片包含 慣性測量單元(IMU) MPU-9250A 與 深度與溫度感測器 MS5837-30BA。此外為更加入電子羅盤 IST8310 提供水下更佳導航能力。而這些晶片皆透過單一的I2C介面控制。

 

在軟體開發方面,ROV MAKER團隊提供 MAZU 感測版在航海家號II實現的軟體範例,大大降低你的開發週期。您可以在官網下載區 或直接點此連結下載。

MAZU感測版可以提供的水下導航資料包含:

  • IMU9250提供了水下機器人俯仰(pitch)、偏擺(yaw)及翻滾(Roll)等參數,在景色單調的水下視野,這提供了機器人在水中姿態參數。
  • 深度與溫度感測器 MS5837-30BA可透過公式將承受的壓力值(mBar單位)轉換成淡水或海水的深度(cm)。除了壓力值,這顆晶片同時也提供溫度值。
  • 電子羅盤 IST8310 提供精準的磁北方位。其無須利用空中八字移動校正,只需將水下機器人旋轉數圈左右搖晃即可。目前其驅動程式僅提供MIPS版本,如需其他系統平台版本須提供相關 編譯參數 (Compiler flag)。

機構方水方面設計方面,將Mazu焊好電線後,可放置在隨附的壓克力板內,然後注入環氧樹脂A至深度與溫度感測器 MS5837-30BA白色壓力探測器上緣即可。選擇適當環氧樹脂將可使其抗水壓達到65米深以上。此設計可讓Mazu放置在水下機器人在水下65米甚至更深可正常工作。使用者僅需考量Mazu與密封艙的防水設計。

 

為了讓電子羅盤 IST8310 有更好的表現,建議Mazu模組安裝在機器人的部位盡量不要靠近馬達或相關線路。

 

MAZU的組裝影片參考如下

 

以下是航海家號I 安裝Mazu版後 挑戰石門水庫43米深的影片,可以從影片中了解水庫水溫跟深度的變化。在航海家號II,亦實現了紀錄Mazu感測版上的感測器數據,除了以文字檔方式儲存外,亦可將感測器訊息顯示在即時影像上,錄影後供後續研究分析。

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