UÇUŞ KONTROL KARTI

 

UÇUŞ KONTROL KARTI

Merhaba arkadaşlar sizlere Pixhawk hakkında bilgi vereceğiz. Uçuş kontrol kartınızı seçerken dikkat etmeniz gereken önemli detaylardan bahsedeceğiz. Öncelikle seçeceğiniz kartın yazılım desteği olmalı ve güncel sürüm olmasına dikkat etmelisiniz. Kartınız farklı uçuş modlarını desteklemeli ve yeteri kadar sensör portuna sahip olmalı pixhawkınızın desteklediği yetenekleri ve teknik özellikleri de göz önünde bulundurmalısız. Örneğin yapmak istediğiniz drone çeşidine göre (hexacopter, tricopter, octocopter, quadcopter) destekleyip desteklemediğini bilmeniz gerekiyor. Son olarak karta ayıracağınız fiyat bütçenizi de hesaba katmayı unutmayın .J

Pixhawk Uçuş Kontrol Kartı

Pixhawk açık kaynak kodlu donanım olarak Stm32 tabanlı ArduPilot’a dayanan otopilot modülüdür. 

• Uçuş kontrolünü sağlamak amaçlı kullanılır. 

•   Mission Planner ile uyumlu bir şekilde çalışır. 

•   Üzerinde bulunan sensörler sayesinde cihazın verilerini işler.

• Açık kaynaklı otopilotlar arasında en başarılı olduğu belirtilir.

 !!Yukarda belirttiğimiz gibi açık kaynaklı otopilotlar arasında en başarılı olduğunu iddia ettik  şimdi ispatlama sırası.

  İçindekiler 

• Pixhawk otopilot 

•  Buzzer

•   Güvenlik anahtarı

•  3DR Güç modülü

•   3DR GPS + Pusula modülü için 6-pozisyonlu kablo

•    Micro USB kablo

•  SD kart ve USB adaptörü

•  Montaj süngeri

•  Servo kablosu  

• I2C splitter modülü ve kablosu

   Başlıca Özellikler

•  Gelişmiş 32 bit ARM Cortex M4 Prosesör ve NuttX RTOS  
•  14 PWM/servo çıkışı ( 8 tanesi failsafe ve manuel kontrol, 6 adeti auxiliary, yüksek-voltaj uyumlu) 
•  Ek donanımlar için bağlantı seçenekleri (UART, I2C, CAN)
• Uçuş sırasında kurtarma ve manual kontrol için ayrı besleme ve prosesöre sahip entegre yedek sistem.  
• Ekstra güç girişleri ve otomatik yük devretme  
• Kolay motor çalıştırma için harici güvenlik butonu 
• Çok renkli led gösterge
• Yüksek güçlü, çok-tonlu piezo ses göstergesi
• Uzun süreli data loglama için microSD kart

  Donanımsal Özellikler  

• 32-bit STM32F427 Cortex M4
• 168 MHz/256 KB RAM/2 MB Flash
• 32 bit STM32F103 failsafe co-processor
• ST Micro L3GD20 3-eksen 16-bit jiroskop
• ST Micro LSM303D 3-eksen 14-bit ivmeölçer / manyetometre
• Invensense MPU 6000 3-eksen ivmeölçer/jiroskop  
• MEAS MS5611 barometre
•  5x UART (seri port), 1x yüksek-voltaj uyumlu , 2x HW flow control
• 2x CAN
• RSSI (PWM veya voltaj) girişi
• I2C®
• SPI
•  3.3 ve 6.6V ADC giriş
• Harici microUSB port
• Yüksek güç ve voltaj (7V) uyumsu servo yolu 
•   Tüm çıkışlar yüksek akım korumalı/ Tüm girişler ESD korumalı

 PİXHAWK MONTAJI VE YÖN KONTROLÜ

Uçuş kartımızın baş düşmanı vibrasyonlardır. Bunu azaltmak için çift taraflı bant veya titreşim engelleyici damper kullanabilirsiniz. Bizler dronumuz için titreşim engelleyici damper kullandık ama yeri geldiğinde çift taraflı bandı da can yoldaşımız bildik.

Pixhawkınız dronunuzun ağırlık merkezine mümkün olduğunca yakın, dronunun ön tarafındaki ok yönüne yukardan bakacak şekilde yerleştirilmeli.

BUZZER

Buzzerımız  buton bağlantısının yapılması ile aniden verilen güç veya farkında olmadan kumandanın gaz kolunun hareket ettirilmesi esnası sırasında oluşabilecek güvenlik sorunlarını önlemeyi sağlar. Armed etme işleminde herhangi bir bilginin yüklenmesinde kontrol kartının komut veya komutları aldığına dair buzzerımız kendine has bir melodi sesini almamızı sağlar. Sesi almadığımız taktirde işlerimizin ters gittiğini anlayabiliriz .

                                     Şekil-1: Kontrol kartına buzzer bağlantısı

BUTON

Kontrol kartımıza bağlı olan butonumuza en az 2 sn. boyunca basılı tutunca buzzerden bahsettiğimiz melodi sesi gelmektedir. Buda dronumuzun ARM olduğunu gösterir. Yani uçuşa hazır demektir. J

                                         Şekil-2: Kontrol kartı buton bağlantısı

POWER BEC MODÜLÜ

BEC, lipo pilden kontrol kartı ve PDB üzerinden ESC’ ye güç aktarımı sağlayan ara bağlantı elemanıdır. Şekil-3’ de BEC’ in kontrol kartına ve lipo pil ile PDB’ ye bağlanacak olan uç bağlantıları gösterilmiştir.

                                             Şekil-3: Kontrol kartı BEC bağlantısı

GPS BAĞLANTISI

GPS'i uydularla aramızdaki mesafeyi ölçerek dünya üzerindeki kesin yerimizi tespit etmeyi mümkün kılan cihaz olarak tanımlayabiliriz. Dronumuzun belirlenen  noktalara otonom hareketi için GPS modülü kullanılmaktadır. GPS’ in uçuş kontrol kartıyla bağlantısı yapılarak alınan verilere göre kontrol kartı üzerinden ESC’ lerin hareketini sağlamaktadır. Yan tarafta bağlantımız gösterilmiştir.

                                          Şekil-4: Kontrol kartı GPS bağlantısı

KUMANDA ALICISI

Dronumuzu uzaktan kontrol etmek için kullandığımız kablosuz bir sistemdir. Çalışma prensibi osilatör ile meydana getirilen taşıyıcı frekansa veri bilgisinin yüklenip paketlenmesidir. Burada amaç alıcı tarafından gönderilen sinyalin alınıp bu sinyali ayrıştırma işleminin yapılmasıdır.

                                   

                                   Şekil-5: Kontrol kartı kumanda alıcı bağlantısı

Her bir kanal için ayrı bir kabloya sahip PPM ve PWM alıcıları, bu gibi bir PPM kodlayıcı üzerinden RC portuna bağlanmalıdır. RC topraklama, güç ve sinyal pinlerine bağlanır.

TELEMETRİ BAĞLANTISI

Telemetri herhangi bir sistemin ulaşılamayan kısımlarını kablolu veya kablosuz olarak izlenip kontrol edilmesini sağlamaktadır. Dronumuzun durumu hakkında merkeze bilgi iletmek ve cihazla merkez arasında bilgi alışverişinde bulunmasına olanak sağlamaktadır. Mission planner ara yüzünden yer istasyonu ile kontrol kartının iletimini görebiliriz.

                                       Şekil-6: Kontrol kartı ile telemetri bağlantısı

                                Şekil-7:   Telemetri ile sağlanan Mission Planner ekranı

                                         

                              Şekil-8:  Telemetri bağlantımız ayrıntılı bir şekilde J

Genel anlamıyla Pixhawk uçuş kartı hakkında anlatacaklarımız bu kadar TEŞEKKÜR EDERİZ J

   Kaynakça:

• https://ardupilot.org/copter/docs/common-buzzer.html
• https://ardupilot.org/copter/docs/common-telemetry-xbee.html
• https://www.muhendisol.com/2017/10/19/s-500-drone-toplama-rehberi-giris/
• https://ardupilot.org/planner/docs/common-mission-planner-telemetry-logs.html
• https://ardupilot.org/copter/docs/common-rc-systems.html

 

 

Li-Po Pil

Açılımı lityum polimer olan  ve sıradan pillere (NiCd ve NiMh) göre çok daha fazla deşarj kapasitesi, enerji barındırma ve daha az ağırlık özelliğine sahip yeni nesil pil türüdür. Sıvı elektrolit yerine polimer elektroliti kullanan ve tekrar kullanım için şarj edilebilen, bir lityum iyon pildir. LiPo piller, artık tüketici elektronik cihazlarında kullanılan bir pil türüdür.

Li-Po Piller Nasıl Çalışır?

Lipo pillerin yapısında kuru elektrolit polimerleri kullanılır. Elektrolit polimerler plastik film üzerinde olup üst üste yığılmış tabaka şeklinde bulunur. Lipo pillerin yapısında bulunan elektrot parçacıklarının direk temasını önlemek için yalnızca iyonların geçişine izin veren mikro gözenekli bir ayırıcı bulunur.

Li-Po Pil Gerilim/Hücre Sayısı

LiPo piller, hücrelerden oluşurlar. Her bir hücrenin boş hali 3V, dolu hali ise 4.2V olmalıdır. LiPo pillerin hücreleri; seri (S) ve paralel (P) bağlı olabilir. LiPo piller bağlantı şekillerine göre adlandırılırlar. Örneğin; LiPo pildeki 5 hücre seri bağlı ise ‘5S’, 2 hücre paralel bağlı ise ‘2P’, 4 hücre seri bağlı ve bunlara paralel bağlı 2 hücre daha var ise ‘4S2P’olarak adlandırılırlar. ’S’ değeri arttıkça pilin voltaj değeri, ‘P’ değeri artıkça da pilin kapasite değeri artıyor demektir. Bir pilin kapasitesi temelde pilin ne kadar güç tutabileceğinin bir ölçüsüdür. Numara ne kadar yüksek olursa çalışma süresi o kadar uzundur. Ancak kapasite ne kadar çok artarsa, pilin fiziksel boyutu ve ağırlığı artacağı için kullanılacağı elektronik cihaz için kapasitenin aşırı fazla olması dezavantaj sağlar.

Li-Po Pil Avantajları   

1: Lipo pilin yüksek kapasite içermesi 

2:   Hızlı şarj ve deşarj olması

3: Lipo pil kullanımının hafif olması

 4: Fazla akım üretebilmesi

5: İstenilen boyutta üretilebilmesi

Li-Po Pil Dezavantajları

1:  Şarj ve deşarj ömrünün kısa olması

2:    Patlama riski taşıması

3:   Fiyatlarının yüksek olması

4:  Şarj edilmesi ve kullanımı dikkat ve özen gerektirmesi

5:   Özel şarj cihazı gerektirmesi

Bir pilin ne kadar hızda şarj edildiğini, pile zarar vermeden ölçülmesine deşarj oranı denir. Deşarj oranı, tek başına bir anlam ifade etmez. Hesaplanabilmesi için kapasite değerinin de bilinmesi gerekir.Elde ettiğimiz bu değer, pilimize yükleyebileceğimiz maksimum ve sürekli yüktür. Bundan daha yüksek bir değer vermek, pilin normalden daha hızlı bir hızda bozulmasına neden olur ve can güvenliğine zarar verebilir.Aşağıdaki grafikte deşarj hakkında bilgi sahibi oluruz.

Li-Po Piller İçin Voltaj Aralığı Nedir ?

Modellerimizde kullandığımız Li-Po piller belli voltaj aralıklarında çalışmak üzere tasarlanmışlardır. Daha doğrusu pilin kimyası bu voltaj aralığını belirlemektedir.  Lipo pillerin sağlıklı çalışması ve uzun ömürlü olması için kullanılması gereken voltaj aralığı en fazla 4,20 volt en az da 3,00 volt şeklindedir. Teorikte 3,00 volt alt sınır olmasına karşın, pratikte bu tehlikeli alt sınırın biraz daha üzerini tercih ederiz.

Li-Po Pillerin  Kapasitesi
Pillerin kapasitesi üzerinde yazar. 2200 mAh, 5400 mAh gibi değerler görürüz. Bu değerler amper saat cinsindendir ve pilimizin belirli bir akımla ne kadar çalışacağı hakkında bize fikir verir.

Bir pilin üzerinde 2200 mAh yazıyorsa o pili 440 mA ile deşarj ettiğinizde 5 saat çalışacağı anlamı çıkar, bu nominal değerdir. Standardlara göre bu değer Li-Po pillerde 5 saat üzerinden  akülerde 20 saat üzerinden verilir.Yani pil kapasitesinin %20'si ile deşarj edildiğinde bu kapasiteyi vermelidir.

Her koşulda aynı kapasiteyi beklemek doğru olmaz.Yani;
440 mA ile deşarj ettim 5 saat çalıştı 2200 mAh çıksın,2200 mA ile deşarj edeyim 1 saat çalışsın 2200 mAh çıksın,
22000 mA ile deşarj edeyim 6 dakika çalışsın 2200 mAh çıksın diyemeyiz.Pil nominal kapasiteyi yalnızca ideal artlar altında sağlayabilir. Çekilen akım arttıkça kapasitenin azalması normaldir.Ancak Li-Po piller çekilen akım arttıkça kapasitenin çok azalmaması mantığı ile tasarlanmıştır. Yani 2200 mAh pilden 50 amper de çekseniz C değeri uygunsa en az 2000 mAh kapasite verebilir.Zaten Li-Po pilleri diğerlerinden ayıran en temel özellik budur.

Li-Po Pillerde Ağırlık
Li-Po pillerdeki en önemli şeylerden birisi ağırlıktır.Aynı voltajda kapasite ve C değeri arttıkça ağırlık artar.
Cihazınız ve motorlarınız için doğru ağırlıktaki pili seçmelisiniz.100 gram 1500 mAh gram pil yerine 500 gram 7500 mAh pil takayım, uçuş sürem uzasın diyemezsiniz. Cihaz o ağırlıkta yerinden kalkamaz.      

Lipo Pil Özellikleri

Bir hücrenin nominal voltajı 3.7 volttur, şarjlı hali max. 4.2 v boş hali min. 3.2 v olmalıdır.Kendi kendine deşarj oranı düşüktür.Aynı kapatisedeki sıradan pillerden ağırlık ve kullanım süresi olarak %25-30 gibi bir avantaja sahiptirler.Sıradan pillere göre çok daha fazla sürekli amper çıkış gücüne sahiptir.Bu yüzden özellikle brushless sistemlerde kullanılması gereken pil budur.Sıradan pillerin deşarj oranı (c değeri) 6 ile 10 c arasında değişmektedir.Bu oran Li-Po pillerde 12-35c hatta 40c'lere kadar çıkar.Örnek verecek olursak NiMH piller (3600 mah için) 21.6 Amper sürekli akım verirken 3600 mah 25c Li-Po pil 90 Amper sürekli akım verebilir.Aradaki bu yaklaşık 70 amperlik fark Li-Po pilleri kullanmak için yeterli bir tercihtir tabi ki brushless set kullanacaksanız.Genellikle 2s1p, 3s1p, 4s1p ve 6s1p gibi seri bağlanmış setler halinde yani sırasıyla 2*3.7=7.4 V , 3*3.7= 11.1 V , 4*3.7= 14.8 V , 6*3.7 =22.2 V olarak gruplar halinde bulunur.Bunun yanı sıra 2s2p veya 3s2p gibi grupları da bulunur.2s2p'nin anlamı 2 tane seri bağlanmış hücrenin paralel bağlanarak kapasitenin iki katına çıkarılması örnek olarak 2s2p hücresi toplamda grup içinde 4 cell Li-Po bulunur iki tane seri bağlı hücrenin paralel bağlanması demektir.Toplam voltaj aynıdır ama kapasite (mah) iki katına çıkar.Aynı şekilde bu sistem diğer gruplara da uygulanabilir.Örneğin 3s2p ,4s2p,6s2p gibi. 

 

Li-Po Pil Kullanımında Dikkat Edilmesi Gerekenler!

·         Lipo piller kesinlikle kapasite değerlerinin üzerinde kullanılmamalıdır. Örneğin bir quadrotor da motor,esc hatta tüm elektronik sistemin ihtiyacı olan akım değeri ve havada ne kadar süre kalınmak istendiği  hesaplanıp buna uygun bir motor seçilmelidir. Lipo pillerden verebilecekleri max akımdan daha fazlası istendiğinde yangın ve benzeri olaylar ile karşılaşılabilir.

·         Lipo pillerin uç kabloları KESİNLİKLE kısa devre (birbirine değmemeli ) edilmemelidir. Bunun bir örneğini bir projede çalışırken yaşadık. Kurduğumuz bir devreyi lipo pil ile beslemeye kalktık ve sonuç olarak dumanların arasından yapışan kablolar zor bir şekilde ayrıldı.

·         Lipo pilleri onlar için özel olarak üretilmiş balanslı şarj aletlerini kullanarak şarj etmeliyiz. Ayrıca pilin 1C değerindeki akım ile şarj etmeliyiz. Örneğin 2200mah 3S 20C bir pil için 1C=2.2A dir.

·         Lipo piller kullanılırken hücre başına gerilim değeri 3V un altına düşerse hücremiz ölebilir ve bir daha kullanılamaz.  RC modellerde programlı ESC ler bunu engellemektedir. Fakat diğer projelerinizde kesinlikle hücre başına gerilimi kontrol edebileceğiniz bir sistem kullanmalısınız.

·         Hücre başına gerilimin 3V un altına düşmesi, sıcaklık vb. gibi durumlarda pillerde şişme meydana gelir. Piyasada modelcilikle uğraşıp kullanan birçok insan olmasına rağmen şişmiş piller kullanılmamalıdır.

·         Lipo pillerde hücre başına gerilim 4.2V dan yüksek olmamalıdır. Zaten lipo piller için üretilmiş bir şarj cihazı kullanıyorsanız, cihazınız buna izin vermeyecektir.

·         Pil seçimi kullanılan modele ve sisteme uygun olmalıdır. Örneğin; elektrikli modellerde daha fazla kullanım için C değeri daha yüksek piller tercih edilmelidir. Ama bu da beraberinde ağırlık sorununu getirmektedir.

·         Lipo pilleri her zaman max performansta kullanmayın. Her zaman %20 lik bir kullanım boşluğu sağlıklı kullanım açısından önemlidir.

Li-Po Pil Şarj Etme

Lipo bataryalar hücrelerden oluşur. Normal olarak bir hücrenin voltajı 3.7V ‘tur. Tam şarj edildiğinde bu değer 4.2 V olur. Unutulmaması gereken çok önemli bir husus vardır. Bir Lipo hücresi deşarj edildiği zaman asla ve asla 3V değerinin altına düşmemelidir aksi takdirde hücre zarar görür. Aslında en sağlıklısı 3.7V altına düşmemektir.

Şarj aletiniz şarj edeceğiniz bataryanın hücre sayısını şarj edebilecek kapasitede olmalıdır. Örneğin 6 hücreli bir batarya şarj edebilmek için şarj aletinizin 6 hücre şarj edebilme özelliği olmalıdır. Arkadaşlar zaten sizlere videolarımızda detaylı bir şekide lipo şarj etmeyi anlatacağızJ

                                                    

        

            

 Şarj Tipleri

·         Balanslı şarj: Şarj aleti tüm hücreleri aynı seviyeye getirmeye çalışarak şarj eder. ( Genelde böyle şarj ediyoruz. )

·         Direk şarj ( hızlı şarj ): Hücrelerin durumunu göz ardı ederek tüm hücreleri şarj eder. ( Sürekli kullanımda hücreleri bozabilir.)

·         Storage şarj (saklama modunda şarj): Tüm hücreleri ayrı ayrı 3.8v – 3.85v değerleri arasına çeker.

·         Discharge ( deşarj ): Pilleri güvenli ve dengeli şekilde boşaltmaya yarar.

NOT: Olabildiğince kaliteli şarj cihazları almanızda yarar var aksi taktirde tehlikeli olabilir!!!!

Resimdeki Lipo Buzzerı lipo pilinize taktığınızda anlık voltaj değerini görebilirsiniz ve en önemlisi ayarlanabilir voltaj alarımı olmasıdır, ayarladığınız voltajın aşağısına indiğinde buzzer ciddi derecede ses çıkararak size uyarı verir.

Şarj etme ile ilgili Önemli Bilgiler

•Lipo batarya şarj ederken asla üzerindeki değerleri aşarak şarj etmemek gerekir. Örneğin bir batarya 2200mah değerine sahipse bu bataryayı şarj ederken 2.2A hatta 2.1A değeri aşılmamalıdır.

•Bataryanızı şarj ederken etrafında yanabilecek bir şey bulunmamasına dikkat edin ve beton üzerinde şarj etmeye çalışın. İmkanınız varsa yanmayacak bir kap içinde şarj işlemi yapabilirsiniz.

•Bir diğer seçenek piyasada satılan Lipo Safe torbalardan kullanmaktır. Bu torbalar yanmaz materyalden üretilmiştir ve olası bir tehlike anında koruma sağlayacaktır.
•Bataryalarınızı modelinizin üstündeyken şarj etmemeye çalışın zira olası bir yangında modeliniz de zarar görecektir.

•Şarj işlemi boyunca şarj aletini ve bataryanızı gözetim altında bulundurun.

•Asla şişmiş, delinmiş veya özelliğini kaybetmiş bataryaları kullanmayın, şarj etmeye kalkışmayın.

•Şarj aletine bağlantı yaparken (+) ve (-) uçların birbirine temas etmesine imkan vermeyin.
•İmkan varsa şarj işlemini yaptığınız yerin yakınlarında yangın söndürücü bulundurun. Yangın esnasında yangını su ile söndürmeye kalkmayın.

Li-Po Pilin Saklanması

Li-Po piller uzun süre kullanımdan saklanmaya uygun pillerdir.Tabi saklanma koşulları diğer pillere göre daha hassastır. Saklarken tercihen karanlık  ortamda (güneş ışığı altında kalıp ısınmaması için)  oda sıcaklığında fiziksel olarak  hasar almayacak şekilde saklanması gerekir. Tabi ki  her pilde olduğu gibi kısa devre yapmayacak şekilde saklanması gerekir.

Li-Po Pilin İmhası

Pillerde şişme koku yanma gibi durumlar ortaya çıkarsa pil sağlıklı olarak ömrünü tamamlamış demektir. Pilleri çöpe atmak her ne kadar tehlikeli olsada herkes genelde bu yöntemi tercih eder. Pili yavaş yavaş sonuna kadar deşarj etmek (0 volt) hatta bunu bir iki defa aralıklarla deneyip son olarak pili tuzlu suyun içine atıp içindeki kimyasalları bozmak imha için önemlidir.
Not: Li-Po piller her ne kadar tehlikeli olarak bilinse de sınırlarını aşmadan ve özen göstererek kullanıldığında bir sorun çıkarmazlar. Kaynakça:

                                 TEDBİRDE HAYAT VARDIR J

        Kaynakça:

• https://fotopanorama360.com/pil-kullanimi-ve-pil-bakimi-li-po-sarz-edilebilir-piller/

• http://msaitulusoy.blogspot.com/

• rckolik.com/forum/konu/lipo-pil-kullanimi.37/

• https://www.elektrikport.com/universite/lipo-piller-ve-ozellikleri/21430#ad-image-0

• https://canayazblog.wordpress.com/2016/11/23/li-po-piller-ve-kullanimi/

• http://www.rcturka.com/lipo-pil-neden-ve-nasil-olculur.html

• https://huseyinkarakaya.blogspot.com/2016/11/lipo-hakkinda-bilinmesi-gerekenler.html

• https://www.robotelektronik.com/blog/icerik/lipo-pil-nedir

• dyd.org.tr/portfolio/lipo-piller-baslangic-kilavuzu/