Su Altında Kullanılan Kablo Tipleri

ROV’lar su altındayken derinliğine bağlı olarak yüksek bir basınca maruz kalır. Bu basınç
yüzünden içerisine su alan kablolar kısa devreye sebep olup sisteme zarar vereceğinden dolayı ROV’lardaki gerekli güç iletiminin ve haberleşmenin sağlanması için su geçirmez, basınca ve aşınmaya dayanıklı kablolar kullanılır. Kabloların dış kılıfı, yalıtım malzemesi, yarıçapı ve iletken ölçeği su altındaki performanslarıyla doğrudan ilgilidir. ARAT su altı aracında kullanılan nötr yüzer kablo, güç kablosu, motor kabloları ve ışık kabloları bahsedilen özelliklere uygun yapıdadır.

• Nötr Yüzer Kablo

ROV ile kontrolcü arasındaki haberleşmeyi sağlayan bu kablo küçük yarıçaplı ve uzun bir yapıya sahiptir. Yüzerliği nötr olduğundan su içerisinde yüzmeye veya batmaya çalışmaz dolayısıyla sisteme herhangi bir kuvvet uygulamayıp hareketliliğe engel olamadan su içerisinde asılı kalır. Yüzerlik testleri yapılırken alınan sonuç dalış yapılan suyun tuz yoğunluğuna göre değişiklik gösterdiği için çoğunlukla tatlı su baz alınarak hesap yapılır. Bu yüzden tuzlu sularda yüzerliğin az da olsa pozitif olacağını bilmek gerekir. Kablolarda dış kılıf için en çok tercih edilen malzemeler özellikle çekme dayanımları yüksek olan PVC (polivinil klorür) ve PUR (poliüretan) termoplastik polimerleridir. Fakat PUR, PVC’den çok daha esnek bir yapıya sahip olduğundan dolayı sıklıkla hareket eden sistemler ve ROV’lardaki bükülen kablolar için daha iyi bir tercihdir. Dolayısıyla ROV’larda nötr yüzer kablo malzemesi olarak PUR en iyi seçeneklerden biridir. Ayrıca, kablonun çekme dayanımının artması, kesilmeye karşı dayanıklı olması ve daha güvenli kıvrılabilmesi için dış kılıfa ek katman olarak Kevlar malzemesi de kullanılabilir. Kevlar, karbon yapılı ince ve sağlam liflerden oluşan çok hafif bir malzeme çeşididir.

Şekil 1 – Nötr Yüzer Kablo örneği (Fathom – ROV Tether) [1]

• Güç Kablosu

Güç kablosu bataryadan aldığı elektriği ROV’un ana haznesine iletmekle görevlidir. Batarya, sistemdeki tüm devre elemanlarını (motorlar, devre kartları, sensörler ve gripper gibi) besleyebilecek güçte yüksek gerilim ve akım sağladığı için sıradan kabloları yakabilir. Bu nedenle güç kablosunun içindeki iletken teller yüksek akıma dayanıklı yapıda olan örgülü bakır olarak seçilmelidir. Ayrıca yüksek akım yüzünden ortaya çıkan ısının yalıtılması için iletken telin etrafına FEP (florlanmış etilen propilen) veya PTFE (politetrafloroetilen – Teflon) kılıf yapılmalıdır. FEP, 200°C’ye kadar sıcaklığa dayanabilmesi ve elektriksel stabilitesinin yüksek olması nedeniyle oldukça kaliteli bir yalıtım malzemesidir. İletken tellerin çap boyutları ve kesit alanları Amerikan tel ölçülerine (AWG) göre belirlenir ve numaralandırılır. AWG numarası küçük olan kablolar daha kalın yapıda olup yüksek akımlara dayanıklıdır, AWG numarası büyük olan kablolar ise daha ince yapıda olup yüksek akımlara dayanıklı değildir. Bu numaralandırma sistemi, uluslararası kablo standardı niteliği taşıyarak inç/mm dönüşümlerini kolaylaştırır.

Şekil 2 – 10 AWG – 28 AWG arası çap ölçüleri (mm) [2]

•  Motor Kablosu

ESC’den (elektronik hız kontrolcüsü) alınan güç ve verinin fırçasız motorlara iletilmesini
sağlayan motor kabloları, içlerinde üçer adet iletken kablo bulundurur. Motorların besleneceği akım yüksek olabildiği için iletken tellerin yalıtımında güç kablosundaki gibi FEP veya Teflon  malzemesi kullanılabilir. Mağazamızda bulunan Purflex-Esnek ve Dayanıklı Kablo, PUR dış kılıfı ve yalıtımı sayesinde su geçirmez bir yapıya, yüksek çekme dayanımına ve esnekliğe sahiptir. 3×0,5 mm² (20 AWG) iletken ölçüleriyle fırçasız motorlar için rahat kullanım sağlar ve G-350 iticisine tamamen uygun yapıda üretilmiştir.

Şekil 3 – Purflex Esnek ve Dayanıklı Kablo iç yapısı [3]

• Işık Kablosu

Işık kabloları, su altı aydınlatma elemanlarına güç ve PWM verisinin iletilmesini sağlar.
İçlerinde üçer adet iletken kablo bulunduran ışık kablolarında, dış kılıf olarak diğer kablolardaki gibi PUR malzemesi kullanılırken motor veya güç kablolarındaki gibi yüksek bir akım iletilmeyeceğinden dolayı iletken yalıtım malzemesi olarak PP (polipropilen) kullanılır. PP malzemesi, FEP’den daha düşük bir sıcaklık limitine sahiptir fakat fiyat olarak daha uygundur.

Kaynakça

[1] https://bluerobotics.com/store/cables-connectors/cables/fathom-tether-nb-4p-26awg-r2
[2] https://shopdelta.eu/awg_l2_aid938.html
[3] https://lentamarine.com/urun/purflex-3-x-0-50-mm2-kablo