Rapport Normadie klassen

GRUPPE 6 NORMANDIE (L6000)

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Innhold
1. Innledning ............................................................................................................................ 3
2. Planlegging .......................................................................................................................... 3
2.2. WBS ..................................................................................................................................... 4
3. Budsjett/kalkyle ................................................................................................................... 5
4. Programmering .................................................................................................................... 6
4.1. Innledning ............................................................................................................................. 6
4.2. Styringsprogrammet............................................................................................................... 7
4.2.1. Ror ........................................................................................................................................ 7
4.2.2. Lem ...................................................................................................................................... 8
4.2.3. Manuell styring av motor ....................................................................................................... 9
4.2.4. PID–Regulator ..................................................................................................................... 10
4.2.5. Frontpanel ........................................................................................................................... 14
4.2.6. Sammensetning ................................................................................................................... 15
5. Teknisk ............................................................................................................................... 16
5.1. Innledning ........................................................................................................................... 16
5.2. Plassering ............................................................................................................................ 16
5.3. Kobling ............................................................................................................................... 16
5.4. Konklusjon .......................................................................................................................... 17
6. Skrog .................................................................................................................................. 17
6.1. Innledning ........................................................................................................................... 17
6.2. Bilder av båten .................................................................................................................... 18
6.3. Tegninger ............................................................................................................................ 19
6.4. Valg av skrog ...................................................................................................................... 20
6.5. Utførelse ............................................................................................................................. 21
6.6. Hydrostatikk ........................................................................................................................ 21
6.6.2. Tyngdepunkt ....................................................................................................................... 22
6.7. Konklusjon .......................................................................................................................... 23
7. Funksjonstester ................................................................................................................. 23
7.1. Krengeforsøk ....................................................................................................................... 23
7.1.1. Innledning ........................................................................................................................... 23
7.1.2. Metoder/gjennomføring/resultat ........................................................................................... 23
7.1.3. Konklusjon .......................................................................................................................... 25
7.2. Slepeforsøk modelltank ........................................................................................................ 25
7.2.1. Innledning ........................................................................................................................... 25
7.2.2. Metoder/gjennomføring/resultat ........................................................................................... 25
7.2.3. Konklusjon .......................................................................................................................... 30
7.3. Kraftmåling ......................................................................................................................... 31
7.3.1. Innledning ........................................................................................................................... 31
7.3.2. Metoder/gjennomføring/resultat ........................................................................................... 31
7.3.3. Resultat ............................................................................................................................... 32
7.3.4. Konklusjon .......................................................................................................................... 33
7.4. Fartsmåling ......................................................................................................................... 33
7.4.1. Hypotese ............................................................................................................................. 33
7.4.2. Utførelse ............................................................................................................................. 33
7.4.3. Resultat ............................................................................................................................... 34
7.4.4. Konklusjon .......................................................................................................................... 37
S I D E 2

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
8. Konklusjon ......................................................................................................................... 37
9. Henvisninger/kilder ............................................................................................................ 37
1. Innledning
Prosjektet for å designe og konstruere en fartøysmodell for et landgangsfartøy startet tirsdag 14. mai og skulle
være ferdig til fredag 21. juni. Dette ga oss 38 dager til å fullføre prosjektet.
Prosjektet gikk som sagt ut på å designe og konstruere en fartøysmodell. Det var stilt en rekke krav til
modellen (se kravdokument) av typen lav vekt, høy fart, osv. Det var også stilt krav til en del dokumentasjon, og
det er denne dokumentasjonen som utgjør dette dokumentet.
Prosjektet ble gjennomført gruppevis, vi var gruppe 6, bestående av følgende gruppemedlemmer:
- Thomas
- Christer
- Sindre
- Svein
- Alexander
Vi hadde følgende instruktører til vår disposisjon
- Gisle
- Lars Olav
- Terje
Det var også en del enkeltforedrag om en rekke temaer (bl.a. Markedsføring, posterproduksjon osv.). Vi fikk
også benytte oss av skolens fasiliteter som inkluderte verksted og testtank.
Som følge av en flytende kursoppbygning ble planleggingen preget av «dag for dag planlegging»
gjennom hele prosjektperioden. Vi har også fordelt ansvarsområder, men likevel har alle tatt del i alle områdene
og vi har dermed fått en fleksibel og mangfoldig gruppe.
Når det gjelder budsjettet fikk vi som sagt 500 kr til disposisjon for å bruke på diverse utstyr. Vi endte
til slutt opp med å bruke ca 600 kr for mye. Disse pengene gikk i all hovedsak til maling, sparkel og verktøy. De
totale materialkostnadene (med forbruksmateriell) for modellbåten kom på ca 4300 kr.
Programmeringen gjorde dronen i stand til å bli styrt fra PC over internett. Dette er en stor fordel med
tanke på at båten da kan være ubemannet, noe som kan spare mange liv. Det ble også laget et Dynamisk
Posisjoneringssystem (DP) som gjør at båten kan holde en satt posisjon uavhengig av å bli styrt manuelt.
Det var mange avgjørelser som måtte tas rundt de tekniske egenskapene til båten, og vi bestemte oss for
å plassere motoren og elektronikken under vannlinjen for å få lavere tyngdepunkt samt beskyttelse mot skudd.
For å unngå vannskader er servoene derfor kapslet i DipIt, en gummiløsning som stivner rundt servoene. Det
største problemet var nok å få et tett skrog, så her har vi måttet investere i blant annet sparkel.
Vi bestemte oss for å bygge en katamaran da dette ga oss den stabiliteten og farten vi ønsket. I
motsetning til normale katamaraner gikk vi for en flatere front for å sikre at båten kom seg langt nok opp på
stranden. Vi lagde også en senkning i midten for å få motoren under vannlinjen og dermed en bedre vinkel for
propellen.
Vi gjennomførte fire funksjonstester Krengeforsøk, Slepeforsøk, Kraftmåling og Fartsmåling, mer
info om disse forsøkene finnes under punkt 7.
2. Planlegging
Gantt-diagrammet satte vi opp sammen, ved prosjektets start (fig 1 og 2. Dette diagrammet har vært en generell
framdriftsplan for gruppen. Siden kurset har vært noe flytende var det vanskelig å få en god oversikt ifm.
langtidsplanlegging. Vi har derfor benyttet oss av prinsippet «planlegging dag for dag», med gantt-diagrammet
og en oversikt over mulig kveldsaktivitet (tabell 1) i bakgrunnen.
Organisasjonsmessig delte vi oppfølgingsansvar, vi fant ganske tidlig ut at alle kom til å gjøre noe på alt grunnet
de forskjellige bakgrunnene. Fordelingen ble til slutt seende slik ut:
Thomas Prosjektleder/webansvarlig
Christer Teknisk
S I D E 3

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Sindre Programmering
Svein Skrog
Alexander Dokumentasjon
Tabell 1
2.2. WBS
Fig. 1
Fig. 2
S I D E 4

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Tabell 2
3. Budsjett/kalkyle
Rammene til budsjett er bygd på de priser, verdier og rammer gitt med dokumentasjon 1 og prisliste på utstyr 2 .
Budsjettet (Tabell 3) sum av materialkostnader, lønnskostnader, sum prototype og sum serieproduksjon av 10
fartøyer.
1 Kravdokument gitt fra SKSK
2 Norwegian Modellers AS pristilbud gitt fra SKSK
S I D E 5

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Direkte materialkostnader Antal l Pris pr stk Tota lpri s
Robbe El.motor Navy Direkt Drive 1 kr 255,00 kr 255,00
Robbe Ror til bå t 50x36 s tk26mm 1 kr 44,00 kr 44,00
Robbe La deka bel hook/Tamiya konta kt 1 kr 32,50 kr 32,50
Futa ba Servo S3010 (fly/heli /bil ) 1 kr 152,79 kr 152,79
Futa ba Flyradio Skysport (i nkl . ba tteri og la der) 1 kr 710,00 kr 710,00
Futa ba servo S3003 1 kr 75,00 kr 75,00
Mtroniks Fa rtsreg. tio Storm 19 1 kr 199,00 kr 199,00
Lader Twi n 4A 6-8cell er 1 kr 284,00 kr 284,00
Batteri 7,2V Stick Pa ck m/hook 1 kr 155,00 kr 155,00
Pl asti Di p 429ml Sort 1 kr 164,88 kr 164,88
RC Tanks German King Ti ger 1 kr 1 148,00 kr 1 148,00
Direkte forbrukskostnader: Antal l Tota lpri s
kr
kr
3 220,17
322 017,00
Verktøy 2 kr 178,00
Treverk 3 kr 305,00
Fa rge/la kk 2 kr 319,15
Diverse 4 kr 274,21
Direkte lønnskostnader:
kr
kr
1 076,36
107 636,00
Navn Arbeidstimer Timelønn (kr) Lønn (kr)
Thoma s 199,0 kr 500,00 kr 99 500,00
Si ndre 165,0 kr 500,00 kr 82 500,00
Alexander 174,0 kr 500,00 kr 87 000,00
Chri ster 191,0 kr 500,00 kr 95 500,00
Svein 174,0 kr 500,00 kr 87 000,00
Totalt 903,0 kr 500,00 kr 451 500,00
Totale kostnader:
Tota lpris prototype: kr 881 153,00
Kostnader serieproduksjon: Antal l Tota lpri s
Norma ndie kl asse 10 kr 8 767 030,00
Tabell 3
4. Programmering
Total pri s:
Total pri s reel størrel se:
Total pri s:
Total pri s reel størrel se:
4.1. Innledning
Båten skulle styres fra PC gjennom Labview, og vi måtte dermed lage et fungerende program i Labview, dette
viste seg å være en større oppgave enn først antatt. Spesielt med tanke på DP (dynamisk posisjonering). Her
måtte vi også finne konstanter og utføre mye testing. Etter mye om og men ble likevel hele programmet
velfungerende.
S I D E 6

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
4.2. Styringsprogrammet
Programmet var delt opp i to while-looper. En for motor og en for lem og ror. Det er også lagt inn mulighet for å
kunne bytte mellom DP og manuell styring.
4.2.1. Ror
Kontrollen for roret var den første og enkleste programmeringen i prosjektet. Under er blokkdiagrammet for
roret, med forklaring for alle elementene i koblingen.
Fig. 3
1. DAQ Assistant4:
Denne genererer spenningen den får som input DAQ.mx(2). Denne spenningen blir sendt til den hvite boksen på
kontrolleren, som sender signalet inn på kontrolleren og dermed styrer roret.
2. DAQmx Start Task:
Sørger for at DAQ-en kjører konstant og ikke stopper og starter hver gang den får et nytt signal, noe som ville ha
sinket hele programmet.
3. Denne knappen sender true hvis den er trykket inn, dette gir oss muligheten til å velge at roret skal kjøre rett
frem hvis denne knappen er inne.
4. På denne slideren velger vi spenningen som sendes til roret, den er satt opp til å fungere mellom 0,8 og 3 volt.
5. Dette er slik boksen ser ut når den får true fra Nullstill Ror(3). Da bryter den signalet fra Ror(4) og sender heller
ut et konstant signal på 1,67553. Dette er spenningen hvor roret står helt nøytralt i midten.
6. Hvis boksen får false går signalet fra slideren rett gjennom boksen uten å endres. Merk at begge boksene er tatt
med på tegningen, men i programmet vil det være den samme boksen i to ulike situasjoner.
7. In Range and Coerce:
Denne funksjonen sjekker at signalet den får (midtre inngang) er mellom den øvre grensen(2,963V) og den nedre
grensen(0,81V). Hvis signalet ligger utenfor definisjonsområdet endrer funksjonen signalet, og sender ut et
signal som er så nært som mulig, men likevel innenfor de satte grensene. Denne boksen er for å forsikre at
signalet er innenfor grensene som kontrollen takler, på denne måten er vi sikre på at sikringer ikke ryker. Vi fant
grenseverdiene ved å måle spenningen kontrollen sendte ut ved maks og min utslag.
8. Denne gjør det digitale signalet om til en analog spenning slik at DAQ Assistant kan sende det ut gjennom den
hvite boksen.
9. Denne måleren viser spenningen roret får, dette er for å få bedre oversikt over hva som skjer i programmet.
10. Her stoppes signalet til DAQ Assistant4 hvis vi skulle ønske det og er styrt med en knapp i frontpanelet vårt.
S I D E 7

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
4.2.2. Lem
Vi valgte å styre lemmen med et digitalt signal, fordi en hvit boks kun har 2 analoge utganger som ville bli brukt
på ror og motor. Under ser du hvordan vi løste dette, med forklaring på alle elementene i koblingen.
Fig. 4
1. DAQ Assistant5:
Denne sender et digitalt utsignal på den hvite boksen lik signalet inn, dette signalet styrer så lemmen. Signalet
går ut gjennom 4 digitale porter, dvs. at den totale spenningen går fra 0,3 til 5 volt avhengig av den digitale
verdien som sendes inn på DAQ Assistant5 gjennom programmet. Hvis digitalverdien f.eks. er 8, skal DAQ
Assistant5 sende ut 8·5÷15=2,67 V.
2. DAQ Start:
Holder DAQ-en i gang, slik at den ikke stopper og starter hver gang den skal sende et nytt signal.
3. DAQ Write:
Gjør det digitale signalet fra 8 om til et analogt signal som DAQ Assistant5 kan skrive.
4. DAQ Stop:
Gir oss muligheten til å stoppe DAQ Assistant5 fra å generere et signal.
5. Denne konstanten bestemmer hvor ofte while-loopen (inkl. ror) skal utføres. Vi hadde den på 100, som betyr at
loopen utføres hver 100. millisekund.
6. Dette er slideren til lemmen, den er stilt inn til å gi en heltallsverdi for enklere å sende binærtall til DAQ-en.
7. Denne omgjør heltallet til et binærtall.
8. Her blir binærtallet gjort om til en liste, hvor det første elementet i listen er på plass 0, og lengden til listen er 4.
Det vil si at tallet nå har gått fra et heltall (6) til et binærtall på listeform (8). Hvis 6 f.eks. er stilt inn på 10, vil 8
sende ut følgende liste:
0. 1
1. 0
2. 1
3. 0
9. Stoppknapp som stanser hele while-loopen (inkl. ror).
S I D E 8

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
4.2.3. Manuell styring av motor
Denne delen var også relativt enkel, under ligger blokkdiagram med forklaringer.
Fig. 5
1. Denne bryteren sender enten True eller False, avhengig av om den peker opp eller ned, dette styrer om det er
PID eller manuell styring som gjelder. På toppen av boksen står det False, som betyr at dersom 1 sender False, er
det programmet i boksen som utføres. Hvis bryteren sender True, vil et annet program styre (PID-regulatoren).
Denne bryteren gjør oss altså i stand til å bytte fra manuell til PID (og vice versa) raskt og enkelt.
2. DAQ Assistant3:
Denne sender ut en spenning lik det signalet den får inn. Signalet går ut på den hvite boksen og inn på
kontrollen, den styrer dermed motoren.
3. Starter DAQ-en og er som sagt nødvendig for å la DAQ-en gå konstant og ikke bare når den får en oppgave.
4. Bestemmer samplingsfrekvensen til while-loopen den står i, den er satt til å utføre hvert 100. millisekund.
5. Her skrives innsignalet om til et signal forståelig for DAQ-en.
6. Brukes sammen med DAQ Start, for å hindre at DAQ-en starter og stanser konstant.
7. Når denne knappen trykkes inn sender den ut True, og dermed blir boksen (8) utført. Konstanten 2,602 blir sendt
ut, og dette signalet gjør at motoren gir full gass, dermed kan vi umiddelbart gi full gass. Det er også lagt inn en
snarvei slik at denne knappen sender True så lenge PgUp er trykket inn.
8. Disse to boksene blir utført når innsignalet (7) er hhv. True eller False. Når det er True, blir utsignalet som sagt
2,602, men hvis innsignalet er False vil det være slideren Thrust som bestemmer spenningen sendt til motoren.
9. Sender True når trykket inn. I motsetning til Gass (7) så er denne trykket inn helt fra den blir trykket inn, til den
blir trykket på nytt igjen.
10. Når innsignalet (9) er True, vil boksen sende ut 1,612153, som er spenningen som skal til for at motoren stanser.
Hvis innsignalet er False, vil signalet fra 8 gå rett gjennom boksen uten påvirkning.
11. Her blir det kontrollert at signalet ligger innenfor grensene til kontrollen, hvis signalet f.eks. er over 2,602 vil
signalet bli endret til den nærmeste verdien innenfor grensene (altså 2,602). Disse grensene er hva kontrollen
sender ut for å gi full gass og full revers.
12. Måleren viser spenningen sendt til motoren, dette gir oss bedre oversikt og forståelse for hva som skjer i
programmet.
13. En stoppknapp slik at vi kan stanse while-loopen uten å stoppe hele programmet.
S I D E 9

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
4.2.4. PID–Regulator
PID-regulatoren var uten tvil den vanskeligste programmeringsbiten. Poenget med denne var at båten på
egenhånd skulle holde seg på samme sted uten at kontrolløren trengte å gjøre noe som helst. Systemet fungerte
som følger:
Bak båten var det festet en tråd, denne gikk over en trinse i enden av bassenget og var så festet i et lodd.
Tegningen under viser hvordan det hele var satt opp. Meningen var at programmet skulle fungere som et
dynamisk posisjoneringssystem (DP) slik at motoren ville gi like mye fremdrift som det loddet dro med, dermed
ville båten holde den samme posisjonen uten manuell styring av operatøren.
Dette kan også brukes til å holde båten på en satt kurs, og fungerer da som en autopilot, men da gjerne med 3
akser, i motsetning til vår som bare fungerer i én akse. Teorien er likevel den samme, en forskjell mellom den
virkelige posisjonen og den ønskede situasjonen skal gjøres så liten som mulig. Dette gjøres ved å endre
differansen i 3 ledd:
Fig. 6
4.2.4.2. Proporsjonalitet
Dette leddet gir et pådrag (Pout)(fig. 7) proporsjonalt (se formel) med forskjellen(e(t)) mellom den ønskede
posisjonen (Skal-verdi) og den egentlige posisjonen (Er-verdi). Det takler altså det nåværende avviket. Dette
leddet står for mesteparten av endringen, og endrer seg raskt og mye. Hvis en bare har et proporsjonsledd vil det
til slutt stabilisere seg, men hvis det som ved båten er en konstant kraft som motvirker P-leddet, vil det bli et
avvik mellom Er- og skal-verdiene. Dette kommer av at P-leddet til slutt vil gi like stor endring, som det den
motvirkende kraften gir. La oss f.eks. si at vekten på båten drar med 5 N, og konstanten (K) i formelen er satt til
å produsere 10 N for hver meter den er ute av posisjon, da vil båten stabilisere seg en halv meter ut av posisjon
fordi kraften til P er like stor som kraften fra vekten. Så hvorfor ikke sette konstanten til noe sånt som 1000? Da
ville den stabilisere seg på en avstand lik 5 cm fra målet. Problemet med det er at systemet ville bli veldig
ustabilt og ende opp med å svinge fra side til side uten å komme noe nærmere målet.
Fig. 7
4.2.4.3. Integrasjon
Dette leddet gir et pådrag (I)(fig. 8) proporsjonalt med integralet av endringen (E) mellom Skal- og Er-verdi.
Dette leddet bygger seg opp større og større så lenge det er en forskjell E. I eksempelet fra P, ville I-leddet sakte
men sikkert bygge seg opp en kraft og dermed utligne avviket som P skapte. Når båten så passerer skal-verdien
vil I begynne å synke igjen. På denne måten håndterer Integrasjonsleddet tidligere avvik.
S I D E 1 0

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Fig. 8
4.2.4.4. Derivasjon
Dette leddet gir et pådrag (D)(fig. 9) proporsjonalt med derivatet av endringen mellom Skal- og Er-verdi.
Dermed bidrar den ikke hvis båten står i ro, men hvis den beveger seg vil D-leddet motvirke all endring. Det er
derfor viktig at Td ikke er så stor, slik at dette leddet holder seg relativt lite i forhold til Proporsjonsleddet. Det
dette leddet i praksis gjør er at det roer ned hele regulatoren. Hvis noe forandrer seg veldig raskt vil dette leddet
motvirke og bremse ned denne endringen. Dermed kan en si at derivasjonsleddet forutser avvik og dermed takler
fremtidige endringer.
Fig. 9
4.2.4.5. Totalligningen
I vårt tilfelle leses som sagt Er-posisjonen av et potensiometer som en spenning, og alle de omtalte leddene
sender ut en spenning. Summen av alle disse spenningene sendes til motoren for å få Skal- og Er-verdi til å bli
mest mulig like. Den totale ligningen blir som følger(fig. 10):
K = Proporsjonskonstanten
e(t) = Avviket (forskjellen mellom er og skal)
Ti = Integralkonstant
Td = Derivasjonskonstant
Fig. 10
Vi måtte så finne konstantene i ligningen (K, Ti og Td), vi tok med båten til tanken, koblet opp programmet,
testet det med flere ulike vekter og fant til slutt at følgende konstanter fungerte best:
K: 0,7
Ti: 15
Td: 58
Samplingsintervall: 40 ms
S I D E 1 1

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
4.2.4.6. Programmet
Fig. 11
1. Bryteren sender som sagt True eller False, og dette bestemmer om det er boksen over (PID) eller den manuelle
styringen som blir utført.
2. DAQ Assistant:
Leser av en spenning fra potensiometeret og sender denne spenningen ut.
3. DAQ Start Task:
Gjør sammen med 4 at DAQ Assistant ikke stanser mellom hver avlesning.
4. DAQ Stop Task:
Start(3) og Stop(4) har sammen den effekten at DAQ Assistant ikke trenger å stanse mellom hver avlesning, men
holder seg i avlesningsmodus hele tiden.
5. DAQ Read Task:
Leser verdiene fra 2 og gjør de om til et tallsignal leselig for resten av programmet.
6. En måler som viser oss Er-verdien i frontpanelet. Veldig praktisk så vi ser hvor båten ligger, og hvordan den
beveger seg.
7. En slider som setter Skal-verdien.
8. En måler som viser Skal-verdien i frontpanelet, på denne måten kan vi enkelt sammenligne Er- og Skal-verdi og
se om de nærmer seg hverandre.
9. Her subtraheres Skal-verdien fra Er-verdien, og vi finner forskjellen. Dette er Proporsjonalleddet(P) i
ligningen.
10. Sender True hvis P er større enn -0,05.
11. Sender True hvis P er mindre enn 0,05.
12. Sender True hvis både 10 og 11 sender True. Sjekker altså om P er mellom -0,05 og 0,05. Vi vil egentlig sende
True hvis P=0, men spenningsforskjellen mellom Er og skal (P) vil aldri bli lik null, så derfor må vi sette inn litt
slingringsmonn.
13. Slideren setter samplingsintervallet til loopen. Den er satt til å gi heltall fordi dette gjør alle beregningene enklere
og mer nøyaktige.
14. Multipliserer samplingsintervallet med 0,001 fordi slideren gir millisekund og vi må gi samplingsintervallet i
sekunder til integralet og derivatet.
15. Denne boksen integrerer signalet (P, 9) med tidsintervallet lik samplingsintervallet. Når den får True fra 12
begynner integralet på nytt. Dette er lagt inn for at integralet ikke skal slutte å virke i det Skal- og Er-verdiene er
like. Hvis dette leddet ikke var der ville integralet bruke lang tid på å komme ned igjen til null og dermed presse
båten ut av posisjon.
S I D E 1 2

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
16. Integralkonstanten (Ti) i likningen.
17. Deler integrasjonsleddet på integralkonstanten (se likning).
18. Derivasjonsleddet i likningen, boksen deriverer innsignalet (P, 9) med dt lik samplingsintervallet.
19. Derivasjonskonstanten (Td) i likningen.
20. Multipliserer Derivasjonsleddet med derivasjonskonstanten (19) (se likning).
21. Denne fungerer som et lavpassfilter, den tar snittet av alle derivasjonsutregningene, og sender ut en snittverdi. På
denne måten får vi et roligere og mer jevn derivasjonsledd, noe som gjør at motoren holder en mer stabil
hastighet.
22. Her summeres alle leddene (PID).
23. Kp er proporsjonskonstanten (se likning).
24. Multipliserer alle leddene med Kp (se likning).
25. Dette er startspenningen vi kan lage svingninger i forhold til. Hvis Er- og skal-verdiene er like, vil denne PID-en
sende ut 0, noe som vil gjøre at motoren går i full revers. Vi må derfor legge til spenningen hvor motoren ikke
reagerer (1,75 V).
26. Kontrollerer at signalet ligger mellom maks og min grensene til motoren.
27. Viser utsignalet til motoren i frontpanelet vårt.
28. Samler alle signalene og viser dem på et bølgediagram så vi kan se nøyaktig hva som skjer til enhver tid.
29. Skriver dataen om til signaler som DAQ Assistan2 kan skrive ut.
30. Se 3.
31. Sender spenningen ut gjennom hvit boks og inn på kontrollen som så styrer gassen.
S I D E 1 3

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
4.2.5. Frontpanel
Fig. 12
Fra PID-regulatoren, tallene er henvisninger til funksjoner i blokkdiagrammet fra PID-regulatoren.
1. Proporsjonalitetskonstanten (Kp ) (styrer slider 23).
2. Integralkonstanten (Ti) (styrer slider 16).
3. Derivasjonskonstanten (Td) (styrer slider 19).
4. Er-verdi (fra nr 6).
5. Skal-verdi (fra nr 8).
6. Skal-verdi, styrer den satte skal-verdien.
7. Thrust. Hvis PID-regulatoren er i bruk vises spenningen sendt til motoren på denne måleren, hvis en bruker
manuell styring vil denne alltid vise null (fra 27).
S I D E 1 4

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
8. Samplingsintervallet brukt i PID-regulatoren (styrer slider 13).
Manuell styring, tallene er fra blokkdiagrammet over manuell styring.
9. Thrust, viser spenningen sendt til motoren. Er bare i bruk hvis manuell styring er på, ellers viser den null (fra
12).
10. Denne knappen velger mellom manuell og PID styring (fra 1).
11. Gir full gass hvis den blir trykket inn. Hurtigtast er PgUp, og den er satt til kun å gi True mens den er trykket inn.
Dette betyr at den slipper med en gang en slipper PgUp, og gir gass med en gang den trykkes inn (fra 7).
12. Angir spenningen sendt til motoren (fra 8).
13. Nullstiller gassen, dvs. at når den er trykket inn vil motoren stoppe helt. Den er satt til å aktiveres på trykk, og
slutter ikke før den blir trykket på nytt (fra 9).
Lem og ror, henvisningene er til blokkdiagrammet for lem og ror.
14. Styrer lemmen (slider 4), er satt til å gi heltall fordi utsignalet er digitalt.
15. Styrer roret (slider 4), hurtigtastene er Home og PgDn.
16. Setter rorspenningen til 1,67553 som gjør at roret står i midten, båten går dermed rett frem (fra knapp 3).
17. Viser spenningen som sendes til roret (fra måler 9).
18. Denne er fra PID-regulatoren og viser all dataen innvolvert i PID-en (fra nr 28).
19. Diverse stoppknapper til programmet.
4.2.6. Sammensetning
Slik ser det endelige programmet ut med PID-regulatoren.
Fig. 13
S I D E 1 5

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
5. Teknisk
5.1. Innledning
Motor og elektronikk ble plassert under vannlinjen, selv om dette medførte en viss risiko med tanke på kontakt
med vann. Vi valgte også å kun bruke en hvit boks for å styre båten gjennom pc. For å veksle mellom pc-styring
og kontrollstyring fant vi det lettest å ha to brytere på radiokontrollen. Vi kom frem til en enkel og grei løsning
for styring av lemmen, der en tråd blir trukket ut og inn vha. en servo.
5.2. Plassering
Vi har valgt å felle utstyret ned i skroget, så langt ned som under vannlinjen. Ved å gjøre dette vil vi få et lavere
tyngdepunkt enn hvis vi skulle ha alt elektrisk utstyr over vannlinjen. I tillegg til å få lavere tyngdepunkt, vil vi
også utnytte plassen om bord i båten på en god måte. Det vil også være vanskeligere å uskadeliggjøre båten ved
hjelp av målrettede skudd mot vitale deler, med bakgrunn av at alle vitale deler er plassert under vannlinjen.
Risikoen ved dette er selvfølgelig at det vil trenge vann inn til utstyret og dermed ødelegge det. Det har derfor
vært veldig viktig for vår gruppe å tette skroget i såpass mye at vi er sikre på at det ikke vil slippe noe vann inn
til det elektriske utstyret. For å tette skroget har vi tatt i bruk sparkel (tec 7), deretter lakkert det med bengalakk. I
tillegg til å sparkle med tec 7 har vi også limt seksjonene sammen med et vanntett lim (uhu poor).
5.3. Kobling
På den analoge kontrolleren har vi montert to brytere. Bryternes funksjon er at hvis man har bryterne i en
posisjon, skal man kunne styre båten ved hjelp av kontrollen. Er bryterne i den andre posisjonen skal man kunne
styre båten ved hjelp av dataprogrammet. På baksiden av kontrollen har vi satt fast en hvit boks. Den har ingen
funksjon når man styrer båten ved hjelp av kontrollen, men idet man bytter over til dataprogrammet vil denne gi
signalene kontrollen hadde gitt.
Fig. 14
For å kunne benytte kun en hvit boks, var vi nødt til å lage en digital-analog omformer. Vi gjorde dette fordi den
hvite boksen kun har to analoge utganger. Vi var derfor nødt til å programmere inn en digital-analog omformer i
dataprogrammet vårt, i tillegg til at vi måtte lage et kretskort med 4 motstander. Disse har vi valgt i størrelsene
15k, 30k, 60k og 120k. Størrelsene er ikke fastsatte, det vil si at man ikke må ha akkurat de størrelsene vi har
valgt. Det viktige her er at man fordobler størrelsen på motstandene for hvert ledd.
S I D E 1 6

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
I selve båten er det i hovedsak kun montert ferdig elektronikk. Dette er felt ned under dekk for å få en fin finish,
og ikke minst for å utnytte plass. Vi koblet ror til kanal 1 for å styre ved hjelp av høyre spak på kontrollen
(venstre/høyre). Videre har vi koblet thrust til kanal 3 for å styre ved hjelp av venstre spak på kontrollen
(opp/ned). Til slutt har vi koblet lemmen til kanal 4 for å styre denne med venstre spak (venstre/høyre).
Fig. 15
For å kunne senke/løfte lemmen ved hjelp av et trådbasert system har vi blitt nødt til å modifisere den ene
servoen vi fikk utdelt. Første endring er å montere et ekstra hjul på det allerede eksisterende hjulet som sitter på
servoen. Dette gjorde vi ved å borre hull gjennom den nye hjulet (der tråden skal samles opp) for å kunne feste
tråden til servoen. Deretter limte vi fast det nye hjulet utenpå det eksisterende hjulet. Andre endring var å få
servoen til å gå rundt og rundt, i og med at denne servoen kun gikk 90 grader til hver side. Løsningen på dette
problemet ble å modifisere det tannhjulet som sitter under akslingen til servoen. Det vi gjorde var å fjerne den
biten som hindret hjulet i å gå helt rundt, samt få bort den hvite braketten som gjør at servoen registrer om den
blir kjørt for langt til en av sidene.
5.4. Konklusjon
Det har blitt tatt en del valg på teknisk side av prosjektet. Gruppen selv mener disse valgene/løsningene er
hensiktsmessige i forhold til hvilke oppgaver utstyret og båten skal gjennomføre. Det viste seg at å få et 100
prosent vanntett skrog skulle by på utfordringer, så gruppen har lagt en del resurser i akkurat å tette skroget.
6. Skrog
6.1. Innledning
Gruppen har valgt å konstruere et katamaranskrog. Dette fordi vi mener et katamaranskrog har de egenskapene
man ser etter hos et landgangsfartøy. Skroget vil ha høy stabilitet og liten motstand i vannet, noe vi mener er
gode egenskaper hos et landgangsfartøy. For at vi skulle få tilstrekkelig deplasement, var vi nødt til å lage
undervannsskroget bredere enn vi ønsket i utgangspunktet. Dette bidrar til at skroget vil få litt større motstand i
vannet, men vi valgte å fokusere på båtens hovedoppgave, nemlig å frakte en gitt last ifra a til b. I tillegg til å ha
bredere undervannsskrog enn en vanlig katamaran, så har vår løsning en bueformet baug. Denne typen baug vil
gjøre at fartøyet kan kjøre mye lenger opp på stranden for å slippe av styrker. Det er også laget til en
strømlinjeformet del i midten av undervannsskroget, for å kunne senke motoren ned under vannlinjen. Ved dette
oppnår vi en tilnærmet vannrett stilling på akslingen som går ut til propellen.
Overvannsskroget er formet for å avgi en god RCS. Med dette mener vi at fribordet og overbygget er formet
sånn at en radarbølge vil bli reflektert i en annen retning enn den opprinnelige radarbølgen. Skroget har blitt
lakkert i en camofarge, med hensikt i at fartøyet vil operere i kystnære farvann. I likhet med en skjoldklasse
korvett, vil dette fartøyet ha en høy stealth-egenskap. Vi har konstruert et overbygg over oppdriftssenteret, som
er ment til å beskytte eventuell vital last og til å montere styringsutstyr som kamera o.l.
S I D E 1 7

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
6.2. Bilder av båten
Ferdigmalt så båten slik ut:
Bilde 1
Det svarte området er det som ligger under vann, dermed blir skillet lik vannlinjen vår. Dybden av dette svarte
området er lik 5,8 cm (±0,1), noe som tilsvarer 1,4 (±0,03) m på reell skala.
Bilde 2 Bilde 3
S I D E 1 8

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
6.3. Tegninger
Planskissene av båten
Fig. 16
S I D E 1 9

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Fig. 17
6.4. Valg av skrog
For å vedta hva slags skrog gruppen skulle velge, designet hvert enkelt gruppemedlem sitt forslag. Hvilket betyr
at gruppen fikk fem alternativer til hvordan skroget skulle bygges. Dette endte med at løsningen ble en
kombinasjon mellom to av skrogene. Skroget er det vi liker å kalle et katamaranskrog. Det ser umiddelbart ikke
ut som et katamaranskrog, men det vil i stor grad ha de samme egenskapene som et. Denne typen skrog vil ha en
meget god stabilitet, samtidig som det vil ha liten motstand i vannet, og kan dermed oppnå forholdsvis høye
hastigheter. Bakdelene med denne typen skrog, er at man har begrenset deplasement i forhold til andre skrog
som er bygd for å ha mye volum under vannlinjen. Skroget vårt har et breiere undervannsskrog enn det en
katamaran ville hatt. Ved å gjøre dette oppnår vi et høyere deplasement enn hvis vi bygde skroget optimalt for
fart. Vi var nødt til å gjøre dette for at skipet skulle være i stand til å frakte den gitte lasten. For at båten skal
være et velegnet landgangsfartøy, har vi laget en bueformet baug på skroget. Dette sørger for at båten kan kjøre
langt opp på strender og lignende med lav helning, uten at skroget setter seg fast eller tar skade av å være borti
havbunnen. Utover dette tok vi et valg om at vi ville ha motoren under vannlinjen. Dette var en utfordring med
bakgrunn i at vi kun har en motor og en aksling, samtidig som katamaranskroget har hele midtskipet over
vannlinjen. Vi valgte derfor å lage en strømlinjeformet del langs midtskipet, som på det bredeste punktet har
plass til hele motoren under vannlinjen. Dette fører til at båten får større motstand i vannet, men vi oppnår en
mye bedre vinkel på akslingen i tillegg til at skroget vil få høyere deplasement. Vi mener derfor disse faktorene
veier opp for at vi får litt større motstand i vannet.
For at skroget skal ha en god RCS, har vi valgt å lage to vinkler på fribordet. Dette sørger for at radarbølger vil
bli reflektert med en annen vinkel enn det den opprinnelige radarbølgen hadde. Vi har også formet overbygget på
denne måten for å opprettholde god RCS. Det man oppnår med å ha god RCS, er at fartøyet vil se mindre ut enn
det fartøyet faktisk er på radar. Dette vil gjøre at fartøyet er vanskeligere å oppdage, eller at det kan bli mistolket
til å være noe fartøyet ikke er.
S I D E 2 0

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
6.5. Utførelse
For å kunne skjære ut skroget i hardisopor, ble skroget skrevet ut fra Freeship som 20 seksjoner. Allerede der
støtte vi på problemer, for at vi skulle på skrevet ut skroget på a4 ark, måtte vi endre skalaen fra 1:24 til 1:24,7. I
tillegg til dette så var isoporplatene litt tjukkere enn hva som var beregnet, båten er derfor kun skjært ut i 19
seksjoner, som etter hvert ble festet sammen. Disse seksjonene ble både limt og skrudd sammen med minst to
skruer i hver seksjon. Ved å gjøre dette ville skroget bli en del tyngre enn hvis man kun hadde limt. Vi valgte å
skru med bakgrunn i at vi ville ha et solid skrog, og var nervøse for at lim etter hvert ville slippe taket på grunn
av bevegelser i skroget osv. Deretter er skroget pusset for hånd med sandpapir for å få den formen skroget har i
dag. Det er også skjært ut to rom i undervannskroget i nærheten av motoren, for å kunne oppbevare batteri,
elektronikk og styringsenheter. Overbygget er skjært ut og montert i etterkant. Dette er støttet opp med to tynne
treplater over LCB til skroget, for at dette skal være solid nok. Når det gjelder motorrommet, så ble dette skjært
ut samtidig som skroget, men kun tre seksjoner av det. Disse tre seksjonene er kun den plassen motoren trenger,
resten av den strømlinjeformede delen er derfor skjært ut, pusset til og limt på i etterkant.
Til slutt er skroget blitt sparklet, finpusset og lakkert. Undervannsskroget er blitt lakkert med bengalakk, noe
som gir en fin vannavstøtende og beskyttende overflate. Overvannskroget er lakkert med grønnfarget spraylakk i
kamuflasjemønster. Fartøyet vårt er tiltenkt å operere i kystnære farvann, og denne fargen vil da gi en høy
stealth-faktor. Man vil derfor kanskje ikke bare kunne avlevere et fartøy på et gitt punkt, men man kan også
avlevere et fartøy usett.
6.6. Hydrostatikk
Freeship angir følgende sentrale hydrostatikkverdier:
LCF: 11,45 m
Deplasement: 132.03 tonn
KM: 7,2 m
Denne har Freeship feilregnet til 3,23 m, men vi fant tallet ovenfor ved hjelp av diverse utregninger, refererer til
punkt 7.1.1 for mer info. Feilregningen kommer nok av at Freeship regner K fra skrogets laveste punkt på
midtlinjen i skipet, men siden vi har et katamaranskrog blir den egentlige K-verdien lavere enn dette.
Resten av verdiene fra Freeship er limt inn under:
S I D E 2 1

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Fig. 18
6.6.2. Tyngdepunkt
6.6.2.1. Uten last:
Uten last fant vi som sagt tyngdepunktet (KG) til å være 2.1 m (se 7.1.1).
Uten last har båten en egenvekt på 2.2 kg.
6.6.2.2. Med last:
Da må vi legge til det samlede tyngdepunktet for lasten. Vi starter med stridsvognen:
Mål for stridsvognen (fra kravdokument):
Tyngde: 1.155kg
Høyde: 129mm
Bredde: 156mm
Lengde: 267mm
Lengde med kanon: 420
Mål for fueltønner (fra kravdokument):
Tyngde: 3.76kg
Høyde: 105mm
Diameter: 75mm
Regner ut nytt felles vertikalt tyngdepunkt for skalert modell:
,×,,×,,×,
12,9cm
,
S I D E 2 2

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Regner ut nytt felles vertikalt tyngdepunkt for fullskala modell:
12.9 24.7=3,2m
6.7. Konklusjon
Vi mener vi har laget et konkurransedyktig skrog, med bakgrunn i at det er stabilt, kan oppnå gode hastigheter og
har et meget godt deplasement i forhold til at det er et katamaranskrog. Den største bakdelen med skroget vårt er
plasseringen av motor. Ideelt sett skulle man hatt to motorer, eller en aksling som kunne splittes i to. Ved hjelp
av dette kunne man ha beholdt det rene katamaranskroget ved å ha en aksling med propell ut på hver side i stedet
for kun en i midten. Hovedfokuset vårt har vært på stabilitet og deplasement, men ikke fart. Vi har valgt å
prioritere båtens hovedoppgave mest, nemlig å frakte en gitt last fra et punkt til et annet. Dersom båten skulle få
god fart, ville dette kun bli en stor bonus i våre øyne.
7. Funksjonstester
7.1. Krengeforsøk
7.1.1. Innledning
Krengeforsøket ble utført i slepetanken med hjelp og veiledning av Gisle Strand. Metoden/gjennomføringen og
resultatet ga gruppen en oversikt over modellens stabilitet, samt krengevinkel forskjell mellom styrbord(STB) og
babord(BB) side. Fartøyets GM ble 21±1 cm. Fartøyets KG ble målt til 9±1 cm. KM = 29±1 cm
7.1.2. Metoder/gjennomføring/resultat
Forsøket ble utført i 3 steg. Steg 1 var å regne ut GM, steg 2 gikk ut på å finne KM og steg 3 var finpussing av
informasjonen samt utregning av usikkerhet.
Steg 1:
En person veide fartøyet med og uten last og rigget opp nødvendig utstyr for å utføret forsøket(Bilde 4). Den
andre gjorde klar skjema og graf klar på forhånd, på denne måte kunne vi plotte inn verdiene mens målingene
ble utført (Figur 19).
S I D E 2 3

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Bilde 4
Forsøket er gjort iht. gitt oppgave 3 .
Fig. 19
Steg 2:
KM verdien får vi oppgitt i tegningen vår laget i Freeship, men denne verdien viste seg å være feil, mest
sannsynlig grunnet skrogformen.
Så for å finne KM ved regning fant vi først ut KG til fartøyet. Måten vi gjorde dette på var å stabilisere fartøyet
på en smal flate til vi fant fartøyets likevektspunkt, så var det bare å ta fram linjalen og måle BM. Ved å legge
sammen BM+KG fant vi til slutt KM (Bilde 5).
3 Krengeforsøk laget og utgitt av Gisle Strand SKSK
S I D E 2 4

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Bilde 5
Steg 3:
Som vist i figur 19 har vi regnet ut usikkerheten til hver måling for så å regne ut usikkerheten til sluttresultatet.
Usikkerhetsverdiene er lagt til med grunnlag på avlesningsfeil, forstyrrelser i tanken under forsøket og vekt ikke
kalibrert.
7.1.3. Konklusjon
7.2. Slepeforsøk modelltank
7.2.1. Innledning
Slepeforsøket ble utført i slepetanken med hjelp og veiledning av Gisle Strand. Hovedformålet med dette
forsøket var å finne modellens motstand i vannet mot skroget iht. fart. Ved hjelp av slepekalkulatoren 4 fikk vi
fram en god del resultater som vi forklarer i 7.2.2.
7.2.2. Metoder/gjennomføring/resultat
Forsøket er gjort iht. gitt oppgave 5 .
Gruppen koblet opp slepeutstyret til fartøyet, der riggen ble festet i en 8mm plate som var festet til
fartøyet(bilde 6). Videre ble riggen koblet til et trinsesystem som vi kunne styre manuelt.
4 Utgitt av Gisle Strand SKSK
5 Slepeforsøk modelltank laget og utgitt av Gisle Strand SKSK
S I D E 2 5

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Bilde 6
Selve riggen var koblet elektronisk mot en egen PC som leste farten til fartøyet. Fra denne posisjonen kunne vi
overvåke datainformasjonen forløpende mens vi utførte forsøket. Fremdriften av fartøyet ble drevet av
trinsesystemet som var koblet opp mot en vektskål, vektøkning = fartsøkning(bilde 7).
S I D E 2 6

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Bilde 7
Ved hjelp av slepekalkulatoren 4 (fig. 20), datainformasjonen samlet inn under forsøket og modellens
skipstekniske data, kan vi framstille visuelle forklaringer på slepemotstandskurve(fig. 21), slepeeffektkurve(fig.
22), restmotstandskoeffisienten(fig. 23) og oversikt over reynoldstall og motstandskoeffisienter for modell og
fartøy(fig. 24).
S I D E 2 7

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Fig. 20
S I D E 2 8

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Fig. 21
Fig. 22
S I D E 2 9

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Fig. 23
Fig. 24
7.2.3. Konklusjon
Med dataen fra målingene regnet vi ut følgende rekkevidder for fartøyet vårt:
Fuelforbruk 220 g/kwh
Tid 5 h
Reserve 25 %
Totaltid 6,25 h
Inst. Effekt 360 kw
Fuelbehov 495000 g
= 495 kg
Toppfart 11,8 kts
Rekkevidde 73,75 Nm
Halv fart: 5,9
Fuelforbruk 240 g/kwh
Inst. Effekt 24 kw
Total Fuel 495 kg
Maks tid 85,94 h
Rekkevidde 507,03 km
= 273,77 nm
Tabell 4
Vi ser at den må ha en fuelkapasitet på 495 kg for å kunne gå i maksfart i 5 timer og fortsatt ha 25 % i reserve.
Da vil rekkevidden være nærmere 74 nm ved toppfart, rekkevidden stiger betraktelig hvis vi senker farten til
halvparten. Dette kommer av skrogets utforming, som har større motstand ved høyere hastigheter. Ved halv
hastighet kan den altså gå opp mot 86 timer og tilbakelegge en avstand på nesten 274 nm.
S I D E 3 0

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
7.3. Kraftmåling
7.3.1. Innledning
I dette forsøket målte gruppen trekkraft utviklet gjennom propell via aksel drevet av motoren. Forsøket ble utført
ved forskjellige hastighetstrinn for å få en oversikt over motorens kraftutvikling (trekkraft).
7.3.2. Metoder/gjennomføring/resultat
Vi koblet opp en krafssensor med fast forankrings punkt i den ene enden, og fartøyet i den andre enden(bilde 9).
Sensoren ble også koblet til en bærbar pc med PASCO capstone. Mens vi kjørt motoren opp på forskjellige
gasspådrag ble resultatet logget i programmet(bilde 10).
Bilde 9
S I D E 3 1

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Bilde 10
7.3.3. Resultat
Fartstrinn 4:
Ved første test ser vi at utviklet trekkraft er på 0,27 newton. Trekkraften er liten, men det er også
gasspådraget(tabell 5).
Fartstrinn 7:
Trekkraften øker betydelig ved trinn 7, og ligger på mellom 1,7 og 1,8 newton(tabell 5).
Farts trinn10:
Neste trinn tilsvarer en betydelig høyere utviklet trekkraft på 3,81N, men vi er enda langt fra potensialet(tabell
5).
Farts trinn 13:
Siste trinnet gir oss maks trekkraft, som er i overkant av 6,7 newton(tabell 5).
Trinn 4 7 10 13
Kraft (N) 0,27 1,75 3,8 6,7
Tabell 5
Her er resultatene lagt sammen i en graf(fig 25)
S I D E 3 2

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Fig. 25
7.3.4. Konklusjon
Fikk målt trekkraften på en nøyaktig måte, med et resultat som forventet i forhold til andre gruppers målte
trekkraft.
7.4. Fartsmåling
Vi har gjennomført et forsøk hvor vi måler farten til båten ved hjelp av et ekkolodd koblet til en datamaskin og
modellbåten vår. Vi testet båten på trinn 4,7,10 og 13 av de maksimalt 13 fartstrinnene som båten har.
7.4.1. Hypotese
Vi mente at båten ville oppnå en hastighet på nærmere 1,5m/s. Hvor vi vil miste litt fart til motstand og
usikkerhet. Dette sett ut i fra fartsmålinger som er gjort av de ulike gruppene, med hensyn på vekt og utforming.
7.4.2. Utførelse
Vi satte modellbåten vår uti bassenget med den vekten som den vil ha ved full last. Dette gjorde vi ved å plassere
to stykk 2 kilos blylodd og et stykk 1 kilos blylodd inn i båten. Disse plasserte vi på en slik måte at vannlinjen
var riktig. Deretter festet vi på noen papplater bak på båten, slik at ekkoloddet lettere ville plukke opp signalet
fra båten. Vi koblet ekkoloddet opp i en rett posisjon i bassenget ved hjelp av utstyr fra datateknisk labb. Deretter
koblet vi det opp mot Pasco på datamaskinen. Gikk inn på programmet og la til ‘’motion sensor’’(dette trenger
en bare å gjøre hvis programmet ikke finner ekkoloddet med det første).
Før vi trykket ‘’run’’ på programmet satte vi en person til å holde båten i èn og samme posisjon. Vi stilte båten
opp til fartstrinn 4 før vi trykket ‘’run’’ på programmet. Deretter slapp vi båten fra sin posisjon for å se at den
gikk i konstant fart bortover på fartstrinn 4. Denne prosedyren gjennomgikk vi ved målinger for fartstrinn 4, 7,
10 og 13.
S I D E 3 3

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
7.4.3. Resultat
Grafen under viser fartsøkningen for de ulike fartstrinnene i løpet av de første 3,5 sekundene, det er dermed ikke
gitt at alle fikk tid til å stabilisere seg, for eksempel oppnådde vi ikke en stabilisering på trinn 4 før etter rundt 12
sekunder, men grafen over viser godt hvordan de utviklet seg i forhold til hverandre.
Ved nærmere betraktning kan en se at farten stabiliserer seg på de følgende hastighetene:
Fartstrinn 4 7 10 13
Fart (m/s) 0,43 0,8 1,0 1,6
Tabell 6
Fig. 26
S I D E 3 4

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Trinn 4
Stabil ved 0,45 m/s etter 12 s.
Trinn 7
Fig. 27
Fig. 28
Stabil ved 0,8 m/s etter 5,0 s.
S I D E 3 5

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
Trinn 10
Fig. 29
Det ser ut som om den synker igjen etter 3,0 s, men vi gjorde flere målinger, og det var på dette nivået den
stabiliserte seg, altså på 1,0 m/s etter 2,6 s.
Trinn 13
Fig. 30
Ved Trinn 13 fikk vi veldig varierende målinger, men de stabiliserte seg nært sagt alltid på en toppfart rundt 1,6
m/s etter rundt 2,5 s.
S I D E 3 6

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
7.4.4. Konklusjon
Båten oppnådde en maksfart på 1,6 m/s. Dette stemte nokså bra med hypotesen vi tenkte ut før vi begynte. Båten
ble påvirket av ytre faktorer som bølger luftmotstand. Luftmotstanden vil være noe større ved testen på grunn av
den store papplaten festet til akterenden, noe som gjør at den ikke kommer helt opp i maksfart.
Usikkerheten til målingene ligger i ekkoloddets posisjonsmålinger, men uten noen informasjon om ekkoloddets
usikkerhet. Utgangspunktet for usikkerheten vår blir dermed variasjonen mellom de ulike målingene våre, disse
sprikene går opp til 0,2 m/s.
Fartstrinn 4 7 10 13
Fart (m/s) 0,43 0,05 0,8 0,1 1,0 0,2 1,6 0,2
Tabell 7
Vi kunne målt fartsmålingen hvor vi kjørte båten frem mot ekkoloddet, for å slippe å bruke papplaten i
akterenden. Dette hadde minsket motstanden. Vi prøvde dette ut i forkant av forsøket og kom frem til at det ville
bli for vanskelig å få jevne og gode lesninger i programmet.
8. Konklusjon
Prosjektet kom til en avslutning den 20.06-13 og vi har nå konstruert en velfungerende fartøysmodell, utført en
rekke tester av ulike slag, skrevet flere sider dokumentasjon og fått føle på hvordan det er å jobbe som ingeniør. I
disse siste timene før prosjektet leveres inn ser vi tilbake på tiden vi har tilbrakt sammen på prosjektet.
Båten har som sagt blitt testet på ulike områder, og vi kan trygt si at vi har bygget en velfungerende båt.
Den er som vi håpet på stabil, rask, lett og all programvaren fungerer som den skal. Vi traff et par nevneverdige,
uforutsette problemer, det første vi møtte var i signalmottakeren som sender signalene videre til motoren.
Reversen på denne opererte nemlig bare på 2 trinn, 50 % og 100 % ytelse. Vi lokaliserte problemet til
mottakeren, og denne lot seg omprogrammere.
Vi møtte også et problem med servoen til lemmen, å finjustere denne til en nøytral stilling slik at
lemmen stod i ro viste seg å være en vanskelig jobb. Det viste seg senere at den var blitt våt under en av de første
testene og når vi byttet servo med et annet lag viste alt seg å fungere fint.
Gjennom prosjektet har vi fått en del erfaringer fra det å jobbe på et så stort prosjekt og ikke minst fått føle på
hvordan det er å være selvstendig. Den største og beste erfaringen er selvfølgelig hvordan det er å jobbe med
prosjekt. Dette gir et innblikk i hvordan en ingeniør ofte arbeider. Samtidig har det vært veldig lærerikt å jobbe
som en gruppe. Det har også vært lærerikt ikke bare innen eget fagfelt, men også innen fagfelt vi skal jobbe
sammen med etter skolen. I tillegg har det vært et fint avbrekk fra skolebenken med kun teori, hvor vi nå har
kunnet få utfolde oss både kreativt og praktisk.
Planleggingsfasen mener vi ble gjennomført på en god måte, gruppen avklarte mange essensielle punkter før vi
startet med selve byggingen av skroget. Store deler av byggingen gikk derfor i hovedsak smertefritt. Ting kunne
selvsagt vært planlagt bedre, med tanke på at det var flere ting som måtte improviseres underveis. Selv med god
planlegging må man regne med noe improvisasjon. Vi fikk også erfare at man lærer vel så mye av å feile som å
lykkes.
En annen ting vi har fått erfare er viktigheten av spesialisering. Store deler av prosjektet jobbet alle stort
sett på de samme tingene, men vi merket klart at ting gikk mye raskere med en nøyere spesialisering av
arbeidsfelt. Dette er nok en viktig lærdom og vi er enige om at prosjektet kunne blitt gjort raskere om vi hadde
spesialisert oss fra begynnelsen. Derimot kan det være en fordel med å holde oss samlet slik at alle får et
overblikk over prosjektet og hva det innebærer, noe som igjen gir en større, helhetlig ansvarsfølelse.
Alt i alt synes vi det har vært noen interessante og lærerike uker. Fagfeltet har vært veldig bredt, og
uansett forkunnskaper har alle gjort ny lærdom under dette kurset. Prosjektet har vært veldig omfattende, på godt
og vondt. Det er viktig å få faglig dybde i et kurs, men samtidig har det blitt brukt ekstremt mange arbeidstimer
på dette kurset.
9. Henvisninger/kilder
- Stabskrav, landgangsfartøy 2013, Leif Olav SKSK
- Prosjekthåndbok, Leif Olav SKSK
- Krav til dokumentasjon, Leif Olav SKSK
- Krengeforsøk, Gisle SKSK
S I D E 3 7

P R O S J E K T R A P P O R T G R U P P E 6
- Slepeforsøk, Gisle SKSK
- Wikipedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller
S I D E 3 8