Gökhan Göl. Quadrokopterde Kullanılan Sensörler

Transkript

1 Quadrokopterde Kullanılan Sensörler Multikopter sistemleri kontrol mekanizmasına sahip kompleks sistemlerdir. Multikopterlerin, kumandadan ana kontrol kartına gönderilen sinyallere bağlı kalarak stabil uçması mümkün değildir. Stabil uçuş için çeşitli sensörlerden aldıkları verileri kullanarak baş açılarını, yönlerini ve yere göre konumlarını bilmeleri gerekir. Bir quadrokopterde bulunması gereken başlıca sensörler şunlardır: Jiroskop İvmeölçer (akselerometre) Barometrik basınç sensörü Pusula (compass=magnetometre) Bu sensörlerden jiroskop (gyro-gyroskop) denge sensörüdür. Quadronun üç eksende meydana getirdiği açısal değişimi algılar. Pilotun hiçbir kontrol mekanizmasına etkisi olmadığı durumlarda araca gelen dış etkenleri algılayarak aracın dengeye ulaşması için uçuş kontrol kartına sinyal gönderir. Akselerometre hava aracının uçuşunda büyük kolaylık sağlayan vazgeçilmez sensörlerdendir. 3 eksende hava aracının ivmelenmesini ölçerek aracın yere paralel olmasını sağlar. Pusula (compass =magnetometre) hava aracının yönünü bulmasını sağlayan yani hava aracına yönünü öğreten sensördür. Manyetik kuzey noktasını referans nokta olarak belirler. Bu sensörün takılacağı yere dikkat edilmelidir. Çünkü aracın yönü bu sensöre bağlıdır. Ek olarak manyetik kuzey noktası her ülkede yıllara göre değişiklik gösterdiği için yazılım kısmında bu sensörle ilgili bölümde değişiklik yapılmalıdır. Barometrik basınç sensörü hava basıncını ölçerek hava aracının yüksekliğinin sabitlenmesi için kullanılır [9]. Üzerine düşen basıncı analog sinyale çevirir ve uçuş kontrol kartına bu şekilde iletir Ardupilot Mega kontrol kartında kullanılan sensörler Ardupilot Mega uçuş kontrol kartında kullanılacak sensörler bir kart içerisinde birleştirilmiştir. Tüm sensörleri içeren bu kart IMU dur. Üzerinde 3 eksen gyroskop, 3 eksen ivmeölçer ve barometrik basınç sensörleri bulunur (Şekil 4.31). Harici olarak pusula sensörü takılabilir.

2 Şekil IMU sensor kartı Pusula sensör montajı APM kontrol kartına pusula sensörü 2 şekilde entegre edilir. İlk yöntem Şekil 4.32 deki gibi direk olarak IMU üzerinde pusula için ayrılmış kısma 4 header lehimlenerek yapılır. Fakat bu yöntemde pusula sensörü aracın tam merkez noktasına denk gelmediği için sapmalara sebep olur. Pusula üzerindeki portlar IMU ileri yönü gösterecek şekilde sırasıyla şunlardır: 1- Ground 2- + besleme (VCC) 3- SDA (I 2 C serial data) 4- SCL (I 2 C serial clock) Şekil IMU üzerine pusula sensör montajı

3 Diğer yöntem ise Şekil 4.32 de port girişi diye isimlendirilen erkek konektöre pusulanın montajıdır. Bu işlem pusulanın çıkışlarına Şekil 4.33 deki gibi kablo ve dişi konektör takılarak yapılır. Kablonun aracın merkez noktasına yetişecek kadar uzun olması gerekir. Pusula montajı ağırlık merkezinin bulunduğu kısma yani orta noktaya yapılmalıdır. Şekil 4.33 IMU üzerine konektör ile pusula montajı 4.8. Telemetri Sistemi Telemetri uzaktan izleme demektir. İstenen verileri anlık olarak kablosuz yöntemlerle ileten veri izleme ve kontrol sistemi olarak da tanımlanabilir. Quadrokopterlerde uçuş esnasında yer kontrol istasyonlarında bazı verilere ihtiyaç duyulur. Bu veriler uçuş sonrası analizler için ve insansız uçuş esnasında meydana gelebilecek sorunların yer kontrol istasyonlarından anlık izlenerek kontrol edilmesinde kullanılır. Yer kontrol istasyonları için en önemli veriler şu şekilde gerekçeleri ile belirtilir: Pil voltaj sensörü: Bu sensör hava aracında kullanılan pilin voltaj durumunu gösterir. Sensörün sağladığı veri sayesinde kullanılan pilin ne kadar sürede deşarj olacağı ve inişin yapılması gereken zaman öğrenilir. Her ne kadar uçuş süresi pilin ve motorların değerlerine göre hesaplansada bu veri sayesinde kesin veriye ulaşılır ve hava aracının kırıma uğraması önlenir. Motor sıcaklık bilgisi: Motorun dönmeyen kısmında metal yüzeye monte edilen sensör motorun anlık sıcaklık değerini telemetri sistemi vasıtası ile yer istasyonlarına gönderir (Şekil 4.34). Bu veri sayesinde limit ısınma değerini aşan motorların sargıları yanmadan iniş gerçekleştirilir. Böylece kırım önlenmiş olur. Ek olarak bu veri uçuş sonrası analizlerde çok önemlidir. Sensör verilerine göre ne kadarlık devirde ve itkide motorun ne kadar ısındığı incelenerek motor özelliklerine ulaşılabilir.

4 Şekil Motor sıcaklık sensörü Pil sıcaklık bilgisi: Quadrokopter gibi elektrikli hava araçlarında verimli olmaları sebebi ile lipo piller kullanılır. Ancak lipo piller ısınmaya karşı direnci az, yangın tehlikesi yüksek pillerdir. Bu yüzden pilin sıcaklığını ölçmek ve yer istasyonundan anlık olarak izlemek önemlidir. Belli limitler dışına çıktığında aracın indirilerek havada yanması ve tehlike saçması önlenir. Rpm bilgisi: Dakikadaki devir sayısını ifade eder. Pervaneyi görebileceği bir noktaya monte edilen bu sensör sayesinde verilen itki değerine göre motor devrinin değişimi incelenir (Şekil 4.35). Bu sayede motor özellikleri tespitinde ve motorun üreteceği tork hesabında kullanılır. Şekil RPM sensör montajı GPS verisi: GPS (global positioning system) küresel konumlama sistemidir. Uzayda bulunan 18 i asıl 6 sı yedek olmak üzere 24 uydudan oluşur. Uydular sürekli olarak kodlanmış bilgi yollarlar. GPS sensörü de sürekli yollanan bu kodlanmış bilgileri çözerek konum ve zaman belirleme işlemlerini yerine getirir. Quadrokopterde konum belirleme işlemi ve otonom uçuşlarda ihtiyaç duyulur.

5 Uzun menzilli uçuşlarda hava aracının nerede olduğunu belirlemek için oldukça önemli bir veridir. Hava araçlarında tam konum belirleyebilmesi için en az 4 uydu bulması gerekir. 3 tanesi x, y, z koordinatları 1 tanesi zaman bilgisi içindir. Quadrokopter üzerinde montajı elektronik cihazlardan ve özellikle RF haberleşme yapan alıcı ya da kamera vericisinden uzakta olmalıdır (Şekil 4.36). Şekil GPS sensör montajı Alınan bu sensör verilerinin iletilmesi için kullanılan telemetri sistemleri şu şekildedir: 1- Zigbee 2- Hitec telemetri kiti 3-3DR Zigbee telemetri sistemi Zigbee verilerin kablosuz olarak bir noktadan başka bir noktaya iletimi için kullanılan haberleşme sistemidir. Radyo frekans haberleşmesi ile anlık olarak verileri iletir. Düşük güç tüketimi, küçük boyutlarda olması, düşük maliyet ve birden fazla noktada haberleşme imkânlarıyla oldukça avantajlı bir sistemdir. Çalışma boyunca zigbee ile aynı anlama gelen xbee kullanılacaktır. Xbee ile point to point denilen 2 modül arası haberleşme yapılabileceği gibi point to multi point denilen birden fazla modülün haberleşmesi de yapılabilir. Bu yüzden özellikle birden fazla noktada yapılacak kontrol ve izleme işlemleri için oldukça kullanışlı bir sistemdir. Haberleşme protokolü olarak TCP/IP (Tranmission Control Protocol/Internet Protocol) kullanır. Protokol, bir iletişim sürecinde bağlantıyı sağlayan noktalar arasında sürekli gidip gelen mesajlaşmayı düzenleyen kurallar dizisidir.

6 Point to multi point sistemi ya da yıldız topolojisinde merkezde koordinatör bulunur, diğer tüm cihazlar koordinatör ile noktadan noktaya haberleşir (Şekil 4.37). Mesajlaşma işlemi koordinatör üzerinden yapılır. Yani gönderilecek veri ya da alınacak veri direk koordinatör üzerinden alınır. Şekil Yıldız topolojisi Xbee ile haberleşebilmek için gerekli modüller (Şekil 4.38) şu şekildedir: 1- Xbee modülü 2- Xtreambee board 3- Xtreambee USB adaptör 4- Anten Şekil Xbee kiti 2 xbee modülünün haberleşmesi için gerekli olan konfigürasyon ayarları şu şekildedir: 1-2 modülün birbirine tanıtılması gerekir. Yani adres ve haberleşme hızlarının aynı olması gerekmektedir. Bunun için de bilgisayara DIGI firmasının hazırlamış olduğu X-CTU ara yüz programı yüklenmelidir.

7 2- Yükleme işlemi sonunda program açıldığında karşınıza gelen sayfa Şekil 4.39 deki gibi olacaktır. Şekil X-CTU açılış sayfası 3- Xbee modülü mini usb ile bilgisayara bağlanır. 4- Aygıt yöneticisinden bağlı olduğu com port numarası tespit edilerek üzerine sağ tıklanıp özellikler kısmına girilir. 5- Çıkan ekranda Advanced Properties linkine tıklanır ve Set RST ON Close seçilir. 6- Açılan sayfadan modülün takıldığı port seçilmelidir. 7- Sağ kısımda bulunan baud rate hızı her iki modül içinde aynı olacak şekilde seçilmelidir. Baud rate saniyede gönderilecek veri hızını temsil eder. Eğer Ardupilot kontrol kartı için kullanılacaksa bu değer olmalıdır. 8- Test/Query butonuna basılmalıdır. 9- Eğer resetleme yapılması yönünde uyarı mesajı gelirse RST (reset) ucu ile toprak (ground) ucu kısa devre edilmelidir. 10- Eğer herhangi bir uyarı mesajı gelmezse test işleminin başarılı olduğunu gösterir kutucuk çıkar. Resetleme işleminden sonra da bu kutucuğun çıkması gerekir. 11- Modem Configuration kısmına tıklanır (Şekil 4.40).

8 Şekil Xbee modem konfigürasyonu 12- Always Update Firmware linki işaretlenir (Her zaman işaretli kalmalıdır). 13- Başlangıç ayarları görmek istenirse Show Defaults linkine tıklanır. 14- Read linkine tıklanır (2). 15- Networking kısmındaki ID kısmına (3) 3 ya da 4 digitlik rakamla adres yazılır. Buraya yazılan ID diğer modüle de yazılacağı için unutulmamalıdır. 16- Serial Interfacing dosyası altındaki BD (baud rate) hızı (4) APM de kullanılacağı için yapılmalıdır. Aynı BD hızı diğer modüle de girilecektir. 17- Write (5) butonuna tıklanır ve yapılan ayarların modüle yazılmasına izin verilir. Burada eğer reset yapılması istenilirse ground ile reset portu kısa devre edilir. 18- Aynı işlemler xbee usb explorer kartına, diğer modülü takarak, diğer modüle de uygulanır. 19- Bu işlemlerin bitmesi ile xbee nin IMU ya montajı yapılır (Şekil 4.41).

9 Şekil Xbee IMU montajı Burada modül üzerindeki TX, RX, +5V ve GRN (ground) portları IMU telem kısmındaki ilgili portlara bağlanır (TX-IN; RX-OUT; +5V-5V; GRND-GRND). 20- Xtreambee usb explorer a takılan diğer modül bilgisayara usb uzatma kablosu ile bağlanır. 21- Mission Planer programı açılır. Sağ üst kısımdaki baud rate hızı seçilir. 22- Xbeenin takılı olduğu port seçilir. 23- Kumanda açılır. 24- Quadrocoptere enerji verilir. 25- Mission Planer ın sağ üst köşedeki connect butonuna basılıp bağlantı kurulur. 26- Ekranda sensörlerden alınan veriler gözlenir Hitec telemetri sistemi Hitec telemetri sistemi Hitec Aurora kumanda ile uyumlu kumanda telemetri sistemidir. Yani kumanda ekranında sensörlerden aldığı verilerin sunulmasını sağlar. Aynı zamanda kullanılan HPP 22 hitec ara yüzü sayesinde bilgisayara veri aktarımı da yapılır. Hitec telemetri sisteminde bulunan sensörler şu şekildedir: Sıcaklık sensörleri RPM sensörü Manyetik RPM sensörü Pil voltaj sensörü GPS sensörü

10 Bu sensörlerin araç üzerine montajı daha önceki kısımlarda açıklanmıştır. Hitec telemetri sisteminde bu sensörlere ek olarak, sensörden alınan verileri işleyip alıcıya ileten sensör istasyonu bulunur. Sensörlerin ve alıcının sensör istasyonuna bağlantısı oldukça önemlidir. Aksi takdirde alınan veriler yanlış olabilir ya da alıcı zarar görebilir. Bağlantı şu şekilde olmalıdır: 1- Sensör istasyonun sol üst tarafında yazan D (data) harfinin bulunduğu yer ile alıcının sol kısmında bulunan data girişi birbirine bağlanır. Bu sayede sensör istasyonuna iletilen veriler alıcı üzerinden kumandaya oradan da istenirse bilgisayara iletilir. Verilerin bilgisayara iletilebilmesi için HPP-22 denilen USB modüle ihtiyaç duyulur. Bu modülün alıcı ile haberleştirilmesi için birbirlerine tanıtılması gerekir. 2- Sensör istasyonu üzerindeki P (power) yazan kısma alıcının herhangi kanalından alınan besleme kablosu (kırmızı-siyah) ya da harici bir kaynaktan 5V bağlanır (Şekil 4.42). 3- İstasyon üzerindeki diğer kısımlara sensör bağlantıları yapılmalıdır. G-gps, T-sıcaklık (4 adet sıcaklık sensör girişi vardır), R-rpm (2 adet rpm sensör girişi vardır, bir tanesi manyetik diğeri optik ölçüm yapar), F-fuel. Şekil Hitec telemetri sensör istasyonu alıcı bağlantısı Hitec telemetri siteminde düşük voltaj uyarısı şu şekildedir: Mavi led sabit yanarken kırmızı ledin yanıp sönmesi bataryanın istenen değer altına düştüğünü gösterir. Bu durumda sesli ikazda duyulur. İnişe geçilmelidir. Normalde kırmızı ledin sabit bir şekilde yanması pil voltajının yeterli olduğunu gösterir.

11 5. QUADROKOPTER İLE ANLIK VERİ İLETİM UYGULAMASI Dizaynı belirlenen gövde yapılır ve mekanik kısım tamamlanır. Yapılan gövdede kullanılan malzemelerin hafif ve dayanıklı olması uçuşu daha verimli, hareket kabiliyeti yüksek ve uzun süreli yapacaktır. Gövdede kullanılacak malzemeler: karbon, kompozit, alüminyum gibi hafif ve dayanıklı malzemeler olmalıdır Kompozit Gövde Yapımı İki veya daha fazla sayıdaki aynı veya farklı gruptaki malzemelerin, en iyi özelliklerini bir araya toplamak ya da ortaya yeni bir özellik çıkarmak amacıyla, bu malzemelerin makro seviyede birleştirilmesiyle oluşan malzemelere kompozit malzeme denir. Başka bir deyişle birbirlerinin zayıf yönünü düzelterek üstün özellikler elde etmek amacı ile bir araya getirilmiş değişik tür malzemelerden veya fazlardan oluşan malzemeler olarak da adlandırılabilir [10]. Kompozit gövde seçilmesinin bazı sebepleri şu şekilde sıralanabilir: 1- Yüksek mukavemet 2- Hafiflik 3- Tasarım esnekliği 4- Kalıplama kolaylığı 5- Kolay işlenilebilirlik Bu kısımda yapılacak kompozit gövde karbon ve balsanın epoksi reçine ile harmanlanmasından oluşturulacaktır. Kompozit gövde yapımında karbon lif kullanılacağı için kesinlikle eldiven ve ağız maskesi ile çalışılmalıdır. Özellikle ileriki kısımlarda anlatılacak olan trimleme kısmında karbon tozu elektrik süpürgesi ile kesim yapılırken aynı anda çekilmelidir ve ek olarak gözlükte kullanılmalıdır. Karbonun kanserojen etkisi göz önüne alınarak dikkatli çalışılmalıdır. Kompozit gövde yapım aşamaları şu şekildedir: 1- Yapılacak gövdenin üst yüzeyinin pürüzsüz olması için bir kalıp tespit edilir. Kalıbın zeminin çok temiz ve kuru olması gerekir. Bunun için uygun kalınlıkta kontraplak kullanılabilir (Şekil 5.1). Bu uygulama için kullanılan kontraplak 8 mm kalınlığındadır.

12 Şekil 5.1. Karbon kalıbı için pürüzsüz kontra plak 2- Belirlenen gövde ölçülerine göre +1 cm olacak şekilde kontra plak üzerine yapılması istenen gövde çizilir. Gövde ölçüleri motor-motor arası 68 cm, orta tabaka 17x17 cm, kol kalınlığı 2 cm, gövde derinliği merkezde 1 cm kol uçlarında 0,5 cm dir. 3- Kontra plağın kenarlarına çift taraflı yüksek sıcaklığa uygun 3M diye tabir edilen özel bantlar yapıştırılır. Bunların üst kısımlarının bandajı sökülmemelidir. 4- Karbon lifler ölçülerden +1 cm fazla olacak şekilde özel kesme aleti ile kesilmelidir (Şekil 5.2). Kesmeden önce ölçünün alındığı kısım ortada kalacak şekilde kâğıt bant ile karbon bantlanmalıdır. Aksi taktirde lifler zarar görür. Kesim işleminde eldiven, maske ve gözlük kullanılmalıdır. Şekil 5.2. Orta tabaka için karbon lif 5- Karbon liflerin arasına konulacak balsalar tam ölçüye göre kesilir. (Şekil 5.3).

13 Şekil 5.3. Karbon lifler arasına konulacak balsalar 6- Kullanılacak fazla reçinenin emilmesi için gözenekli kumaşlar (peel ply kumaş) belirlenen ölçülerden +1 cm fazla kesilir. 7- Kullanılacak fazla reçinenin emilmesi için delikli naylonlar belirlenen ölçülerden +1 cm fazla olmak kaydıyla kesilir (Şekil 5.4). Şekil 5.4. Delikli naylon 8- Belirlenen ölçülerde vakum battaniyeleri kesilir. 9- Reçine ¼ oranın da sertleştirici (hardener) ve epoksinin birbirine karıştırılmasıyla hazırlanır. Yani 4 gr epoksi için 1 gr sertleştirici kullanılır. Koyu bir kıvam yakalayana kadar bir çubuk ile karıştırılmalıdır (Şekil 5.5). Şekil 5.5. Epoksi hazırlanışı

14 10- Kontra plak üzerinde çizilen sınırlar içerisine reçine, bir fırça yardımı ile uygulanır. 11- Karbon fiber malzemeler uygun alana yerleştirilir. 12- Üzerlerine tek yöne olmak kaydıyla yedire yedire reçine uygulanır. 13- Tekrar bir kat daha karbon lif uygulanarak birbirine geçmesi sağlanır. 14- Reçine aynı şekilde tüm yüzeye fırça tek yöne olmak kaydı ile sürülür. 15- Balsalar karbonu ortalayacak şekilde yerleştirilip, reçine uygulanır. 16- Üzerine 2 kata daha karbon lif yerleştirilip reçine sürülür (Şekil 5.6). Şekil 5.6. Kompozit gövde yapımı Kalan reçine tüm yüzeye yedirilir. Hafif baskı uygulayarak tabakaların birbirine kaynaması sağlanır. 18- Yapılan gövde üzerine gözenekli kumaş uygulanır (Şekil 5.7). Şekil 5.7. Kompozit gövde yapımı Kumaş üzerine gelecek şekilde delikli naylonlar uygulanır (Şekil 5.8).

15 Şekil 5.8. Kompozit gövde yapımı Vakum battaniyesi hazırlanan gövdenin üzerine yerleştirilir (Şekil 5.9). Şekil 5.9. Kompozit gövde yapımı Kontraplağın kenarlarına yapıştırılan vakum sızdırmazlık bantlarının üst yalıtkanları çıkartılır. 22- Gövde komple vakum naylonu ile kaplanır (olmadığı durumlarda çöp naylonu da kullanılabilir). 23- Naylon vakum sızdırmazlık bantına hava sızdırmayacak şekilde bantlanmalıdır (Şekil 5.10). Şekil Kompozit gövde yapımı Vakum pompasının hortumunun geleceği kısma vakum battaniyesi uygulanır.

16 25- Hortum kaymayacak şekilde yerleştirilir. 26- Vakum pompası çalıştırılır ve gövdeyi oluşturan yapının kaymaması için destek verilir (Şekil 5.11). Şekil Kompozit gövde yapımı Vakum pompası çalışır vaziyette 5-6 saat bekletilir saat sonunda gövde çıkartılır (Şekil 5.12). Şekil Kompozit gövde yapımı Bu uygulamada oluşturulan gövdenin ağırlığı kurumadan ve trimlenmeden ölçülen değere göre gr dır (Şekil 5.13).

17 Şekil Kompozit gövde ağırlığı 30- Gövdenin sıcakta 1-2 gün bekletilmesi daha sağlam olmasını sağlar. Fakat istenirse direk trimleme işlemine de başlanabilir. 31- Trimleme, gövdede bırakılan fazlalıkların dremel ile kesilerek gövdenin ince ayarının yapılmasıdır. Bu işlem yapılırken gerekli güvenlik önlemleri alınmalıdır. Eldiven, gözlük ve maske kullanılmalıdır. 32- Kuruma ve trimleme işleminden sonra gövde ağırlığı 252 gr olmuştur Alüminyum Gövde Yapımı İlk prototip için fazla kırım yaşanmasından dolayı alüminyum gövde yapılması uygundur. Fakat ağır, işlemesi zor ve titreşimi fazla olmasından dolayı bu tip modeller için tercih edilen bir yöntem değildir. İstenilen gövde dizaynı için alüminyum kollar ve tabakalar kesilir. Kesilen tüm parçalar birleştirilir (Şekil 5.14). Şekil Alüminyum gövde yapımı 1 Bağlantı elemanı olarak perçin kullanılması gövdenin pürüzsüz ve daha kullanışlı olmasını sağlar. Fakat vida, somun da kullanılabilir. Bu malzemelerin alüminyum ya da

18 plastik malzeme olmasının dışında titreşimlere karşı gevşememesi ve mukavemetinin yüksek olması gerekir. Her ihtimal göz önüne alınıp civata yapıştırıcısı (genellikle LOCTİTE diye anılır) ile yapıştırılıp, titreşime karşı gevşeme önlenir. Gövdenin orta noktası yani elektronik kısmın yerleştirildiği alan duruma göre çok katlı olmalıdır. Bunların birbirine montajı yükseltme setleriyle yapılmalıdır. En altta pil kısmı 2. de ana kontrol sistemi ve alıcı ünitesi 3. de ise kamera ve sensör sistemi yerleşimi 3 katlı bir model için örnek teşkil etmektedir (Şekil 5.15). Şekil katlı plate dizaynı Sensörler ölçüm yaptığı çeşide göre uygun yerlere takılacağından bunlar düşünülmeli ve gövdede bunlara göre alanlar oluşturulmalıdır. Örneğin motor yanına konulacak ısı ve rpm sensörleri için montaj yuvaları açılmalıdır. Bazı sensörlerin nereye monte edileceği önemlidir. Örneğin GPS sensörü elektronik cihazların mümkün olduğunca uzağına ve pervane ile arasında en az 10 cm kalacak şekilde monte edilmelidir. Gövde dizaynı yapılırken, gövde yapımında uçuşta hava aracının önünün belli olması açısından farklı renkler kullanılmalıdır. Yani aracın önünü belli edecek işaretlemeler yapılmalıdır Malzemelerin Gövdeye Montajı 1- ESC, kontrol kartı ve diğer elektronik eşyaların gövdeye takılacağı yerler tespit edilip bağlantı şekline göre delikler açılır. 2- Motor ve ESC kablolarına gold konektörler lehimlenir.

19 3- Motor tutacaklarının motorlara montajı yapılır. 4- Motorlar gövdeye tutturulur. Motor tutacakları üzerine takılan motor, gövde yatay eksenine dik olmalıdır. Motorun montajında kullanılan vidaların tork değerine dikkat edilmeli, ne çok fazla ne de çok gevşek olmalıdır. 5-Vidaların titreşime karşı gevşememesi için gerekli önlem alınmalıdır, vida yapıştırıcısı ya da kontra somun kullanılmalıdır. 6-ESC montajından önce ESC ler programlanır. ESC programlama esnasında pervaneler motorlara kesinlikle takılmamalıdır. ESC ler programlanırken ESC sinyal ucu ve diğer alıcıyı besleyen 2 uç, yani 3 ayaklı servo kablosu, alıcının throttle kanalına bağlanır (genelde 3. kanaldır, kumandadan bakılmalıdır). Kumanda açılır ve sonrasında ESC ler pillere bağlı değilken verici gaz kolu en yükseğe alınır, ESC ler pile bağlanır. Bu esnada motordan ESC lerin ayar moduna girdiğini gösteren hemen hemen 2 sn. sonra 2 bip (beep beep) sesi duyulur, 5sn sonrasında özel bir ton daha duyulur. Bu ESC nin program moduna girdiğini gösterir. Sonrasında kısa ve uzun beep sesleri ile menüler içerisinde gezinilerek istenen ayarlar yapılacaktır. İstenen menüye ait beep sesi duyulduğunda gaz kolu minimuma getirilir ve o menüye ait alt menülere girilir. Daha sonra alt menünün ayar sesleri gelecektir. Burada istenilen ayar sesi duyulduğunda gaz kolu maksimuma getirilir. Ayarın yapıldığını belirten bir ton duyulur ve programlama işlemine kalınan yerden beep sesleriyle devam edilir. ESC lerde bazı ayarlamaların şu şekilde olması gerekir: Fren: kapalı Pil tipi: Ni-xx; Lipo pil kullanılmasına rağmen bu pilin seçilmesindeki temel sebep mutikopterlerde birden fazla kullanılan motorun aniden çektiği fazla akımlara karşı enerjiyi kesmesini engellemektir. Lipo pillerde hücre voltajı 3,7 iken nikel pillerde 1,2 V tur. Timing: medium; Genelde bu ayar kullanılır. Fakat bu ayarlamalar yapıldıktan sonra motordan ses gelirse bunun high ya da low yapılması uygun olur. Sesin kaybolduğu ayar doğrudur. Start: normal Cut-off type: soft cut-off; Bu ayarın slow yapılma sebebi, ESC akımı keserken yavaş kestiği için, kullanıcıya pilin bittiğini göstermesidir.

20 Cut-off voltage: low; Akım kesme voltajı en düşük ayara ayarlanır ki pil optimum şekilde kullanılabilsin. Birden fazla motor anlık olarak aşırı akım çektiğinde ESC bunu düşük voltaj olarak algılayıp akımı kesebilir ESC programlama ana menüleri. =Kısa bip _ = Uzun bip 1 uzun beeep = 5 kısa beep. Fren(break).. Lipo ya da Ni tip Akım kesme tipi (cut off type). Akım kesme voltajı (Cut-off voltage) - Start mod -. Timing mod -.. Reset (ESC ayar sıfırlama) -- Kaydedip çıkma ESC programlama alt menüleri. Fren menüsü: -off; fren kapalı bu mod seçilmeli. --on.. Lipo ya Ni-MH -lipo --other; multiler bu ayar seçilir. Cut-off type -slow cut-off;bu kullanılır. Akım kesmeye yakın güç azalır aniden kesmez. --cut-off. Cut-off voltage -low; pili optimum kullanmak için

21 --middle ---high Start up mod (multinin nasıl başlayacağını seçeriz) -normal;bu mod kullanılır --soft;motor yavaş yavaş hızlanır ---very soft -. Timing:Motor kutup zamanlama ayarı(belli bi mod yoktur genelde middle kullanılır denenmeli). -low --middle ---high -.. RESET (ESC yi standart fabrika çıkış ayarlarına alır) Quit saving changes ;ayarları kaydedip çıkmayı sağlar. Kullanılan ESC (EMAX 60 A) deki ayarlara göre değiştirilmesi gereken modlar şunlardır: DJI kontrol kartı için; Batarya tipi Li-xx seçilmiştir. Bu değiştirilip Ni-xx seçilir [11]. Düşük voltaj koruması medium ayarlanmıştır, bu low yapılmalıdır [12]. Timing fonksiyonu için low timing ayarlanmıştır. Bu denenerek bulunmalıdır. Ardupilot kontrol kartı için; Düşük voltaj koruması medium ayarlanmıştır. Bu low yapılmalıdır. Timing fonksiyonu için low timing ayarlanmıştır. Bu denenerek bulunmalıdır. APM kontrol kartına özgü ESC programlama şu şekildedir: Pervaneler sökülür. Usb ve power kablolarının tamamı sökülür. Yani APM beslenmemelidir. Kumanda açılır ve gaz kolu maksimuma alınır.

22 APM, radyo alıcısı ve ESC ler enerjilendirilir. Yani güç kablosu takılır. ESC lerden kısa müzik tonu işitilir. APM kartı üzerindeki A-B-C ledleri sürekli olmak kaydıyla yavaşça yanıp söner. Gaz kolu maksimum olan noktadan serbest bırakılır, LİPO çıkartılır ve tekrar çalıştırılır. Yani sisteme tekrar enerji verilir. A-B-C ledleri hızlıca yanar. Duruma göre kısa bir müzik tonu duyulabilir. 2 beep sesinden sonra bir duraklama olacaktır. Bu esnada gaz kolu minumuma alınır. Devamında bir onay sesi duyulur. Bu sesten sonra motorların senkron çalıştığını anlamak için gaz kolu yavaşca kaldırılır, motorların yavaşça hızlanması gerekir. Böylece ESC lerin ayarlandığı anlaşılır. ESC ler kalibre edilmiştir. 7- ESC ler uygun yerlere sağlam bir şekilde yerleştirilir(şekil 5.16). Şekil ESC montajı 8- ESC ve motor kabloları ulaşılabilecek bir yerde birleştirilip gövdeye tutturulur. 9- Sensör kartı aracın ağırlık merkezine, titreşim önleyici malzemeler ya da çift taraflı bantlar ile tutturulur. 10- Kontrol kartı ve alıcı birbirine yakın olacak şekilde çift taraflı bant ile tutturulur. 11- Sensörler uygun yerlere yerleştirilir. 12- Bağlantı işlemleri yapılır.

23 13- Anlık veri iletimi için kullanılan xbee yukarda anlatılan şekilde Ardupilot kontrol kartı üzerindeki sensör kartına (IMU) takılır. ESC ler gövdeye takılmadan önce 2 kablolu taraflar tüm ESC lerde kırmızılar kırmızılara (+) siyahlar siyahlara (-) olacak şekilde plaket üzerine konektör kullanılarak lehimlenmeli ve ek olarak da bataryadan gelecek kablo uçları için konektör bırakılmalıdır. Kırmızı uç, bataryanın artı, yani kırmızı ucuna; siyah uç, bataryanın eksi, yani siyah ucuna bağlanır. Burada bataryadan verilecek akım değeri göz önüne alınmalı ve buna göre plaket kullanılmalıdır (Şekil 5.17). Aksi taktirde plaket akımı çekemeyeceğinden yangına sebep olabilir. Fırçasız motorlarda kullanılan ESC lerde ESC den çıkan üç ince kablonun iki tanesi ESC nin içindeki BEC (battery elimination circuit) devresinden gelen kontrol kartı besleme kablosu, geri kalan beyaz sinyal kablosu ise ESC ye kumandadan gönderilen sinyalleri ileten kablodur. Bu üç kablodan iki tanesi +5 ve -5 V çıkışıdır. Bunlar 5 V ile çalışan sistemler için gerekli elektrik enerjisini kullanıcılara sağlamak amacıyla ESC ye entegre edilmiştir. +5 V olan kırmızı uç ortada olduğu için ters dahi bağlansa alıcıyı yakmaz Fakat sistem çalışmaz. DJI nın kontrol kartında buna ihtiyaç yoktur. Çünkü kendi güç dağıtım ünitesi regülatör görevi görür. Hitec Aurora 9 kumandasının alıcısı 35 V a kadar çalışır. Eğer bu sistem kullanılacaksa ESC 5 V çıkışları kesilebilir. Diğer beyaz renkli kablo ise uygulanan gaz kanalı kumandasına göre motorun dönüş hızını ayarlamaya yarayan sinyal kablosudur ve kontrol kartına bağlanır. Yani ESC nin görevi olan motor hız kontrolünü, ESC bu kablodan gelen sinyal ile yapar. ESC nin diğer tarafında bulunan üç kablo ise motora gidecek olan motor beslemesi yapan kablolardır. Bu kabloların herhangi iki tanesinin yerleri değiştirilerek ihtiyaç duyulursa motor yönü değiştirilir. 14- Pervaneler motor dönüş yönlerine göre takılmalıdır. 15- Lipo pilin ağırlık merkezini bozmayacak şekilde gövdeye montajı yapılır. 16- İlk enerji verildiğinde xbee nin koordinatör olarak kullanılan modülü bilgisayara bağlanıp, Mission Planer programından haberleşme yapılır. Baud rate hızının yapılması unutulmamalıdır.

24 Şekil 5.17 Güç dağıtım plaketi