3. QUADCOPTER
QUADCOPTER, DÖRT MOTOR TARAFINDAN KONTROL EDILEN INSANSIZ HAVA ARACIDIR. DIĞER HAVA ARAÇLARINA GÖRE
ANI IVMELENMEYE OLDUKÇA MÜSAIT OLMASI TERCIH SEBEPLERINDENDIR.
• ARAMA KURTARMA
• SOSYAL
• FILM
• GÜVENLIK, TAKIP GÖZLEM
• ROBOT TEKNOLOJISI
• ASKERI ALANLAR
7. UÇUŞ KONTROLÜ
• HER ROTOR DÖNME MERKEZI ETRAFINDA HEM BIR ITME KUVVETI HEM DE TORK ÜRETIR.
8. FIRÇASIZ MOTORLAR
FIRÇASIZ MOTORLAR GELIŞEN TEKNOLOJIYLE BERABER BIRÇOK ALANDA KULLANILMAKTA OLUP,
ROBOTIK ALANDA DA KULLANILMAYA BAŞLANMIŞTIR.
• RADYO KONTROLLÜ PROJELERDE SIKLIKLA KULLANILMAKTADIRLAR.
• BU ALANDA KULLANILMALARININ ANA SEBEPLERINDEN BIRI DIĞER MOTORLARA GÖRE YÜKSEK
PERFORMANS SERGILEMELERIDIR
9. FIRÇASIZ MOTORLAR
FIRÇASIZ MOTORLARIN DIĞER MOTORLARA GÖRE ;
• DAHA SESSIZ ÇALIŞMA,
• ELEKTRIKSEL GÜRÜLTÜ OLUŞTURMAMA,
• DAHA KOLAY BAKIM
• DAHA UZUN ÖMÜR
• DAHA HIZLI ÇALIŞMA
• DAHA GÜÇLÜ TORKLARA
10. ESC
• FIRÇASIZ MOTORLARIN, KULLANILDIKLARI ROBOTA GÖRE HIZLARININ KONTROL EDILMESI GEREKIR.
ESC, FIRÇASIZ MOTORLARI KONTROL ETMEK IÇIN KULLANILAN DEVRE SISTEMLERIDIR
12. PARROT AR DRONE 2.0 ÖZELLIKLERI VE İNCELEMESI
• AKILLI TELEFON VE TABLETLERDEN YÖNETILEBILMESININ
• YÜKSEK KALITELI KAMERASI
• ANDROID VE IOS IŞLETIM SISTEMLERI IÇIN GELIŞTIRILMIŞ UYGULAMALARININ
• YENI UYGULAMALAR GELIŞTIRILEBILMESINE
• ANINDA VIDEO AKTARIMI
• GÖRÜNTÜNÜN MOBIL CIHAZLARDAN IZLENEBILMESINI
13. PARROT AR DRONE 2.0 ÖZELLIKLERI VE İNCELEMESI
• UÇUŞ SÜRESI 12 DK. ~
• ŞARJ SÜRESI 90 DK.
• MAKSIMUM UÇUŞ HIZI 5 M/SN.
• UÇUŞ MENZILI 50 M
• BATARYA TIPI 11.1V LIPO
• KUMANDA AKILLI TELEFON VEYA TABLET
• KAMERA 1280×720 HD
• KULLANIM TIPI ORTA SEVIYE
• FIYAT ARALIĞI 1.000 – 1.500 TL
• ARTILAR: KAMERA KALITESI KOLAY KULLANIM
• EKSILER: UÇUŞ SÜRESI UÇUŞ MENZILI
14. PARROT AR DRONE 2.0 ÖZELLIKLERI VE İNCELEMESI
KAMERA İNCELEMESI
• 720P KALITESINDEKI IKI ADET KAMERASIYLA
• 92 DERECELIK GENIŞ AÇI LENS
• TITREŞIM ÖNLEYICI
• YÜKSEK KALITELI VIDEOLAR VE FOTOĞRAFLAR
• MIKROFON BULUNMAMASI
15. PARROT AR DRONE 2.0 ÖZELLIKLERI VE İNCELEMESI
UÇUŞ İNCELEMESI
• HAVADA SABIT DURMA KONUSUNDA OLDUKÇA BAŞARILI
• MOBIL UYGULAMASINDAKI BUTON ILE TEK TUŞLA INIŞ VE KALKIŞ
• ACIL DURUMLAR IÇIN OLAN TUŞ ILE ACIL INIŞ YAPABILIYOR.
BIR BAŞKA ÖZELLIĞIN ISE EKRANA ÇIFT TIKLAMA ILE YAPILAN TAKLA ATMA ÖZELLIĞIDIR
16. MİKROKONTROLÖR
GÖMÜLÜ SISTEMLERIN BIR ALT DALI OLAN MIKROKONTROLÖR TABANLI SISTEMLER ÖNCELIKLE ÇOK
GENIŞ KULLANIM ALANINA SAHIPTIR.
• KONTROL MÜHENDISLIĞI
• ELEKTRONIK MÜHENDISLIĞI
• BILGISAYAR MÜHENDISLIĞI
• TELEKOMÜNIKASYON MÜHENDISLIĞI
18. MİKROKONTROLÖR
• EN YAYGIN KULLANILAN PROGRAMLAMA DILI
• YAPISAL PROGRAMLAMAYA UYGUN OLMASI
• AKIŞ DENETIMLERINI DAHA KOLAY VE ETKIN SAĞLAYABILMESI
YINE OKULUMUZDA MIKROKONTROLÖRLER ILE HAZIRLANAN KONTROL SISTEMLERINDE AĞIRLIKLI
OLARAK C DILININ KULLANILMASI, C DILI KULLANMAK ISTEMEMIZIN NEDENLERI ARASINDADIR.
19. STM32F4 MIKROKONTROLÖRÜ
• STM32F4 DISCOVERY VE TÜREVLERI BIR GELIŞTIRME KARTIDIR.
• MIKRODENETLEYICISI C DILI ILE PROGRAMLANMAKTADIR.
• ARM CORTEX M4 TABANLI 168MHZ
1. HEM STANDART HEM DE DSP FONKSIYONLARINI
2. FPU (ONDALIK SAYILARIN HESAPLANMASI IÇIN AYRILMIŞ BIR BÖLÜMDÜR ) BULUNUYOR.
20. STM32F4 DISCOVERY DONANIMI
• 1 MB FLASH VE 192 KB RAM
• USB VEYA HARICI KAYNAKTAN DOĞRUDAN 5V ILE ÇALIŞABILME
• 3 V VE 5 V LUK ÇIKIŞ PINLERI
• 3-EKSEN DIJITAL IVMEÖLÇER (LIS302DL)
• OMNI-DIRECTIONAL MIKROFON
• SEKIZ ADET LED
• BIR ADET RESET VE BIR ADET KULLANICI TANIMLI BUTON
• 100 PIN’IN TAMAMINI KULLANABILMEYE IMKÂN TANIYAN ÇIKIŞLAR.
21. KEIL ILE YAZILIM GELIŞTIRME
• KEIL CORTEX-M VE CORTEX-R TABANLI MIKROIŞLEMCI CIHAZLAR IÇIN BIR YAZILIM GELIŞTIRME
ORTAMIDIR. MDK UVISION IDE / DEBUGGER, ARM C / C++ DERLEYICISI VE TEMEL KATMAN
BILEŞENLERI IÇERIR.
24. UYGULAMA ÇALIŞMALARI
• İKI ROTORLU SISTEMLER AKADEMIDE VE ENDÜSTRIDE, ÖZELLIKLE DE SAVUNMA SANAYIINDE
ÜZERINDE YOĞUN OLARAK ÇALIŞILAN BIR KONUDUR. BU TARZ SISTEMLER MODELLENEMEYEN
DINAMIKLER IÇERDIĞINDEN MODELLENMESI VE KONTROL EDILMESI ZOR SISTEMLERDIR. BU
ÇALIŞMADA BU SISTEMLERIN DAHA BASIT BIR HALI OLAN PERVANE – ÇUBUK SISTEMI ÜRETILMIŞTIR.
• DEVRENIN TASARIMINDA SISTEMDE AÇI GERIBESLEMESININ POTANSIYOMETRE ILE ANALOG OLARAK
OKUNMASI, HEDEF BILGISAYAR VE IKI ADET MOTOR IÇIN DARBE GENIŞLIK MODÜLASYONU (DGM)
ÜRETILMESI GEREKTIĞINDEN KULLANILACAK MIKROKONTROLÖR STM32F0 OLARAK SEÇILDI VE
MOTOR SÜRÜCÜ OLARAK L298 ENTEGRELERI KULLANILDI.
25. UYGULAMA ÇALIŞMALARI
MOTOR SÜRÜCÜ MODÜLÜ ANA KONTROL MODÜLÜNDEN GELEN KONTROL IŞARETINI MOTORLARA
UYGULAR. L298N
• MOTORLARA UYGUN MOTOR SÜRÜCÜ
• 2 MOTOR SÜREBILME
• 2 A KADAR DESTEK
26. SISTEMIN DINAMIK DENKLEMLERININ ÇIKARILMASI
𝑙 𝐹1 − 𝐹2 = 𝐽 𝜃 + 𝐵 𝜃
Burada 𝒍, çubuğun ortasından motora olan uzaklık; 𝑭𝟏 ve 𝑭𝟐 pervanenin ürettiği dikey kuvvet; 𝑱
çubuk ve motorların mil üzerindeki eylemsizliği; 𝑩 ise çubuk ve mil arasındaki viskoz
sürtünmedir.
27. SISTEMIN DINAMIK DENKLEMLERININ ÇIKARILMASI
PERVANELERIN ÇUBUK ÜZERINDE OLUŞTURDUĞU KUVVET PERVANENIN AÇISAL HIZININ KARESIYLE
DOĞRU ORANTILIDIR. DOLAYISIYLA:
𝐹1 = 𝑏𝑤1
2
𝐹2 = 𝑏𝑤2
2
BURADA 𝐹1 VE 𝐹2 PERVANELERIN ÇUBUK ÜZERINDE YARATTIĞI KUVVET, 𝒘 𝟏VE 𝒘 𝟐 MOTORUN VE
DOLAYISIYLA PERVANELERIN DÖNÜŞ HIZI, 𝒃 ISE ITKI KATSAYISIDIR.
28. SISTEMIN DINAMIK DENKLEMLERININ ÇIKARILMASI
BENZER ŞEKILDE MOTORDAKI YÜK TORKU DA PERVANENIN AÇISAL HIZININ KARESIYLE DOĞRU
ORANTILIDIR.
𝜏1 = 𝑑𝑤1
2
𝜏2 = 𝑑𝑤2
2
BURADA 𝝉 𝟏 VE 𝝉 𝟐 MOTORDAKI YÜK TORKU,𝒅 ISE SÜRÜKLENME KATSAYISIDIR.
29. SISTEMIN DINAMIK DENKLEMLERININ ÇIKARILMASI
MOTORUN MODELLENMESI IÇIN AŞAĞIDAKI EŞITLIKLERDEN YARARLANILMIŞTIR.
𝑉 = 𝑅 𝑎 𝑖 + 𝐿 𝑎
𝑑𝑖
𝑑𝑡
+ 𝑘 𝑒 𝑤 𝑚
BURADA 𝑽 MOTORA UYGULANAN GERILIM, 𝒊 MOTORUN ÜZERINDEN AKAN AKIM, 𝑹 𝒂 MOTORUN
DIRENCI, 𝑳 𝒂 MOTORUN ENDÜKTANSI, 𝒌 𝒆 TERS ELEKTROMOTOR KUVVET (EMK) KATSAYISI,𝒘 𝒎 ISE
MOTORUN DÖNÜŞ HIZIDIR.
30. SISTEMIN DINAMIK DENKLEMLERININ ÇIKARILMASI
ELEKTRIKSEL GÜÇ ILE MEKANIK GÜÇ BIRBIRINE EŞIT OLACAĞINDAN:
𝑃𝐸 = 𝑃 𝑀
𝑘 𝑡 𝑖𝑤 𝑚 = 𝑘 𝑒 𝑖𝑤 𝑚
𝑘 𝑡 = 𝑘 𝑒
OLACAĞI AÇIKÇA GÖRÜLÜR.
31. SISTEMIN DINAMIK DENKLEMLERININ ÇIKARILMASI
MOTORUN OLUŞTURDUĞU TORK
𝜏 𝑚 = 𝑘 𝑡 𝑖 = 𝐽 𝑚 𝜃 𝑚 + 𝐵 𝑚 𝜃 𝑚 + 𝑑 𝜃 𝑚
2
ŞEKLINDEDIR. BURADA 𝒌 𝒕 TORK KATSAYISI, 𝑱 𝒎 MOTORUN EYMESIZLIĞI, 𝑩 𝒎 MOTORUN VISKOZ
SÜRTÜNMESI, 𝜽 𝒎 MOTORUN DÖNÜŞ AÇISIDIR
32. SISTEMIN DINAMIK DENKLEMLERININ ÇIKARILMASI
YALNIZCA ÇIKIŞ ÖLÇÜLEBILDIĞINDEN ÇOK SAYIDA PARAMETRENIN KESTIRILMESI ZORLUK
ÇIKARMAKTADIR. BU NEDENLE AŞAĞIDAKI VARSAYIMLAR VE BASITLEŞTIRMELER YAPILMIŞTIR.
• MOTORUN ZAMAN SABITI SISTEMIN ZAMAN SABITINDEN ÇOK DAHA KÜÇÜK OLDUĞUNDAN 𝑱 𝒎 VE
𝑩 𝒎 IHMAL EDILMIŞTIR.
• MOTORUN ENDÜKTANSI ÇOK KÜÇÜK OLDUĞUNDAN IHMAL EDILMIŞTIR.
• BELIRLI AÇISAL HIZ ARALIKLARINDA MOTORUN GERILIMI ILE DÖNÜŞ HIZININ DOĞRUSAL OLARAK
DEĞIŞTIĞI VARSAYILMIŞTIR. BU ASLINDA MOTORA PERVANELERDEN UYGULANAN YÜKÜN DE AÇISAL
HIZ ILE DOĞRUSAL OLARAK DEĞIŞTIĞININ VARSAYILMASIYLA EŞDEĞERDIR.
33. SISTEMIN DINAMIK DENKLEMLERININ ÇIKARILMASI
BU BASITLEŞTIRMELERDEN SONRA SISTEM MODELI
𝐾1 𝑉1
2
− 𝐾2 𝑉2
2
= 𝐽 𝜃 + 𝐵 𝜃
ŞEKLINE DÖNÜŞÜR. BURADA 𝑽 𝟏 VE 𝑽 𝟐 BIRINCI VE IKINCI MOTORA UYGULANAN GERILIM, 𝑲 𝟏 VE 𝑲 𝟐
SIRASIYLA BIRINCI VE IKINCI MOTORUN GERILIM – MOMENT KATSAYISIDIR. ÇUBUĞUN SOLA
GIDIŞINDEKI HAREKET ILE SAĞA GIDIŞINDEKI HAREKET ARASINDA FARK OLDUĞU IÇIN , 𝑲 𝟏VE 𝑲 𝟐
BIRBIRINE EŞIT DEĞILDIR VE DENEYSEL OLARAK BULUNMALARI GEREKMEKTEDIR.
36. SISTEM TRANSFER FONKSIYONUNUN ELDE EDILMESI
BU DURUMDA ELDE EDILEN SISTEM TRANSFER FONKSIYONLARI:
𝐺𝑠𝑜𝑙%50 =
0.55242
𝑠(1 + 0.40999𝑠)(1 + 0.63725𝑠)
𝐺𝑠𝑜𝑙%60 =
0.85081
𝑠(1 + 0.49642𝑠)2
37. SISTEM TRANSFER FONKSIYONUNUN ELDE EDILMESI
AYNI IŞLEMLER SAĞ MOTOR %50 VE %60‟LIK DGM‟DE ÇALIŞIP SOL MOTOR ÇALIŞMAZKEN ELDE EDILEN
VERILERE UYGULANDIKTAN SONRA AŞAĞIDAKI MODELLER ELDE EDILMIŞTIR.
𝐺𝑠𝑎Ğ %50
=
0.53376
𝑠(1 + 0.21495𝑠)2
𝐺𝑠𝑎Ğ %60
=
1.0492
𝑠(1 + 0.35942𝑠)2
38. SISTEM TRANSFER FONKSIYONUNUN ELDE EDILMESI
ELDE EDILEN MODELLERDEN YOLA ÇIKILARAK DOĞRUSAL INTERPOLASYONLA %50 − %60 GIRIŞ CIVARINDAKI SAĞ
MOTOR VE SOL MOTOR IÇIN OLAN SISTEM MODELLERI;
𝐺 𝑠𝑎Ğ(𝑠) =
1
0.1048 𝑠3 + 0.7453 𝑠2 + 1.413 𝑠
𝐺𝑠𝑜𝑙(𝑠) =
1
0.3812 𝑠3 + 1.531 𝑠2 + 1.493 𝑠
ŞEKLINDE BULUNMUŞTUR.
39. SISTEM TRANSFER FONKSIYONUNUN ELDE EDILMESI
TÜM SISTEMIN MODELI;
𝐺 𝑠 = 𝐺𝑠𝑜𝑙(𝑠) - 𝐺𝑠𝑎Ğ (𝑠)
ŞEKLINDE BULUNABILIR.AYRICA K2/K1 ORANI 0.4264 OLARAK BULUNMUŞTUR. SISTEM MODELININ
ELDE EDILMESININ ARDINDAN KONTROLÖR TASARIMINA GEÇILMIŞTIR.
40. KONTROLÖR TASARIMI VE GEÇEKLENMESI
• SISTEM INTEGRAL ETKILI OLDUĞUNDAN PD KONTROLÖR TASARIMI YAPILMIŞTIR
41. PD KONTROLÖR TASARIMI
KONTROLÖR TASARIMINDA MATLAP CONTROL SYSTEM TOOLBOX KULLANILMIŞTIR. PD KONTROLÖRÜN
TASARIMI SISOTOOL ILE KÖK – YER EĞRISI ÜZERINDEN YAPILMIŞTIR. BIR ADET SIFIR ATANIP KP
DEĞIŞTIRILEREK SISTEMIN BASAMAK CEVABI ISTENEN ŞEKLE GETIRILMIŞTIR
42. TASARLANAN KONTROLÖRÜN KATSAYILARI KP=2.6937 VE KD=0.91 ŞEKLINDE BULUNMUŞTUR.
KONTROLÖRÜN TRANSFER FONKSIYONU AŞAĞIDAKI DENKLEM ŞEKLINDE ELDE EDILMIŞTIR.
𝐹 𝑠 = 0.91𝑠 + 2.6937
43. GERÇEK ZAMANLI UYGULAMA SONUÇLARI
MATLAB DE ELDE ETMIŞ OLDUĞUMUZ KONTROLÖR KATSAYILARINI DIRECT MIKROKONTROLÖR ILE
UYGULANDIĞINDA AŞIM YAPTIĞI GÖRÜLMÜŞTÜR. UYGULAMA SONU AŞAĞIDAKI GRAFIKTE
BELIRTILMIŞTIR.
44. GERÇEK ZAMANLI UYGULAMA SONUÇLARI
PERVANE-ÇUBUK ISTEMININ MODELLENMESI SONUCUNDA ELDE EDILEN MODELLENME HATASI
SISTEMIN AŞIM YAPMASINA VE INTEGRAL SARMASINA GIRME PROBLEMLERI SEBEBIYLE KONTROLÖR
KATSAYILARI ILE OYNANMIŞTIR. ELDE EDILEN YENI KONTROLÖR KATSAYILARI ILE ELDE EDILEN BASAMAK
YANITI AŞAĞIDAKI GRAFIKTE BELIRTILMIŞTIR.
52. SONUÇ
BU ÇALIŞMA SONUCUNDA INSANSIZ HAVA ARACIN ISTENILEN KONUMA SEYRÜSEFER OLMADAN UÇUŞ
KONTROL BIRIMI SAYESINDE OPTITRACK KAMERALAR ILE BIRLIKTE KONUM KONTROLÜ TAYIN EDIP,
ARACIN TAYIN EDILEN KONUMA OTONOM GITMESI HEDEFLENMEKTEDIR. BU SAYEDE ARACIN IÇ
MEKÂNLAR DA TAKIP-GÖZLEM, GÜVENLIK, ROBOT TEKNOLOJISI YAPILABILECEĞI DÜŞÜNÜLMEKTEDIR.
