Σχεδιασμός και υλοποίηση ενός αυτόνομου θαλάσσιου οχήματος με χρήση arduino

Abstract

Το επίπεδο της τεχνολογίας σήμερα φέρνει τα αυτόνομα οχήματα όλο και πιο κοντά στην πραγματικότητα. Ένα όχημα με δική του νοημοσύνη φαντάζει ειδυλλιακό, ωστόσο υπάρχουν εμπόδια που καθιστούν την χρήση του αδύνατη. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η κατασκευή ενός θαλάσσιου οχήματος με δυνατότητες αυτόνομης πλοήγησης και καταγραφής του εξωτερικού περιβάλλοντός του, με σκοπό να συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των αυτόνομων οχημάτων και να παρουσιάσει τις ικανότητες ενός τέτοιου οχήματος αλλά και τους περιορισμούς της εφαρμόζουσας τεχνολογίας. Το όχημα βασίζεται στον μικροελεγκτή Arduino mega, ο οποίος σε συνδυασμό με μια μονάδα εντοπισμού γεωγραφικής θέσης (GPS), μια ηλεκτρονική πυξίδα, έναν μικρoκινητήρα DC, ένα servo κινητήρα και έναν πομποδέκτη, ο οποίος επικοινωνεί ασύρματα με έναν δεύτερο πομποδέκτη τοποθετημένο στον σταθμό βάσης, επιτυγχάνει αυτόνομη κίνηση από ένα σημείο σε ένα άλλο, καθορισμένο από ένα χρήστη ή κίνηση υπακούοντας σε χειροκίνητες εντολές κατεύθυνσης. Επίσης έχει την δυνατότητα καταγραφής της πορείας σε πραγματικό χρόνο μέσω μίας αναλογικής κάμερας και ενός πομπού βίντεο αλλά και καταγραφής σε βάθος χρόνου με την χρήση ψηφιακής κάμερας. Το σύστημα ενσωματώνεται στο εσωτερικό σκάφους μικρής κλίμακας. Για την τροφοδοσία ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιείται μια μπαταρία λιθίου στην οποία γίνεται καταγραφή της τάσης ενώ για την αποστολή μηνυμάτων από τον σταθμό βάσης, χρησιμοποιείται η οθόνη σειριακών μηνυμάτων της εφαρμογής Arduino IDE. Τέλος η απομακρυσμένη επικοινωνία με το σύστημα επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας την τεχνολογία Lora. Σκοπός αυτού του συστήματος είναι η αξιοποίησή του σε επιχειρήσεις ελέγχου υδάτων, υπηρεσίες μεταφοράς εμπορεύματος, στην αποτροπή ναυτικών ατυχημάτων και η συμβολή του σε συλλογή δεδομένων από αισθητήρες, απομακρυσμένα.