Supercon 2022: Semua Naik SS MAPR Bersama Sherry Chen

Bagaimana Anda mengetahui apa yang ada di badan air yang bergerak dengan lebar lebih dari satu mil? Bagi mereka yang bertugas menilai kualitas air sungai Delaware, ini adalah masalah nyata. Mengumpulkan data yang diperlukan untuk mengevaluasi kualitas air itu mahal dan memakan waktu, memakan waktu lebih dari enam tahun. Meski begitu, datanya relatif jarang, dengan hanya beberapa stasiun kualitas air dan hanya satu sampel permukaan untuk setiap enam mil sungai.

Sherry Chen, Quinn Wu, Vanessa Howell, Eunice Lee, Mia Mansour, dan Frank Fan bekerja sama untuk menciptakan solusi, dan SS MAPR adalah hasilnya. Di Hackaday Supercon 2022, Sherry menguraikan misi, mengapa itu perlu, dan perjalanan mereka menuju perahu robot otonom. Berikut ini adalah panduan dan kisah fantastis tentang sebuah proyek besar yang bersatu. Ada rencana, evaluasi, dan tes untuk setiap komponen.

Sherry dan tim pertama kali memulai dengan mendefinisikan apa yang dibutuhkan. Itu harus murah, mudah digunakan, dan dapat mengambil sampel dari berbagai kedalaman dalam kotak pembatas yang terkurung dengan baik. Itu perlu dijalankan selama empat jam, dioperasikan oleh satu orang, dan mengambil sepuluh sampel melintasi bagian sungai sepanjang 1 mil (2 km). Beberapa solusi komersial dievaluasi, tetapi mereka menemukan tidak satupun dari mereka memenuhi persyaratan, bahkan mengabaikan biayanya yang tinggi. Mereka memilih perahu gaya multi-lambung dengan ponton siap pakai untuk alasan stabilitas dan biaya.

Dari sudut pandang teknologi, mereka memilih Raspberry Pi untuk menyediakan navigasi dan UI, modul XBee untuk komunikasi nirkabel, dan mbed LPC1768 untuk kontrol tingkat rendah. Pi dan mbed berbicara satu sama lain melalui koneksi serial, dan modul XBee memungkinkan operator darat untuk mengendalikan kapal. SS MAPR memiliki pompa submersible yang dapat diturunkan dan disalurkan ke baki pengumpul yang berputar untuk pengambilan sampel. Tim memvalidasi bahwa motor yang dipilih dapat memompa air hingga 45 kaki ke baki pengumpul yang benar menggunakan beberapa matematika dan eksperimen.

Satu masalah yang muncul adalah menangani probe yang didorong pada suatu sudut oleh arus ke titik di mana ia meninggalkan volume pengambilan sampel satu meter kubik. Setelah menguji di kolam untuk memeriksa matematika, bobot yang terdengar adalah jawabannya. Selain itu, tim menambahkan sirkuit penambah dan pemfilteran di kedua ujungnya untuk memperhitungkan masalah integritas sinyal yang mungkin muncul saat mengirim data probe lebih dari 50+ kaki.

Untuk memverifikasi bahwa kapal dapat mempertahankan posisinya dalam jarak dua meter selama 20 menit, tim meletakkannya di dekat sungai Schuylkill. Mereka kemudian merekam rekaman dari drone, merujuk pada landmark untuk memastikannya tidak menyimpang di luar radius yang diperlukan. Setelah navigasi PID dan UI diselesaikan, keputusan besar terakhir adalah sumber daya. Mereka membutuhkan hampir 400 W pada runtime 4 jam (1600 kw). Mereka melihat pembuatan paket baterai atau menggunakan baterai timbal-asam ketika penasihat mereka mengusulkan untuk menggunakan generator bensin kecil. Meskipun diperlukan beberapa perbaikan untuk memastikan genset tidak basah, genset adalah solusi termudah. Melihat putter perahu berkeliling mengumpulkan sampel pasti sangat memvalidasi bagi seluruh tim.

Secara keseluruhan, ini adalah perjalanan yang fantastis melalui pengembangan sesuatu yang berguna. Kemunduran, keberhasilan, dan proses dijelaskan dengan sangat rinci. Seluruh pengalaman memukau dan disajikan dengan baik. Hasilnya menginspirasi kami untuk keluar dan membuat sesuatu yang sangat membantu, dan merupakan bukti positif bahwa tim kecil insinyur cerdas dapat membantu mengubah dunia menjadi lebih baik.