2012 FOG AUTO-PILOT Fatih GENÇ www.modelhobbyprojects.com 01.03.2012
1- FOG AUTO-PILOT ÖZELLİKLER FOG Auto-Pilot kartı FOG OSD V2.0 ile birlikte kullanıldığında FPV uçağınıza OSD nin yanında otopilot özelliği eklenmiş olacaktır. Kumanda ve/veya kamera vericisi menzilden çıktığında kumanda kapatılarak uçak, eve döndürülmektedir. Otopilotun özellikleri; 1. Otopilota geçildiğinde uçak sabit bir hızla hareket etmektedir (40kmh). 2. Önceden belirlenmiş bir yüksekliğe çıkıp bu irtifada hedefine ulaşmaktadır. 3. Bağlantı kesildiğinde otopilot devreye girebildiği gibi manuel olarak da otopilot, kumanda üzerindeki bir siviçle kumanda kapatılmadan devreye alınabilmektedir. 4. Güncel yazılımları yükleyebilme özelliği (Bootloader). Not: Otopilot kartı şuan rudderlı uçakları desteklemektedir (klasik 4 kanal uçak ile rudderlı uçan kanat). Hız kontrolü; Uçak, otopilota geçtiğinde hız kontrolü yapılarak hız 40kmh civarında sabit tutulur. Ancak arkadan esen rüzgârda uçağın stall olmasını engellemek için hız, rüzgârın durumuna göre artar. Şekil 1. Yükseklik kontrolü Yükseklik kontrolü; Otopilot kartı, uçağın hızını kontrol ederken aynı zamanda yüksekliğini de kontrol eder. Şekil 1 de yükseklik kontrolüne ait şekil görülmektedir. Yükseklik kontrolünde referans yükseklik mesafeye göre artmaktadır. Otopilot devreye girdiğinde uçak güvenli bir yüksekliğe çıkmaktadır. Bu referans yükseklik, 1
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 yüksekliği; h ref = h 0 + h eğim = h 0 + Mesafe * 0,05 = 75 + 2000*0,05 = 75 + 100 = 175mt Yön kontrolü; Uçağın yönü rudder ile kontrol edilmektedir. Dolayısıyla otopilotun kullanılabilmesi için uçak rudder özellikli olması gerekmektedir. 2- BAĞLANTI PORTLARI Şekil 2. Otopilot kartı bağlantı şeması Şekil 2 de otopilot kartının giriş/çıkış portları görülmektedir. Bağlantı portlarında siyah ile gösterilen noktalar GND uçlarıdır. Kırmızı ile gösterilen noktalar +5V tur. Sarı renkli noktalar ise servo sinyallerini temsil etmektedir. Şekil 3 de FOG OSD V2.0 kartı, otopilot ve alıcı arasındaki bağlantı şeması görülmektedir. Otopilot kartındaki 4pinli J4 portu, OSD kartındaki 3pinli J10 portuna bağlanmıştır. OSD kartındaki J11 portu doğrudan alıcıya bağlanmıştır. Bu bağlantı, kumandadan manuel ve otopilot modları arasında geçişi sağlar. Bu, ilgili kanala atanan 2
bir siviçle yapılmaktadır. Ayrıca kumanda ile sinyal kesildiğinde yine bu kanaldaki bilgi okunarak otopilota geçiş sağlanır. Şekil 3. Sistem bağlantı şeması 3
3- YAZILIM GÜNCELLEME Yeni çıkan güncel yazılımları PC kablosuyla otopilot kartına yüklemek mümkündür. Şekil 4 te Otopilot kartı ve PC bağlantı kablosu görülmektedir. Otopilot kartına güncel yazılımları yüklemek için USB kablosunu ile PC ye bağlantı kurmamız gerekiyor. Otopilot kartında haberleşme portu J4 tür. Şekil 5. PC bağlantı kablosu Otopilot kartı, beslemesini J4 portundan almaktadır. J4 portuna PC bağlantı kablosu bağladığımızda karta bir şekilde besleme sağlamak gerekmektedir. Bunun için Şekil 4 te görülen PC kablosu Şekil 5 teki gibi bağlanarak OSD kartından besleme alınması sağlanmaktadır. 3 pinli kırmızı- siyah soket, OSD kartındaki J9-J10-J11-J12 portlarından herhangi birisine Şekil 5 teki gibi bağlanır. Şekil 6 da görüldüğü gibi soketteki beyaz kablo kartın kenarına yani GND pinine gelecek şekilde olmalıdır. USB kabloyu bilgisayara ilk kez bağlıyorsak bizden driver isteyecektir. Driver başarılı şekilde kurulduysa USB stick üzerindeki yeşil LED yanacaktır. Bağlantı işlemi başarılı şekilde tamamlandıktan sonra Siow programını açıyoruz (Şekil 7). 4
Şekil 6. Otopilot PC bağlantı şeması Şekil 7. Siow programının ana ekranı 5
Programı açtığımızda Şekil 7 deki pencere karşımıza çıkıyor. Öncelikle port ayarlarını yapmamız gerekiyor. Bunun için Configuration menüsünden Set Port Options.. alt menüsüne giriyoruz ve port ayarlarının yapıldığı Şekil 8 deki pencere karşımıza çıkıyor. USB kablosunun bağlı olduğu port numarasını seçiyoruz. Resimde port numarası 17 olarak gözükse de bilgisayarınızda daha farklı bir numarada karşınıza çıkabilir. Diğer port ayarlarını resimde görüldüğü gibi yaptıktan sonra OK deyip pencereyi kapatıyoruz. Şekil 8. Port ayar menüsü Şekil 9. Aygıt yöneticisi 6
USB kablonun hangi port numarasını Aygıt Yöneticisi nden öğrenebiliriz (Şekil 9). Otopilot kartını güncelleme moduna almak için kart üzerindeki butona basılı tutarak OSD ye enerji verilir. Buradaki en önemli şey butona basılı tutarak pili bağlamamızdır. Bu sayede kart, yeni yazılımı yükleme moduna geçmektedir ve bunu da otopilot kartı üzerindeki kırmızı LED sürekli yanık konuma geçerek anlayabiliriz. Kartı, yazılım yükleme moduna aldıktan sonra Siow programının File menüsünün altında bulunan Download Software kısmına tıklıyoruz ve Şekil 10 da görülen pencere karşımıza çıkıyor. Yazılımın bulunduğu klasörü açıp buradaki hex uzantılı dosyayı seçip Aç diyoruz ve yazılım yüklenmeye başlıyor. %100 olduktan sonra kart üzerindeki LED yanıp sönmeye başlayacak ve böylece yazılım yükleme işlemi tamamlanmış olacaktır. Şekil 10. Yeni yazılım yükleme penceresi 7
4- UÇUŞ ÖNCESİ AYARLAR Otopilotun maksimum verimde çalışabilmesi için uçağın servo ayarlarının düzgün yapılmış olması gerekmektedir. Şekil 11 de servo ayarıyla ilgili şema görülmektedir. Kumandadaki trimler sıfırlandığında ve kumanda üzerindeki kontrol çubukları merkez konumda iken servo kolları orta resimdeki gibi servoya dik (nötr) konumda olmalıdır. Servo nötr konumdayken kanat açıları sıfır olacak şekilde kontrol çubukları (rot bar) ayarlanmalıdır. Şekil 11. Servo ayarı Servo ayarları yapıldıktan sonra uçuşa başlamadan önce otopilotun doğru tepki verip vermediğini kontrol etmemiz gerekmektedir. Otopilot ayarları henüz yapılmadığından pervaneyi çıkarmanız önerilir. Ayrıca stabilizasyon ünitesi devre dışı bırakılmalı yada sistemden çıkartılmalıdır. Test için öncelikle OSD kartına enerji vermemiz gerekiyor. Enerji verdiğimizde otopilot kartı üzerindeki LED yanıp sönmeye başlar (Şekil 12). Bu LED bize 3 farklı bilgi vermektedir. LED 2sn. aralıkla yanıp sönüyorsa; GPS koordinatı kayıt edilmemiştir. LED yanmıyorsa; manuel kontrol LED sürekli yanıyorsa; otopilot devrede 8
Şekil 12. Test butonu ve LED Teste geçmeden önce GPS in uydulara bağlanması beklenmelidir. GPS uydulara bağlandıktan sonra OSD üzerindeki butona basılmadıkça otopilot, hiçbir şekilde aktif duruma geçmez. Butona basıp koordinatları kayıt ettikten sonra otopilot kartı üzerindeki LED söner (J11 e bağlı olan otopilot ON/OFF sinyaline göre LED yanabilir. LED yanıyorsa kumanda üzerindeki siviçin pozisyonu değiştirilir). LED yandığında otopilot moduna geçildiğinden servolarda ve motorda hareket olacaktır. LED sönük kalacak şekilde siviç ayarlanır. Daha sonra test butonuna kısa süreli basarak motor, elevatör ve rudderın durumunu gözlenir. Revers siviçleri her iki konuma alınarak test butonuna basılır ve kanat açılarının her iki konumda da Şekil 11 deki gibi yaklaşık aynı açıyı yapıp yapmadığı kontrol edilir. Motor ise her iki revers konumunda da çalışmaktadır ancak bir konumda %35 güçte, diğer konumda ise %100 güçte çalışmaktadır. Kanat açıları ve motor gücü gözlemledikten sonra sıra bu revers siviçlerini düzgün şekilde ayarlamaya gelmektedir. Test butonuna basıldığında olması gereken ayarlar; Elevatör uçağa yükseklik verecek şekilde, Rudder uçağı sağa döndürecek şekilde, Motor %100 güçte çalışacak şekilde olmalıdır. Test butonuna bastığımızda; uçağın verdiği tepki, otopilot siviçle devreye alındığında ve kumanda kapatıldığında verdiği tepkiyle aynı olacaktır. Yer testlerinde her üç durum da test edilerek tepkilerin aynı olduğu gözlenmelidir. 9
Başlangıç ayarlarını ve testi tamamladıktan sonra stabilizasyon ünitesi sisteme bağlanarak uçak uçuşa hazır konuma gelmektedir. 5- UÇUŞ TESTLERİ Yer testlerini yaptıktan sonra uçuş testlerini yapmak gerekiyor. Bunun için öncelikle stabilizasyon ünitesi devreye alınarak doğru çalışıp çalışmadığı kontrol edilir. Otopilotta kullanılacak olan stabilizasyon ünitesi, uçak dengesini kaybettiğinde tekrar yere paralel getirecek özellikte olmalıdır. Sadece gyro tabanlı stabilizasyon ünitelerinin kullanımı uygun değildir. Uçuş testlerinde; Uçak uçarken kumandanın sağ kontrol kolu serbest bırakılarak uçağın düz bir hat boyunca dengesini kaybetmeden uçması sağlanır. Daha sonra rudder tam sağ ya da tam sol yapılarak uçağın sadece rudderla dönüş yaptırılır. Uçak rudderla dönüş yaparken stabilizasyon ünitesi uçağın dengesini korur. Eğer rudderla dönüş sırasında uçak, dengesi bozulacak şekilde yana çok yatarsa stabilizasyon ünitesinin gain ayarı arttırılır veya aileron ve/veya elevatör yekelerine bağlı olan rot bar kanada bir kademe yaklaştırılıp test tekrarlanır. Eğer uçak çok dar çapta dönüyorsa (<50mt) rudderın yeke kademesi bir kademe dışa, eğer çok geniş çapta dönüyorsa yeke kademesi bir kademe içe alınarak testler tekrarlanır. Ortalama 100mt.lik dönüş çapı uygun değerdir. Ayarlar doğru yapıldıktan sonra otopilotun ilk denemesini kumanda kapatılmadan ve uçak göz mesafesinden çıkmadan kumanda üzerindeki siviçle otopilot devreye alınarak yapılmalı ve uçağın vereceği tepki gözlenmelidir. Uçak eve geri dönüş tepkisi veriyorsa bütün ayarlar düzgün şekilde yapılmış demektir. Otopilotun düzgün çalıştığını kanaatine vardıktan sonra yapılması gereken son test, yine göz mesafesinde ve güvenli bir yükseklikte kumandayı kapatarak otopilotun son kez çalışabilirliği kontrol edilir. 10