Bildiğimiz üzere tüm gelişmiş canlılar bir beyne sahiptir. Beynimiz gelen uyarılara organlarımız ile uygun tepkiyi verir. Dronların da olmazsa olmazı uçuş kontrol kartları da aynı prensiple çalışır. Her geçen gün uçuş kontrol kartları teknolojisinin ilerlemesi ile birlikte kartlarda bulunan işlemci ve donanımsal özellikler artmaya başladı. Bu yazımızda uçuş kartları ve kartların kullanım özelliklerine değineceğiz.
İnsansız hava araçlarında(drone) otopilot ve kodlanmasına dair detaylı bilgi almak istiyorsanız Avdeso Academy Udemy üzerinden eğitimimize kaydolabilirsiniz. Linkten ulaşabilirsiniz. https://www.udemy.com/course/sfrdan-ileri-seviyeye-iha-drone-sistem-tasarm-ve-uretimi/
Uçuş Kontrol Kartları nedir? Çalışma Prensibi Nedir?
Uçuş kontrol kartı, insansız hava aracının kontrolünde kullanıcıdan aldığı komut sinyallerini uçuk kontrol kartı üzerindeki alıcıdan alarak düzenler. Uçuş kontrol kartı, sensörlerden aldığı bilgiler aracılığı ile İHA’nın hareket etmesini sağlayan bir devre kartıdır. Sensörler tıpkı bir sinir sistemi gibidir ve uçuş kartları için çok önemlidir. Neredeyse tüm uçuş kontrol kartlarında jiroskop (gyro) ve ivmeölçer bulunur. Gelişmiş uçuş kontrol kartlarında GPS, compas, mesafe sensörü ve barometre gibi sensörler vardır.
Drone nedir ve Kullanım alanları nelerdir sorularına cevap veren yazımızı okumaya ne dersiniz?
Uçuş Kontrol Kartlarında Sensörlerin Önemi
Sensörler ve uçuş kontrol kartı bir sinir sistemi gibidir. İHA’nın beyni olan uçuş kontrol kartı, sensörlerden aldığı bilgileri değerlendirerek motorlara gerekli güç verir. Bunun sayesinde İHA’nın istenilen hareketi yapmasını sağlar. Sensörlerden alınan bilgiler doğru şekilde işlenmesi ve motorların kontrol edilmesi, profesyonel bir yazılım ve tecrübe gerektirir.
Uçuş Kontrol Kartlarında En Çok Kullanılan Sensörler
- Jiroskop: İHA’nın stabilizasyonunda görev alan en iyi sensörlerden biridir. İHA’nın üç eksende (roll,pitch,yaw) dönüş hızını ölçer. Jiroskop tarafından alınan verilerden faydalanarak uçuş kontrol kartı, motorlara güç verir
- Barometre: İHA’nın yüksekliğini ölçmek için kullanılan basınç sensörüdür. Otopilot drone kullanımında olmazsa olmazlardandır. Dronun belli bir yükseklikte seyir etmesini sağlar. Otonom iniş ve kalkışta kullanılan en önemli sensörlerdendir.
- Hava hız Sensörü: Diğer bir adı “pitot tipü” dür. Benim en sevdiğim sensörlerdendir. Multicopterlerde kullanılmaz. Sabit kanatlı dronlarda kullanılır. Akışkan havanın oluşturduğu dinamik basıncı ve statik basıncı ölçerek uçağın hızını elde etmemizi sağlar. Sabit kanatlı insansız hava araçlarında hassas otonom iniş için kullanılır.
- İvme ölçer: İHA’nın tek bir eksende ivme ölçümünü yapar ve jiroskop ile beraber çalışır.
Yer İstasyonu ile Haberleşme Nedir ve Hangi Amaçlarda kullanılır?
Yer istasyonu (Ground Station) dronun hareketi sırasında havada sensörlerden uçuş kartına aktarılan verileri, telemetri modülü ile bilgisayardaki firmware ara yüzünde elde etmemizi sağlar.
Örnek olarak yer istasyonu programlarından biri olan Mission Planner‘e dair bilgi almak istiyorsanız yazıya tıklayabilirsiniz. Bilgisayar aracılığı ile elde ettiğimiz bilgilere telemetri denir.
Bu bilgiler yükseklik, pitch, rol, yaw değerleri, dış hava sıcaklığı, basınç, motor devri, radyo sinyalleri gücü, yatay ve dikey hızı gibi değerlerdir.
Yer İstasyonlarında Kullanılan Yazılımlar
Yer istasyonlarından (Ground Station) gelen telemetri bilgilerini rahatça okuyabilmemiz ve insansız hava aracını bilgisayardan kontrol etmemizi sağlayan yer istasyonu yazılımıdır. Bu programlar sayesinde kullanıcı ’sanal kokpitte’ olduğunu hisseder. Kullanıcı FPV analog veya dijital görüntüleme sistemleri ile uçağın hareketini metrelerce uzaktan izleyebilir.
Kullanılan bazı Yer istasyonu programları)
- Mission Planner
- QGround Control
- AndroPilot
- Happy Killmore
- APM Planner 2
Mission Planner yer istasyonu programına dair bilgi almak için yazı serimize bakabilirsiniz.
Uçuş kartları Seçilirken Neye Dikkat Edilmelidir?
- Hangi yer istasyonu programını kullanmak istediğiniz ve kullanacağız kartın ne desteklediği hakkında bilgi sahibi olmalısınız.
- Multicopter mi yoksa sabit kanatlı model/FPV uçak mı yapacaksınız buna karar vermelisiniz. (Multicopter ve model/fpv uçak arasındaki farklara dair yazımız için tıklayabilirsiniz.)
- Uçuş kartına başka ne entegre etmek istiyorsunuz? Uçuş kartına (led,sensör,osd,telemetri) entegre edilmesi istenilen cihazlar göze alınarak kart seçilmelidir.
- Kulanılacak sabit kanatlı veya multicopter dronun gövdesinin ölçüsüne göre seçilecek kartın boyutu belirlenir.
- İnsansız hava aracını hobi maçlı mı kullanmak istiyorsunuz? Yoksa yapay zeka gibi güçlü işlemlerde açık kaynaklı olarak gereken projelerde ne tür yazılım dilleri ile kullanmak istiyorsunuz?
Bu soruları cevapladıktan sonra insansız hava aracınıza uygun uçuş kontrol kartını seçebilirsiniz.
Popüler Uçuş kontol Kartları
Pixhawk Cube Orange
Fiyatına göre bulabileceğiniz en profesyonel kartlarındandır. PX4 ve Ardupilot yazılımlarında sistematik şekilde çalışabilmektedir. ICM20602 IMU,ICM20948 IMU/MAG, MS5611 sensörlü sayesinde insansız hava aracına stabil ve kararlı bir uçuş olanağı sunar.
Pixhawk 4
Holdybro şirketi tarafından üretilir. PX4 uçuş yazılımını destekler bu sayede Qground Control yer istasyonu programı ile çalışır. Diğer Pixhawk modellerinden farklı bir tasarıma sahiptir. Uçuş kartı üzerinde aux ve main out çıkışları mevcut değildir. Bu çıkışlar PM-07 güç dağıtım kartının üzerinde mevcuttur.
EagleTree Vector
Otonom uçuş için ihtiyacınız olan tüm ekipmanları tek bir pakette birleştirir. Türkiye’de kullanımı yaygın değildir. Sabit kanatlı uçaklarda ve çoklu multicopterlerde kullanılabilir.
Pixhawk 2.4.8-2.4.8
Bulunması ve satın alması kolay bir üründür. Ardupilot ve px4(Genelde pixhawkın sol köşesinde yazar.) tabanlı bir karttır diyebiliriz. Çoğu pixhawk kitleri GPS, manyetometre, zil, lipo güç modülü tüm gerekli donanımlarla birlikte gelir. Daha büyük drone yapıları için en popüler büyük açık kaynaklı yazılım desteği için kaynaklar mevcuttur. 2017 yılından itibaren üretimi durmuştur. Mevcut Dünya piyasasında yer alan pixhawklar farklı üreticiler tarafından üretilir. Bu yüzden pixhawk 2.4.6 veya 2.4.8 almadan önce dikkat etmeniz gerekir.
Mamba
FPV Drone yarışlarında ve sabit kanatlı uzun menzilli FPV uçaklarda çok yaygın olarak kullanılır. Mamba aynı zamanda bir FC-ESC kombinasyonudur. Yani hem bir güç dağıtım kartı hem de uçuş kontrol kartıdır. Bu sayede hava aracı içinde daha düşük alan kaplar. Yüksek barometre sensörü dışarıdan harici olarak eklenir. Mamba f405, f405 mk2, f722 olmak üzere birçok modeli vardır. Ardupilot veya betaflight tabanlı çalışır.
Naze32
FPV dört rötorlu yarış dünyasında son derece popülerdir. Hafif ve çok uygun fiyatlıdır. Naze32 açık kaynaklı çalışır ve CleanFlight ile yaygın olarak kullanılır.
Piyasada birçok ürün vardır. Ancak eski model almamaya dikkat etmek gerekir.
CC3D
Türkiye birçok sitede satış oranı gayet fazladır. Fiyatı ucuz ve eski bir karttır. OpenPilot tarafından geliştirilmiş tam fonksiyonlu bir multicopter cihazıdır. Üzerindeki STM32 32-bit işlemcisi sayesinde Üzerindeki MPU6000 ivmeölçer+jiroskop IMU sensör modülü mevcuttur. Bu sensör sayesinde dronlarda olmazsa olmaz oto-stabilizasyon özelliğine sahiptir.
