2013 FOG COPILOT & FOG OSD V2.1 OTO PİLOT SİSTEMİ Fatih GENÇ www.modelhobbyprojects.com 23.04.2013 www.modelhobbyprojects.com Sayfa 0
1- ÜRÜN İÇERİĞİ FOG COPILOT FOG OSD V2.1 10Hz GPS 100A Akım Sensörü PC Bağlantı Kablosu www.modelhobbyprojects.com Sayfa 1
Ürün İçeriği; FOG COPILOT FOG OSD V2.1 Kartı 10Hz GPS 100A Akım sensörü PC bağlantı kablosu Bağlantı için kablo aksesuar ve soket takımı PC yazılımı FOG COPILOT un Özellikleri; 1. 6DOF IMU ile güvenilirliği tüm dünyada kanıtlanmış AHRS algoritması 2. Dört çalışma modu: manuel, stabilizasyon, eve dönüş ve 9 noktaya kadar otonom uçuş 3. Otopilota geçildiğinde uçak sabit bir hızla hareket etmektedir (40kmh) (rüzgârın durumuna göre değişken olabilir) 4. Önceden belirlenmiş bir yüksekliğe çıkıp bu irtifada hedefine ulaşmaktadır 5. Klasik 4 kanallı uçak ile uçan kanat modellerini destekler 6. Kart üzerinden gain ayarı yapılabildiği gibi kumanda üzerinden de gain ayarı yapılabilir 7. FOG OSD V2.0 ve FOG OSD V2.1 ile uyumlu çalışabilir 8. Güncel yazılımları yükleyebilme özelliği (Bootloader) www.modelhobbyprojects.com Sayfa 2
FOG OSD V2.1 in Özellikleri; 1. Besleme gerilimi: 6-12V (2-3S lipo) 2. Sanal ufuk çizgisi (FOG COPILOT ile birlikte çalışıyorsa) 3. Hız (Yatay) 4. Dikey hız (Yükselme/Alçalma) 5. Kalkış noktasına olan mesafe 6. Yerden yükseklik 7. Uçuş yönü 8. Navigasyon 9. Model pil gerilimi (max 6S lipo) (akım sensörü bağlı ise) 10. FPV pil gerilimi 11. RSSI gerilimi (gerilim ve yüzdesel gösterim) 12. Modelin çektiği akım (akım sensörü bağlı ise) 13. Harcanan Enerji (akım sensörü bağlı ise) 14. 2 farklı sıcaklık değeri (sıcaklık sensörleri bağlı ise) 15. Manyetik pusula (HDPM01 sensörü bağlı ise) 16. Barometrik yükseklik (HDPM01 sensörü bağlı ise) 17. OSD bilgilerinin kumanda üzerinden uzaktan aktif / pasif edilmesi 18. NTSC / PAL video standardı 19. Mesafe, Yükseklik, Enerji, RSSI ve Batarya gerilimlerinin belirlenen sınırı aşması durumunda alarm vermesi 20. Bootloader fonksiyonu ile güncel yazılımları yükleyerek son sürümü kullanabilme 21. PC bağlantı kablosu ve arayüz programı ile istenen özelliğin konumlandırılması veya pasif edilmesi www.modelhobbyprojects.com Sayfa 3
2- BAĞLANTI PORTLARI Şekil 1. FOG COPILOT Bağlantı Portları www.modelhobbyprojects.com Sayfa 4
Şekil 2. FOG OSD V2.1 Bağlantı Portları www.modelhobbyprojects.com Sayfa 5
Tablo 1. FOG OSD V2.1 Bağlantı portlarının açıklama tablosu Port Pin numaraları Açıklama Numarası 1 2 3 4 J1 GND 2-3S Lipo - - OSD kartının beslemesi J2 Oto Pilot TX Oto Pilot RX GND - Otopilot kartı ile haberleşme portu Kumanda üzerindeki bir düğmeden otopilotun modu değiştirilir. Sinyal değerleri; Oto Pilot 1,75ms den büyük ise Manüel Kontrol modu J3 GND - - Kontrol 1,25~1,75ms arası ise veya hiç sinyal gelmemesi durumunda Eve Dönüş modu 0,8~1,25ms arası sinyalde Görev Uçuş modu J4 Buton GND Buton soketi J5 - - - - Mikro Denetleyici programlama portu J6-J7 - - - - HDPM01 Barometrik yükseklik ve dijital pusula sensörü J8 RSSI GND RSSI soketi J9 OSD On/Off GND - - Uzaktan OSD bilgilerinin aktif /pasif yapılması Servo kanalındaki sinyal <1,5ms ise OSD aktif, sinyal >1,5ms ise OSD pasiftir. Bağlantı yapılmazsa OSD bilgileri aktiftir. J10 Sıcaklık 1 Sıcaklık 2 +5V GND Sıcaklık Ölçüm Portu J11 TX RX +5V GND GPS ve PC bağlantı portu J12 Akım bilgisi Gerilim bilgisi +5V GND Akım sensör soketi Video Çıkışı Video Girişi J13 2-3S Lipo GND Video soketi (Vericiye) (Kamera) www.modelhobbyprojects.com Sayfa 6
3- SİSTEM BAĞLANTISI Resim 1. Örnek bağlantı www.modelhobbyprojects.com Sayfa 7
Resim 1 de sistemin genel bağlantı yapısı görülmektedir. Sistem ile alıcı arasında 5 bağlantı vardır. Resimdeki örnekte; 1. kanal; Aileron 2. kanal; Elevator 3. kanal; Throttle 7. kanal; uçuş modu bilgisi (OSD kartına bağlı) 8. kanal; gain ayarı (isteğe bağlı) 7. kanala bağlanan uçuş modu bilgisi OSD kartına bağlanmıştır. Diğer deyişle, uçuş modu, OSD kartı üzerinden değiştirilmektedir. Dolayısıyla OSD kartı olmadan sistem, Eve Dönüş ve Otonom uçuşları gerçekleştiremeyecektir. Ayrıntılı bilgi için ayarlar bölümünü inceleyiniz. Önemli Not: Otopilot modunu kullanabilmek için mutlaka FOG OSD V2.0 veya V2.1 ürünüyle birlikte çalışmalıdır. www.modelhobbyprojects.com Sayfa 8
4- AYARLAR FOG COPILOT yerleşimi FOG COPILOT tan en iyi performansı elde etmek için kartı, uçağa düzgün yerleştirmek gerekmektedir. Üzerindeki ok işareti uçağın önüne bakacak şekilde yerleştirilmeli ve copilot kartı, uçak düz uçuş konumunda iken yere paralel şekilde olmalıdır. Mümkün olduğunca uçağın ağırlık merkezine yakın yerleştirilmelidir. Şekil 3 de kartın farklı yerleşimindeki uçuş karakteristiğini görebilirsiniz. Şekil 3. FOG COPILOT un uçağa yerleşimi Resim 2. Örnek yerleşim www.modelhobbyprojects.com Sayfa 9
Kumanda Alıcı ayarları Uçağınız ister klasik tür olsun ister uçan kanat olsun kumandadaki ayar klasik uçağa göre olmalıdır. Uçan kanat için mix yapılmamalıdır. Uçan kanatta gerekli olan mix i FOG COPILOT yapmaktadır. Alıcıda ise 1,5ms lik failsafe aktif olmalıdır. Uçuş modu ayarı Uçuş modları; Stabilizasyon modu Eve dönüş modu Otonom uçuş modu Uçuş modu geçişleri, kumanda üzerinde 3 konumlu bir anahtara bağlanarak yapılabilir. Anahtarın durumuna göre uçuş modlarını aşağıdaki tabloda görebilirsiniz. Tablo 2. Üç konumlu anahtar için kontrol bilgileri Anahtar konumu 0,8~1,25ms 1,25~1,75ms 1,75~2,2ms Fonksiyon Otonom uçuş Eve Dönüş Manuel kontrol (Stabilizasyon aktif) Resim 3. Üç konumlu anahtar Eğer kumanızda 3 konumlu anahtar yoksa 2 konumlu anahtar da kullanabilirsiniz. Bu durumda anahtarın ayarı aşağıdaki gibi olabilir. Anahtar, manuel kontrol ile otonom uçuşu kontrol edebilir. Eve dönüş modu ise kumanda kapatılarak sağlanır. Tablo 3. İki konumlu anahtar için kontrol bilgileri Anahtar konumu 0,8~1,25ms 1,75~2,2ms Fonksiyon Otonom uçuş Manuel kontrol www.modelhobbyprojects.com Sayfa 10
Not: Eve dönüş modu için alıcıda 1,5ms sinyal olması gerekmektedir (bkz. Tablo 2). Kumanda kapatıldığında veya kumanda sinyali kesildiğinde eve dönüşü sağlayabilmek için alıcıda failsafe 1,5ms ye ayarlanmalıdır. DIP Switch, trimpot, buton Resim 4a. Klasik uçak modu Resim 4b. Uçan kanat modu Resim 4 te FOG COPILOT üzerinde bulunan 4 lü DIP switch (kırmızı) ile gain ayarı için trimpotlar (mavi) görülmektedir. ROLL (aileron) ve PITCH (elevator) eksenleri için farklı gain değerleri verilebilir. NOT: Rudder, sistem tarafından kontrol edilmediğinden YAW yazan trimpot kullanılmamaktadır. Gain ayarında trimpotlar bir tornavida yardımıyla; o Saat yönünde çevrilerek gain azaltılır. o Saat yönün tersine çevrilerek gain arttırılır. Tablo 4. DIP Switch anahtar bilgileri DIP Switch OFF ON 1 nolu anahtar ROLL normal ROLL ters 2 nolu anahtar PITCH normal PITCH ters 3 nolu anahtar - - 4 nolu anahtar Klasik uçak modu Uçan kanat modu www.modelhobbyprojects.com Sayfa 11
Kart üzerindeki butonun iki fonksiyonu bulunmaktadır; Uçağı normal uçuş konumunda tutup butona basıldığında, stabilizasyon moduna geçildiğinde uçağı o konumda tutacak şekilde bilgileri hafızasına kayıt eder (butona basılı tutulduğunda kart üzerindeki kırmızı ve sarı LED ler sırasıyla yanıp söner) Butona basılı tutularak FOG COPILOT kartına enerji verildiğinde yazılım güncelleme moduna geçilmektedir (Ayrıntılı bilgi için yazılım güncelleme bölümüne bakın). Stabilizasyon ayarı Stabilizasyonun doğru çalışıp çalışmadığı test etmek için uçak, roll ve pitch eksenlerinde hareket ettirilir. Stabilizasyon modu, uçağı yatayda tutacak şekilde aileron ve elevator servolarına komut verir. Şekil 4 te uçağın konumuna göre servo konumları görülmektedir. Eğer servo hareketleri ters ise DIP switch teki ilgili eksene ait switch terslenir (bkz. Tablo 4). Şekil 4. Stabilizasyon modunda servo hareketleri www.modelhobbyprojects.com Sayfa 12
Servo ayarları Otopilot modunda maksimum performansı elde etmek için servoların düzgün ayarlanmasında fayda vardır. Bu ayar, otopilot için özel bir ayar olmayıp uçakların temel ayarlarından biridir. Servoları iki şekilde ayarlamak mümkündür. 1. yöntemde bir servo tester ile her servoya 1.5ms lik merkez konum sinyali verilir ve bu sinyal değerinde kanat açıları sıfır olacak şekilde mekanik ayar yapılır. Her servo için aynı test tekrarlanır. 2. yöntemde ise eğer servo tester cihazınız yoksa otopilota alıcıdan gelen aileron ve elevator kabloları çıkarılır. Gain sıfır (stabilizasyon devre dışı bırakılır) yapılarak uçağa enerji verilir. Bu durumda bütün servolar ve kanatlar sıfır açıda olmalıdır. Eğer sıfır açıda değilse gerekli mekanik ayarlar yapılır. LED durumları Şekil 5. Servo ayarı FOG COPILOT ilk açıldığında kumanda konumlarını hafızasına alır ve başlangıç için bazı ayarlar yapar. Bu nedenle ilk enerji verildiğinde kumandanın kontrol kolları ile oynanmamalı ve gaz mutlaka sıfır konumunda olmalı. Bu süreçte kart üzerindeki kırmızı ve sarı LED ler aynı anda yanar ve kullanıma hazır olduğunda, klasik uçak modu için kırmızı LED, uçan kanat modu için sarı LED yanıp söner. Tablo 5. LED durum tablosu Klasik uçak modu Uçan kanat modu Kırmızı LED Sarı LED Kırmızı LED Sarı LED Uzaktan gain ayarı aktif ON ON GPS konumları kayıtlı değil Yanıp sönme Yanıp sönme GPS konumu kayıt edildi / manuel mod OFF OFF Otopilot modu ON ON www.modelhobbyprojects.com Sayfa 13
Son ayar kontrol çizelgesi (Check List) Sıra Kontrol 1 2 FOG COPILOT kartı üzerindeki ok işareti uçağın önüne bakacak şekilde yerleştirilmeli Uçak düz uçuş konumunda iken FOG COPILOT kartı yere paralel montaj edilmeli 3 Uçağın cinsine göre DIP Switch modu ayarlanmalı 4 Servo ayarları düzgün olmalı 5 Stabilizasyon düzgün çalışacak şekilde ayarları yapılmalı 6 Sistemin genel bağlantısı eksiksiz yapılmalı 7 Kumanda çalışma modu klasik uçak moduna ayarlanmalı (uçan kanat için de) 8 Alıcıda 1,5ms lik fail safe aktif edilmeli 9 10 11 FOG COPILOT ilk açıldığında kumanda konumlarını hafızasına alır ve başlangıç için bazı ayarlar yapar. Bu nedenle ilk enerji verildiğinde kumandanın kontrol kolları ile oynanmamalı ve gaz mutlaka sıfır konumunda olmalı. Bu süreçte kart üzerindeki kırmızı ve sarı LED aynı anda yanar ve kullanıma hazır olduğunda sadece bir LED (normal uçak modu için kırmızı, uçan kanat modu için sarı LED) yanıp söner Klasik uçak modunda kırmızı LED yanıp söner Uçan kanat modunda sarı ELD yanıp söner OSD ye bağlı olan GPS, uyduya bağlandığında OSD ye bağlı olan butona basılarak koordinatlar kayıt edilir. Onay 12 OSD ekranında EV simgesi belirir 13 14 15 16 Uçak artık uçuşa hazırdır. Eğer gerekiyorsa trim ayarı yapılır. Uçak uçarken kumandanın kontrol çubuğu serbest bırakılır. Uçak düz uçuş yapacak şekilde trim yapılmalıdır. Trim yapıldıktan sonra iniş yapılırak uçağın pili çıkarılıp yeniden bağlanmalıdır (kumanda konumlarının hafızaya alınması için [9. madde]). Gain ayarı için stabilizasyon modundayken uçak osilasyona girmeyecek şekilde gain arttırılır. Eğer uçuş sırasında uçak sağa sola sallanıyorsa gain kısılmalıdır. Tüm ayarlar yapıldıktan sonra uçak göz mesafesinde ve güvenli bir yükseklikte eve dönüş moduna kumanda üzerindeki 3 konumlu switch ile alınır ve uçağın hareketi gözlenir. Son olarak kumanda üzerindeki 3 konumlu anahtar ile uçuş modu değiştirilir. Görev uçuşu için OSD kartına Görev rotası yüklenmiş olmalıdır. www.modelhobbyprojects.com Sayfa 14
Hız kontrolü; Uçak, otopilota geçtiğinde hızı ortalama 40kmh civarında sabit tutulur. Ancak arkadan esen rüzgârda uçağın stall olmasını engellemek için hız, rüzgârın durumuna göre artar. Şekil 6. Yükseklik kontrolü Yükseklik kontrolü; Otopilot kartı, uçağın hızını kontrol ederken aynı zamanda yüksekliğini de kontrol eder. Şekil 6 da yükseklik kontrolüne ait şekil görülmektedir. Yükseklik kontrolünde referans yükseklik mesafeye göre artmaktadır. Otopilot devreye girdiğinde uçak güvenli bir yüksekliğe çıkmaktadır. Bu referans yükseklik, eve olan mesafe arttıkça yer şekillerinden etkilenmesini en aza indirgemek için artmaktadır. Eve yaklaştıkça uçak alçalmakta ve gözle görülebilir bir yüksekliğe inmektedir. Evdeki yükseklik değeri 75mt dir. Evden uzaklaştıkça referans yükseklik, eve olan mesafenin %5 i kadar artmaktadır. Örneklendirmek gerekirse; Uçağın eve olan mesafesi 2000mt olsun. Uçağın bu mesafedeki referans yüksekliği; h ref = h 0 + h eğim = h 0 + Mesafe * 0,05 = 75 + 2000*0,05 = 75 + 100 = 175mt www.modelhobbyprojects.com Sayfa 15
Uçuşa başlamadan önce OSD kartına enerji verdikten sonra ortalama 30sn. ile 3dk. arasında GPS uydulara bağlanır. GPS uyduya bağlandıktan sonra GPS üzerinde LED sönük kalır ve ekranda koordinat bilgileri, hız, yükseklik gibi GPS ile ilgili bilgiler görünür. Sonraki aşamada Navigasyonu aktif etmek için OSD üzerindeki butona basılır. Ekranda, koordinatların kaydedildiğine dair bir yazı görülür ve ekranın ortasında EV simgesi belirir. Artık uçuşa başlanabilir. GPS ile Video vericisi arasında en az 20cm mesafe olmalıdır. Aksi halde video vericisinden yayılan manyetik dalgalar, GPS in uydulardan sinyal almasını engeller. Yüksek güçlü video vericileri için daha fazla mesafe gerekebilir. Tavsiye GPS in yüksekliği daha doğru hesaplayabilmesi için uyduya bağlandıktan sonra hemen konumu kayıt etmek yerine 2-3dk. sonra kayıt etmek yüksekliğin daha sağlıklı hesaplanmasını sağlayacaktır. GPS in yüksekliği hesaplayabilmesi için en az 4 uyduya bağlanması gerekmektedir ve ne kadar fazla uyduya bağlanırsa yükseklik bilgisi o kadar sağlıklı olur. www.modelhobbyprojects.com Sayfa 16