Opracowana przez młodych konstruktorów z Politechniki Wrocławskiej łódź to dron klasy USV, czyli bezzałogowy pojazd nawodny. Może on być wykorzystywany do zadań obserwacyjnych i pomiarowych. Jest to jednostka typu katamaran, składająca się z dwóch sztywno połączonych kadłubów umieszczonych równolegle względem siebie.
– Długość pływaków wynosi ok. metra, a między nimi znajduje się platforma, na której zamontowaliśmy skrzynię z elektroniką i urządzeniami pomiarowymi. Wśród nich są m.in. czujnik pH, termometr, czujnik zmętnienia wody, czujnik cząstek stałych oraz czujnik głębokości – mówi kierujący projektem Antoni Piałucha z Koła Naukowego PWr Solar Boat Team. – Pozwala to na prowadzenie podstawowych analiz wody, a więc m.in. wykrywanie stężeń substancji niebezpiecznych dla roślin i zwierząt oraz mapowanie różnic temperatur, co ma również duże znaczenie biologiczne – dodaje.
Łódź została zaprojektowana jako uniwersalna platforma transportowa
Taka, na której można zamontować dowolne wyposażenie. W przyszłości mógłby to być na przykład sonar, umożliwiający mapowanie dna i stworzenie jego trójwymiarowej mapy.
Drona napędzają dwa silniki umieszczone na rufie. Jednostka jest sterowana różnicowo, co oznacza, że silniki mogą pracować z różnymi prędkościami. Umożliwia to obrót łodzi w miejscu, ułatwia manewrowanie i pozycjonowanie na rzece oraz pokonywanie silnego nurtu.
– Kadłuby zostały wykonane z laminatu i włókna szklanego, a łącząca je platforma z profili aluminiowych. Skrzynia z urządzeniami elektronicznymi i bateriami – za których działanie odpowiada mikrokomputer Raspberry Pi – oraz aparatura pomiarowa, jest całkowicie wodoszczelna – tłumaczy Antoni Piałucha.
Łodzią można sterować autonomicznie przez Wi-Fi lub przy pomocy pilota. Studenci przewidzieli również możliwość rozbudowy systemu o opcję długodystansowego sterowania radiowego.
Niewielka waga, duża moc
Cała konstrukcja waży 15 kg, a zasilanie zapewnia pakiet baterii litowo-jonowych o wysokich parametrach, dzięki którym łódź może pływać przez około pięć godzin. Dron jest w stanie ciągnąć za sobą ładunek o masie do 120 kg, natomiast ciężar wyposażenia zamontowanego na aluminiowej platformie może wynosić do 15 kg.
– Zastosowaliśmy baterie o dużej pojemności, ponieważ same silniki są dość mocne. Celem projektu było zbudowanie drona, który mógłby badać jeziora, a te bywają rozległe. Chcieliśmy więc zapewnić jednostce odpowiednią moc oraz jak najdłuższy czas pracy – wyjaśnia kierownik projektu.
Łódź była już testowana na basenie Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, na jeziorze w miejscowości Szczodre oraz na Odrze we Wrocławiu. Studenci podkreślają, że wszystkie systemy sterowania i pilotowania działały bez zarzutu, a także udało się przeprowadzić komplet podstawowych pomiarów wody.
Prace projektowe nad jednostką i pozyskiwanie funduszy trwały ponad rok, a samo laminowanie, montaż i programowanie około sześć miesięcy.
W przyszłości, oprócz testowania nowych urządzeń pomiarowych, młodzi konstruktorzy chcieliby również ulepszyć autonomiczny system sterowania, a w planach mają udział w zawodach łodzi autonomicznych w Monako. Co ważne, autonomiczny system sterowania jest obecnie w fazie testów – można już zaznaczyć punkty na mapie, a łódź sama przepłynie wyznaczoną trasę.
Na realizację projektu F.O.K.A. studenci otrzymali dwa granty Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach programów „Studenckie koła naukowe tworzą innowacje” oraz „Wsparcie studentów w zakresie podniesienia ich kompetencji i umiejętności”.
