در این مقاله از مجله‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی گزارشی درباره‌ی پروژه‌ی ساخت خودانجام یک قایق خودران را از زبان سازنده‌ی آن می‌خوانید. Damon McMillan که یک مهندس مکانیک است، با استفاده از لوازم ساده و در دسترس SeaCharger را که با انرژی خورشیدی حرکت می‌کند، ساخته است. ماموریت این قایق خودران سفر از سواحل کالیفرنیا به سواحل هاوایی بوده است.

آغاز سفر

من قایق را برای آزمایش به ساحل شنی خلیج Half Moon در کالیفرنیا بردم و در آخرین لحظات پروانه‌ و سکان را آن را بررسی کردم. سپس قایق را به قسمتی که عمق آب پایین‌تر از زانوی من بود برده و با تمام توان به سمت جلو هل دادم. در آغاز قایق با سرعتی نه چندان زیاد در میان امواج بدون این که وارونه شود، شروع به حرکت کرد و به تدریج بر روی موج‌های اقیانوس ناپدید شد. یک تماشاچی ریزبین به من نزدیک شد و به من گفت از این که کنترل قایقم را از دست داده‌ام متاسف است اما من به او اطمینان دادم که قایق بر روی حالت خودکار است و دقیقا به سمت مقصد یعنی هاوایی، حرکت می‌کند.

در حقیقت ایده‌ی ساخت یک قایق خانگی که بتواند ۲۴۰۰ مایل را بر روی اقیانوس‌های آزاد به مقصد هاوایی طی ‌کند، احمقانه به نظر می‌رسد. اما من با کمک یکی از دوستانم، با استفاده از فوم و فایبرگلاس این قایق را در پارکینگ خانه‌ام ساخته و آن را SeaCharger نامیدم. هدف من از انجام این کار به دست آوردن پول یا رقابت با کسی نبود، من می‌خواستم یک چالش را تجربه کنم. این پروژه به عنوان یک پروژه‌ی یک ساله آغاز شد اما انجام آن بیش از ۳۰ ماه طول کشیده است.

ساعت‌های نخستین حرکت قایق با نگرانی سپری شد. من در انتظار گزارش‌های دورسنجی (telemetry) که از مودم ماهواره‌ای SeaCharger فرستاده می‌شد، صبر کردم. زمانی که مطمئن شدم قایق هنوز در مسیر است، کامیونم را برداشتم و به خانه رفتم.

بر اساس حسگرهای حالت onboard و گزارش‌هایی که هر دو ساعت از ماهواره دریافت می‌شد، مشخص شد که SeaCharger به خوبی در حال حرکت به سمت غرب است. قایق حتی در شب با انرژی خورشیدی ذخیره شده در باتری‌های بزرگ لیتیوم-فسفات آهن به آهستگی به حرکت خود ادامه می‌داد. اما با گذشت تنها دو روز در ارسال گزارش‌های قایق اختلالی به وجود آمد به طوری که هیچ گزارشی دریافت نشد. این اتفاق غیر ممکنی نیست و گاهی اوقات ماهواره‌ها سیگنالی که به اندازه‌ی کافی قوی باشد تولید نمی‌کنند. البته چنین اتفاقی نادر است. با این وجود وقتی پیامی دریافت نشد، من تقریبا مطمئن شده بودم که قایق غرق شده یا توسط کوسه‌ها از بین رفته است. اما مدتی بعد به طرز معجزه آسایی سیگنال جدید از قایق دریافت شد.

ساختار قایق

در طول هفته‌های بعدی مشکلات زیادی بارها و بارها رخ داد. برای نمونه کنترل کننده‌ی موتور (motor controller) متوقف شد و نیاز به تنظیم مجدد داشت. جریان‌های قوی مانع پیشروی قایق می‌شد. یک روز ابری باعث شد باتری قایق بدون شارژ بماند. در تمامی این لحظات تنها اطلاعاتی که به دستم می‌رسید این بود که قایق از حرکت بازایستاده است زیرا قایق مجهز به هیچ کدام از حسگرهای آب و هوا و حسگرهای تشخیصی (diagnostic sensor) نبود. استفاده از حسگرهای اضافی باعث افزایش هزینه‌ها می‌شد. افزون بر این استفاده از امکانات بیشتر احتمال وقوع مشکلات در عملکرد قایق را افزایش می‌داد.

اتصالات برقی این قایق از جنس برنج و ضدآب است و شیارهای دایره‌ای برای سر هم کردن اتصالات به کمک یک دستگاه خردکن رومیزی خانگی انجام شده است. به طور کلی این قایق با استفاده از ترکیبی از اجزای ساده و خانگی و قطعات حرفه‌ای ساخته شده است. تصویر بالا سامانه‌ی قدرت این قایق را نشان می‌دهد.

سالم ماندن صفحات خورشیدی این قایق بزرگ‌ترین سوال مطرح شده بود. این صفحات از جنس صفحات معمول که در خانه‌ها استفاده می‌شوند و قابلیت غوطه‌ور شدن در آب‌های شور را ندارند، نیست. این صفحات از لایه‌ای روکش‌دار پلاستیکی ساخته شده‌اند و فاقد قطعات شیشه‌ای و آلومینیومی هستند که در سایر صفحات خورشیدی یافت می‌شود. محل خروج سیم‌ها در این صفحات با استفاده از درزگیرهای قوی آب‌بندی شده است. افزون بر این، به جای استفاده از اتصال دهنده‌ها، صفحات با استفاده از سیم کشی به قایق وصل شده‌اند. در این قایق از دو صفحه‌ی خورشیدی به منظور جایگزینی استفاده شده است. اما برای پایین نگه‌داشتن هزینه‌ها این افزونگی در اجزای دیگر قایق وجود ندارد.

در ساخت SeaCharger از در دسترس‌ترین قطعات الکترونیکی ممکن استفاده شده است. مغز این قایق از یک آردوینو مگا (Arduino Mega) ، یک جی‌پی‌اس ساخت شرکت Adafruit ، یک مودم ماهواره‌ای از شرکت Rock Seven، یک قطب‌نما از شرکت Devantech و یک محافظ باتری و مدار شارژ از شرکت AA Portable Power Corp تشکیل شده است. یک موتور بدون جاروبک معمولی (brushless motor) برای چرخاندن پروانه و یک سروو R/C برای چرخاندن سکان هم شامل این مجموعه می‌شوند. در مورد الکترونیک این قایق جای نگرانی وجود ندارد اما باید در مورد وضعیت موتور و سروو(servo) نگران بود. با توجه به این که موتور گشتاور پروانه‌ها را از طریق کوپلینگ مغناطیسی (magnetic coupling) انتقال می‌دهد، موتور کاملا خشک باقی می‌ماند و آب مشکلی ایجاد نمی‌کند. همچنین سروو حفاظ‌های مخصوص به خود را دارد که با بست‌های لاستیکی مانع از ورود آب می‌شود. اما مسئله‌ی بزرگتر زمان مورد نیاز برای رفتن از کالیفرنیا به هاوایی است. این موتور تقریبا برای یک ماه بدون هیچ توقفی در حرکت خواهد بود و سروو هدایت کننده باید دو تا سه میلیون دور کامل را طی کند.

جزئیات دقیق ساختار این قایق را اینجا بیابید.

توقف در مقصد

بعد از گذشت ۴۱ روز موفقیت آمیز بر روی آب، SeaCharger برای یک استراحت کوتاه در بندرگاه Mahukona توقف کرد. این قایق پس از پیمودن ۲۴۱۳ مایل به هاوایی رسیده و فقط کمی ظاهرش رنگ و رو رفته شده بود.

حرکت این قایق از کالیفرنیا و سالم رسیدن آن به هاوایی حقیقتا یک سفر حماسی بود. در گام بعدی SeaCharger برای حرکت در اقیانوس آرام و به سمت نیوزلند برنامه‌نویسی شد. این قایق که در واقع یک اقیانوس پیما هم نبود، باید مسافتی برابر ۴۴۰۰ مایل را طی می‌کرد که تقریبا غیرممکن به نظر می‌رسید. سرانجام در ۲۷ جولای ۲۰۱۶ این قایق مجددا در ساحل Hapuna به آب انداخته شد.

این گزارش ۹۰ روز پس از ترک هاوایی نوشته شده است. SeaCharger از خط استوا و خط بین‌لمللی زمان (International Date Line) عبور کرده و بیشتر از یک چهارم محیط کره‌ی زمین را پشت سر گذاشته است. اما این قایق هنوز به ساحل نیوزلند نرسیده است و هیچ ایده‌ای درباره‌ی چگونگی وضعیت آن وجود ندارد.

شاید بزرگترین شگفتی در روند انجام این پروژه علاقه شدید و پشتیبانی بی‌پایان صدها نفر از مردم در سراسر جهان بوده است. از معلم نیوزلندی گرفته که در مدرسه دانش‌آموزان را برای شرکت در باشگاه قایق خودران تشویق می‌کرد تا مهندسی که درMaker Faire برای راه‌اندازی این قایق به من راهنمایی می‌داد. همچنین خانواده و دوستان من در انجام این پروژه مرا پشتیبانی کردند. من با انجام این پروژه فهمیدم که تاثیر جهانی این سفر بسیار بیش از آن‌چه در آغاز تصور می‌کردم بوده است.

پایان

Damon گزارش کرد که در تاریخ ۱۸ نوامبر و پس از گذشت ۱۵۵ روز در دریا پاسخی از سکان قایق دریافت نشده که به معنای پایان کار آن است. البته این پایان پس از طی کردن مسیری به طول ۶۴۸۰ مایل در دریا اتفاق افتاده است.

بیشتر بخوانید:

>>استفاده از چاپ سه بعدی برای ساخت خودانجام یک سانتریفیوژ استخراج DNA

منبع: makezine

استفاده و بازنشر این نوشتار تنها با ذکر لینک منبع و نام «مجله‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی» مجاز است.