Utvikling av smart flyter

Abstract

UiS Subsea er en studentorganisasjon, som ble opprettet i 2013. Hvert år, bygges det et nytt undervannsfartøy for å delta i en konkurranse, arrangert av Marine Advanced Technology Education (MATE) i USA. Årets lag, består av 18 studenter fra studieretningene elektro, data og maskin, fordelt på åtte ulike bacheloroppgaver. For å delta i årets MATE-konkurranse, må det bygges to undervannsfartøy, en ROV (Remotely Operated Vehicle) og en AUV (Autonomous Underwater Vehicle).

Denne rapporten tar for seg utviklingen av en smart flyter, altså årets AUV. Denne skal lages for å kunne utføre en spesifikk oppgave i konkurransen, der den blir satt ut av ROV-en før den skal synke ned og flyte opp to ganger. Det er første gang en flyter blir laget i UiS Subsea, og prosjektet er derfor preget av mye planlegging, og vurdering av ulike løsninger.

For å utvikle en smart flyter, har vi designet et kretskort, som fungerer som et grensesnitt mellom alle de ulike delene som inngår i flyteren. Dette gjelder både mikrokontroller, sensorer som er brukt, pumpe, ventil og strømforsyning.

Andre deler av oppgaven har vært å finne aktuelle komponenter, utforme oppsettet inni flyteren og lage maskin- og programvare. Det var også et krav fra konkurransen at flyteren skal være batteridrevet. Det har derfor blitt gjort en batterivurdering, der det har blitt tatt hensyn til kravene om maksimalt strømtrekk og spenning.

Gjennom oppgaven, har vi hatt stort læringsutbytte, ikke bare faglig, men også i forhold til det å jobbe med et stort tverrfaglig prosjekt, hvor man må samarbeide med flere grupper. Siden flyteren er uavhengig av ROV-en, har vi stort sett kun samarbeidet med en av maskingruppene, men det har vært fint å ha hele Subsea-laget å kunne be om hjelp eller støtte.

Flyteren er testet både tørt og i vann, og den oppfyller kravene som ble satt i behovs- og funksjonsspesifikasjonen. Fremover mot konkurransen, skal det testes videre med hvordan ROV-en skal holde flyteren, og hvordan de kommuniserer.

UiS Subsea is a student organization, which was established in 2013. Every year, a new underwater vehicle is built to compete in a competition in the US, organized by Marine Advanced Technology Education (MATE). This year’s team consists of eighteen students, whom together are writing eight different bachelor’s theses. The bachelor’s theses are on different subjects which are, electrical engineering, computer science and mechanical engineering. To compete in this year’s MATE-competition you need to build two different underwater vehicles. One ROV (Remotely Operated Vehicle) and one AUV (Autonomous Underwater Vehicle).

This report addresses the development of a smart float i.e., this year's AUV. The AUV must be made to be able to perform a specific task in the competition, where it is put out by the ROV before it must sink down and float up twice. This is the first time a float has been created by UiS Subsea, and the project is therefore characterized by a lot of planning and assessment of various solutions.

To develop a smart float, we have designed a circuit board, which acts as an interface between all the different parts that are included in the float. This applies to the microcontroller, sensors, pump, valve, and power supply. Other parts of the task have been to find relevant components, design the layout inside the float and create hardware and software. It was also a requirement from the competition that the float shall be battery powered. A battery assessment has therefore been made, where the requirements for maximum current and voltage have been considered.

Through the thesis, we have had great learning curve, not just academically, but also in relation to working on a large interdisciplinary project, where you must collaborate with several groups. Since the float is independent of the ROV, we have mostly only collaborated with one of the machine groups, but it has been nice to have the entire Subsea team available for help and support.

The float has been tested both dry and in water and it meets the specifications set by MATE. Prior to the competition, there will be further testing with how the ROV will hold the float, and how they communicate.