i

T.C.

KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ

Mühendislik Fakültesi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

GÖRÜNTÜ AKTARMALI QUADROTOR

Merve SAĞLAM

Bahadır AYDINOĞLU

Öğr. Gör. Cahit ALTAN

Mayıs 2013

TRABZON

ii

T.C.

KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ

Mühendislik Fakültesi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

GÖRÜNTÜ AKTARMALI QUADROTOR

Merve SAĞLAM

Bahadır AYDINOĞLU

Öğr. Gör. Cahit ALTAN

Mayıs 2013

TRABZON

iii

LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU

Merve SAĞLAM, Bahadır AYDINOĞLU tarafından Öğr. Gör. Cahit ALTAN

yönetiminde hazırlanan „„Görüntü Aktarmalı Quadrotor” baĢlıklı lisans bitirme projesi

tarafımızdan incelenmiĢ, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak

kabul edilmiĢtir.

DanıĢman : Öğr. Gör. Cahit ALTAN ………………………………

Jüri Üyesi 1 : Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVĠM ………………………………

Jüri Üyesi 2 : Yrd. Doç. Dr. Gökçe

HACIOĞLU

………………………………

Bölüm BaĢkanı : Prof. Dr. Ġsmail H. ALTAġ ………………………………

iv

ÖNSÖZ

Bu proje, KTÜ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü‟nde

Bitirme Projesi kapsamında hazırlanmıĢtır. Bu çalıĢma, insansız hava araçlarından biri olan

quadrotorla kablosuz bir Ģekilde havadan görüntü aktarımı sağlamak maksadıyla

yapılmıĢtır.

Projenin gerçekleĢtirilme aĢamasında ve izlenecek yollar konusunda bizden desteklerini

esirgemeyen Sayın Öğr. Gör. Cahit ALTAN‟a, Öğr. Gör. Ayhan YAZGAN‟a ve Doç. Dr.

Ġsmail KAYA‟ya sonsuz Ģükranlarımızı sunarız. Proje kapsamında yaptığımız deneysel

çalıĢmalarda malzeme ve laboratuar ihtiyacımızı karĢılayan KTÜ Elektrik-Elektronik

Mühendisliği Bölüm BaĢkanlığına, Mühendislik Fakültesi Dekanlığına ve KTÜ

Rektörlüğüne teĢekkürlerimizi sunarız. Ayrıca gerek lisans eğitimi süresince gerekse

bitirme projesi aĢamasında bizden maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen ailelerimize

minnet duyarız.

Mayıs 2013

Merve SAĞLAM

Bahadır AYDINOĞLU

v

İÇİNDEKİLER

LĠSANS BĠTĠRME PROJESĠ ONAY FORMU .............................................................. iii

ÖNSÖZ ............................................................................................................................ iv

ĠÇĠNDEKĠLER ................................................................................................................. v

ÖZET .............................................................................................................................. vii

SEMBOLLER VE KISATMALAR………………..…………….………….………...viii

1. GĠRĠġ ............................................................................................................................ 1

2. QUADROTORUN TANITIMI .................................................................................... 2

2.1. Genel Bilgi ................................................................................................................. 2

2.2. Ġlk Quadrotorlar ......................................................................................................... 3

2.2.1. Oehmichen Quadrotoru .......................................................................................... 3

2.2.2. Bothezat Quadrotoru............................................................................................... 4

2.2.3. Askeri Amaçlı Quadrotorlar ................................................................................... 4

2.3. Quadrotorun Kullanım Alanları................................................................................. 4

2.3.1. AraĢtırma ................................................................................................................ 4

2.3.2. Askeri Uygulamalar ................................................................................................ 5

2.3.3. Toplumsal ............................................................................................................... 5

2.4.1. Mekanik .................................................................................................................. 5

2.4.2. Elektrik ................................................................................................................... 6

2.4.3. UçuĢ Kontrolü ........................................................................................................ 6

2.5. Quadrotorun Modellenmesi ....................................................................................... 6

2.5.1. Quadrotor Dinamiği ve Matematiksel Modelleme ................................................. 6

2.5.2. PD Kontrol .............................................................................................................. 8

2.5.3. Ters Dinamik Kontrol ............................................................................................. 9

2.6. Donanım Kısmı ......................................................................................................... 9

2.6.1. Gövde ..................................................................................................................... 9

2.6.2. UçuĢ Kontrol Kartı ............................................................................................... 10

2.6.3. Fırçasız Motorlar .................................................................................................. 11

2.6.3.1. Inline Fırçasız Motorlar ..................................................................................... 11

2.6.3.2. Outline Fırçasız Motorlar .................................................................................. 12

2.6.4. ESC ....................................................................................................................... 12

vi

2.6.4.1. ESC ÇalıĢma Prensibi ........................................................................................ 12

2.6.4.2. BEC (Battery Eliminator Circuit) ...................................................................... 13

2.6.5. Lityum-Polimer Piller ........................................................................................... 13

2.6.6. Kumanda ............................................................................................................... 14

2.7. Yazılım Kısmı ......................................................................................................... 14

2.7.1. Arducopter Yazılım Programı .............................................................................. 14

2.7.2. Mission Planner Yazılım Programı ...................................................................... 15

3. GÖRÜNTÜ AKTARMA ........................................................................................... 16

3.1. Görüntü ĠĢleme ........................................................................................................ 16

3.2. Görüntü Aktarma Yolları......................................................................................... 16

3.3. Wi-fi Kamera ........................................................................................................... 17

3.3.1. Wi-fi Nedir? .......................................................................................................... 17

3.3.2. Neden Wi-fi ? ....................................................................................................... 17

3.3.3. Wi-fi HaberleĢmesi Nasıl GerçekleĢir? ................................................................ 18

3.3.4. Wi-fi HaberleĢmesinin Özellikleri........................................................................ 18

3.3.4.1. 802.11 Standartları............................................................................................. 18

4. MESAFE SENSÖRÜ ................................................................................................. 20

4. 1. HC-SR04 Ultrasonik Mesafe Sensörünün ÇalıĢma Prensibi .................................. 21

4. 2. HC-SR04 Ultrasonik Mesafe Sensörünün Donanım Kısmı ................................... 21

4.2.1. Pic16f877a Mikrodenetleyicisi ............................................................................. 21

4.2.2. 7805 Regülatörü ................................................................................................... 22

4. 3. HC-SR04 Ultrasonik Mesafe Sensörünün Yazılım Kısmı ..................................... 23

4.3.1. CCS C Derleyici Programı ................................................................................... 23

4.3.2. PIC Kit .................................................................................................................. 23

4.3.3. Proteus ve Ares ..................................................................................................... 23

5. YAZILIMLARIN YÜKLENMESĠ ............................................................................ 24

5. 1. UçuĢ Kontrol Kartı Yazılımının Yüklenmesi ......................................................... 24

5. 2. ESC Yazılımının Yüklenmesi ................................................................................ 36

5. 3. Mesafe Sensörü Devresinin Yazılımının Yüklenmesi............................................ 42

6. SONUÇ ....................................................................................................................... 45

7. KAYNAKÇA ............................................................................................................. 46

8. EKLER ....................................................................................................................... 47

ÖZGEÇMĠġ .................................................................................................................... 51

vii

ÖZET

Bu çalıĢmanın amacı, referans olarak ele alınmıĢ bir insansız hava aracı modelinin

kontrolünün ve bu insansız hava aracına eklenen kablosuz kamera ile görüntü aktarımının

yapılmasıdır. Bu çalıĢmada söz konusu modelle yapılan kontrollerle gerçek bir sistem

üzerinde test edilmiĢtir.

Bu çalıĢmada; ele alınan hava aracı tanıtılmıĢ ve bu hava aracının tarihçesinden,

kullanım alanlarından, tasarlanmasından, modellemesinden, donanım ve yazılım kısmından

bahsedilmiĢtir. Ayrıca hava aracına eklenen kamera sayesinde yapılan görüntü aktarma da

tüm yönleriyle anlatılmıĢtır. Ġnsansız hava aracında kullanılan HC-SR04 ultrasonik mesafe

sensörü sayesinde konum bilgisi de alınmıĢtır.

Görüntü aktarmalı quadrotor sayesinde izlenilmesi ve görüntülenmesi zor veya

imkansız olan yerlerin ya da bölgelerin mevcut anlık görüntüleri havadan alınıp, kontrol

merkezine iletilerek bu bölgelerin durumlarının incelenmesi sağlanmaktadır.

viii

SEMBOLLER ve KISALTMALAR

VTOL Vertical Take Off and Landing

Φ Yalpa Açısı

Θ Yunuslama Açısı

Ψ Sapma Açısı

τ Ġtki

Ω Pervane Döngüsü

Ωr Döngüsel Dengesizlik

m Kütle

L Kol Uzunluğu

b,d Ġtki, Sürükleme Sabiti

RC Radio Control

ESC Electronic Speed Controller

AC Alternating Current

DC Direct Current

PWM Pulse Width Modulation

1

1. GİRİŞ

Projemizin bir diğer adı herkesin bildiği adıyla Ġnsansız Hava Aracıdır. Günümüzde

gerek milli istihbarat ve savunma sanayisinde gerek askeri projelerde gerekse coğrafi

yapının zor ve ulaĢılmaz olduğu yerlerin güvenliğinde adını sıkça duyduğumuz bir

projedir.

Ġnsansız hava araçları (ĠHA) günümüzde ilerleyen teknolojik imkanlar sayesinde son

derece popüler olmuĢ ve bir çok mühendislik çalıĢmasına konu olmuĢ, bir çok akademik

çalıĢmanın temelini oluĢturmuĢtur. Ġnsansız hava araçlarının ismini günlük hayatta en sık

olarak askeri alanda duymaktayız. Fakat kullanım alanı sadece bu kadarla sınırlı değildir.

Zorlu parkurlardaki sporların takip edilmesinde, trafik denetimlerinin yapımında,

Ģehirlerde ve ilçelerde kaçak yapılaĢmanın tespit edilmesinde ve birçok durumun hızlı ve

güvenli olarak incelenmesinde ĠHA'lar kullanılmaktadır.

Ġnsansız hava araçları diğer bir çok araç gibi kullanılacak alana ve yere göre çeĢitli

Ģekillerde üretilmektedir. En sık kullanılan ve tercih edilen alanlarından biri de, projemizde

yaptığımız Quadrotor ya da diğer bir adıyla dört rotorlu insansız hava aracıdır. Quadrotor,

ismininde ifade ettiği gibi birbirinden bağımsız olarak çalıĢan dört adet rotora ve hızlı

manevra kabiliyetine sahip ĠHA'lara verilen genel bir isimdir. Elbette ki Quadrotorların

rotorlarının sayısının arttırılması ve bununda uygulanmıĢ olan halleri mevcuttur. Quadrotor

en temel yapısı itibariyle fırçasız doğru akım motoru, mikrodenetleyici, sensör, hız kontrol

birimi ve besleme kaynağından oluĢmaktadır.

2

2. QUADROTORUN TANITIMI

2.1. Genel Bilgi

Quadrotor; quadrotor helikopter veya quadrocopter veya quadcopter olarak da

adlandırılan dört rotorlu bir multicopterdir. Quadrotorların kanatları karĢılıklı olarak

yerleĢtirilip, sabitlenmiĢtir. ġekil 1‟de bir quadrotorun genel görünümü verilmiĢtir.

ġekil 1. Bir quadrotorun genel görünümü

Quadrotorlar, rotorlarına göre sınıflandırılırlar. Çünkü; quadrotorlara sürekli devir

yapan dar yapılı bir dizi uçak yakıtı tarafından enerji verilir. Birçok helikopterin tersine

quadrotor pervanelerinde çoğunlukla eğimli ve simetrik bıçaklar kullanılır, “cyclic” olarak

adlandırılan, tek tek rotor disk bıçak konumunu dayalı olmayan ve “kolektif” olarak

bilinen bir grup Ģeklinde ayarlanabilir. Quadrotorun hareket kontrolü, bir veya daha fazla

rotor diskinin dönme hızı değiĢtirilerek elde edilir, böylece quarotorun tork yükü ve

itme/kaldırma özellikleri değiĢtirilmiĢ olur [1].

UçuĢ tarihinin ilk zamanlarında, quadrotorlar dikey uçuĢ için kalıcı olan bazı sorunlara

olası çözümler üretmek için yapılandırıldı. Çünkü; torka bağlı kontrol sorunlarından

kaynaklanan ters rotasyon yoktu ve kısa bıçaklar yapmak daha kolaydı. Ayrıca herhangi

bir rotordan kaynaklanan verimlilik sorunu da ortadan kaldırılmıĢtı. Bir dizi insanlı tasarım

da 1920 ve 1930‟larda ortaya çıktı. Bu araçlar ilk baĢarılı ağır hava dikey iniĢ ve kalkıĢ

(VTOL) araçları arasında yer aldı. Buna rağmen; ilk prototipler düĢük performanstan ötürü

zarar etti ve ikinci prototiplerde zayıf güçlendirme ve sınırlı kontrol yetkisi nedeniyle

fazladan pilot ve iĢ yükü gerektirdi. Daha yakın zamanlarda yapılan quadrotorlar ise;

insansız hava araçları olarak tasarlandı. Bu araçlarda uçağı stabilize etmek için, bir

3

elektronik kontrol sistemi ve elektronik sensörler kullanıldı. Boyutlarının küçüklüğünden

ve manevra kabiliyetlerinden dolayı bu quadrotorlar hem açık hem de kapalı alanda

kullanılabilirler.

Quadrodopterlerin nispeten ölçekli helikopterler göre bazı avantajları vardır. Ġlk olarak,

quadrotorların mekanik bağlantıları için, rotor kanat eğim açılarını değiĢtirmeleri

gerekmez. Bu da aracın tasarım ve bakımını kolaylaĢtırır. Ġkinci olarak, dört adet rotor

kullanımı uçuĢ sırasında daha az kinetik enerjiye ihtiyaç duyulmasını sağladığı gibi her bir

rotorun eĢdeğer bir helikopter rotoruna göre de daha küçük bir çapa sahip olmasını sağlar.

Bu da rotorun herhangi bir Ģeye vurması anında meydana gelebilecek olan zararı azaltır.

Bu da yakın etkileĢim halinde küçük ölçekli insansız hava araçları içinde quadrotoru

diğerlerine oranla daha güvenilir yapar. Yapıları ve kontrol kolaylıkları nedeniyle,

quadrotorlar amatör uçak modeli projeleri olarak kullanılırlar.

2.2. İlk Quadrotorlar

2.2.1. Oehmichen Quadrotoru

Etienne Oehmichen tarafından 1920‟lerde rotorlu uçak tasarımlarından biri olarak

geliĢtirilmiĢtir.

Etienne Oehmichen yaptığı altı denemeden sonra, dört rotor ve sekiz pervaneli olan 2

numaralı helikopteri tek motorla çalıĢtırmayı baĢardı. Bu iki numaralı helikopter, dört

kolunun uçlarında bulunan iki kanatlı rotorlarında çelik birer boru çerçeve bulunmaktaydı.

Bu bıçak açısı eğimden dolayı çeĢitli olabilir. Pervanelerden beĢi, yatay düzlemde

makinaya yanal olarak sabitlenmiĢtir. Diğer pervane ise direksiyon için burna monte

edilmiĢtir. Kalan son pervane çifti ise ileri tahrik için kullanılmıĢtır. Bu uçakla 1920‟lerin

ortasına kadar istikrar ve kontrol edilebilirlik açısından binden fazla test uçuĢun yapıldı ve

önemli sonuçlar alındı. 1923‟de bir anda birkaç dakika boyunca havada kalmayı baĢardı ve

Nisan 1924‟de ise 360 m ile helikopterler içinde rekor kırdı, en son olarak da 1km‟ye

ulaĢtı.

4

2.2.2. Bothezat Quadrotoru

Dr.George Bothezat ve Ivan Jerome tarafından geliĢtirilen bu uçakta altı kanatlı rotor

vardır ve yapısı X Ģeklindedir. DeğiĢken sahalı iki küçük pervane, itme ve rota kontrolü

için kullanıldı. Quadrotor ilk uçuĢunu Ekim 1922‟de yaptı ve yaklaĢık 100 uçuĢtan sonra

son uçuĢunu da 1923 yılında yaptı. UlaĢtığı en fazla yükseklik 5m civarındaydı.

Fizibilitesine rağmen; düĢük güçte çalıĢıyordu, ihtiyacı karĢılamıyordu ve karıĢık bir

mekanizması olduğundan dolayı ciddi problemlere yol açıyordu. Pilotun iĢ yükü yanal

hareket etrafında dolaĢtığı için çok fazlaydı.

2.2.3. Askeri Amaçlı Quadrotorlar

Bu benzersiz helikopterlerin çok daha büyük quadrotor helikopterleri için bir prototip

olması amaçlanmıĢtır. Dört rotoru süren iki motorlu tasarıma uçuĢ için ilaveten kanat

eklenmiĢtir. 1950‟nin ortalarında birçok baĢarılı uçuĢ yapıldı ve böylece quadrotorlar

baĢarılı uçuĢlar yapmak için kullanılan ilk dört rotorlu helikopterler oldular. Ancak, ticari

ve askeri sürümlerindeki bir sipariĢ eksikliği nedeniyle bu proje sonlandırıldı.

Son birkaç on yıl içinde, küçük ölçekli insansız hava araçları birçok uygulama için daha

sık kullanılır hale gelmiĢtir. Dört rotorlu quadrotorların tasarımı hem basit, hem son derece

güvenilir ve hem de yüksek manevra kabiliyeti sağlamaktadır.

2.3. Quadrotorun Kullanım Alanları

2.3.1. Araştırma

Quadrotorlar, uçuĢ kontrol teorisi, navigasyon, gerçek zamanlı sistemler ve robotik gibi

farklı alanları da içeren bir dizi yeni fikirleri test etmek ve değerlendirmek için üniversite

araĢtırmacıları için yaralı bir araçtır. Son yıllarda birçok üniversite giderek daha karmaĢık

hava manevraları performanslı quadrotorlar göstermiĢlerdir. Testlerde quadrotorları

kullanmanın pek çok avantajı vardır. Bunların daha ucuz, daha basit tasarımları türleri

amatörler tarafından da yapılır. Quadrotor projelerinde bilgisayar, elektrik ve makine

mühendisliği bilgilerinin birleĢimi gerekmektedir.

5

2.3.2. Askeri Uygulamalar

Quadrotorlar Ģehirlerde kullanılmakla beraber arama-kurtarma görevlerinde de

kullanılırlar.

2.3.3. Toplumsal

Quadrotorların en kapsamlı olarak kullanıldığı alandır. Quadrotorlar, insansız hava

araçları olmaları, bağımsız yapıları ve maliyet tasarrufu nedeniyle bu iĢe uygundurlar. Bir

quadrotorla havadan görüntü almak ve konum bildirmek kablosuz veya IP kameralarla çok

kolaydır.

2.4. Quadrotorun Tasarlanması

2.4.1. Mekanik

ġekil 2. Bir quadrotordaki motorların dönüĢ yönleri

Ana mekanik parçalar; çerçeve, sabit veya değiĢken aralıklarla yerleĢtirilmiĢ pervaneler

ve elektrik motorlarıdır. En iyi performans ve en basit kontrol için motorlar ve pervaneler

ġekil 2‟deki gibi eĢit uzaklıklarda yerleĢtirilmelidirler. ÇeĢitli malzemeler bütün parçalarda

kullanılabilir. Ama, karbon fiber bileĢenler hafif olmaları nedeniyle son zamanlarda daha

çok tercih edilmektedirler.

6

2.4.2. Elektrik

Quadrotorun elektrikle ilgili parçaları da; elektrik hız kontrol modülü, kontrol kartı ve

bataryadır.

2.4.3. Uçuş Kontrolü

Her rotor dönme merkezi etrafında hem bir itme kuvveti hem de tork üretir. Eğer tüm

rotorlar aynı açısal hızda olmak üzere ġekil 4‟e göre 1 ile 3 saat yönünde, 2 ile 4 de saat

yönünün tersinde dönerlerse; net tork eksenler üzerinde yaklaĢık olarak 0 olur.

2.5. Quadrotorun Modellenmesi

2.5.1. Quadrotor Dinamiği ve Matematiksel Modelleme

Dizaynın itibariyle quadrotorun kontrolü, pervanelerinin dönüĢ yönlerinin birbirinden

bağımsız olarak değiĢtirilmesiyle sağlanır. Ayrıca bu pervane dönüĢ yönlerinin

değiĢmesiyle sistemde ġekil 3‟te gösterildiği gibi torklar ve momentler oluĢur [2].

ġekil 3. Quadrotorun dönüĢ açıları ve torkları

Vi: i.pervanenin dönüĢ hızı, τi: pervanenin itkisi olmak üzere sisteme etki eden toplam

itki ifadesi Denklem 1‟deki gibi olur;

U1=τ1+τ2+τ3+τ4 (1)

7

2 ve 4 numaralı pervanelerin dönüĢ yönü değiĢtirilerek sistemde yalpa momenti

oluĢturulur. Bu yalpa momentinin ifadesi Denklem 2‟deki gibidir;

U2=l(τ4 – τ2) τ4 (2)

1 ve 3 numaralı pervanelerin dönüĢ yönü değiĢtirildiğinde ise Denklem 3‟deki

yunuslama momenti oluĢur;

U3=l(τ3 – τ1) τ4 (3)

Tek ya da çift numaralı pervanelerin dönüĢ yönlerinin değiĢimiyle de Denklem 4‟de

ifade edilen sapma momenti elde edilir;

U4=(τ1 – τ2 + τ3 – τ4) (4)

Yapılan araĢtırmalara göre momentlerin etkileri ile beraber Lagrangian‟ın Denklem

5‟de ifade edilen türevlenmiĢ hareket denklemi ile bu denklemler genelleĢtirlerek Denklem

6‟daki gibi ifade edilmektedir;

(5)

(6)

Denklem 6‟daki i genelleĢtirilmiĢ kopordinatları, Гi de genelleĢtirilmiĢ kuvvetleri ifade

etmektedir. Buradan hareket edildiğinde de Denklem 7 ortaya çıkmaktadır;

(7)

Denklem 7‟deki sembollerin anlamları ise Tablo 1‟de verilmiĢtir.

8

Tablo1. Modelleme formülünde kullanılan semboller

Semboller Tanım

Φ Yalpa Açısı

θ Yunuslama

Açısı

Ψ Sapma Açısı

τ Ġtki

Ω

Pervane

Döngüsü

Ωr Döngüsel

Dengesizlik

m Kütle

L Kol Uzunluğu

b,d Ġtki, Sürükleme

Sabiti

2.5.2. PD Kontrol

PD kontrolünde sistem istenen davranıĢı vermeye yönlendirilir. Bu da hatanın

hesaplanması ve bir katsayı ile çarpılıp giriĢi iĢaretine eklenmesiyle sağlanır. Bu iĢlemin

kontrol Ģeması ġekil 4‟deki gibidir.

ġekil 4. PD kontrol Ģeması

9

Sistem

2.5.3. Ters Dinamik Kontrol

Bu kontrol sisteminde, sistem kendi dinamiğinin tersiyle kontrol edilmektedir. Amaç;

sistemin davranıĢa göre hesap yapılarak istenen çıkıĢ için istenen giriĢi elde etmektir. Bu

kontrol sisteminin devre Ģeması ġekil 5‟de gösterilmiĢtir.

istenen değer y(t) hata u(t)

$-

ġekil 5. Ters dinamik kontrol Ģeması

2.6. Donanım Kısmı

2.6.1. Gövde

Quadrotorlar taĢıyacakları ağırlıklara göre çok ince ayarda çalıĢmakta olup motorların,

pilin, gövdenin ve bunun gibi üzerinde yük olarak taĢıyacağı tüm malzemelerin ağırlıkları

önemlidir. Quadrotor toplanmasına baĢlanırken ilk olarak gövdeden baĢlanılması gerektiği

için, bu konuda en önemli kısımlardan birisi de quadrotorun gövdesidir.

Quadrotorlar için 2 tip gövde kullanılmaktadır.

Alüminyum Gövdeler

Fiberglas Gövdeler

Bu 2 tip gövdeyi boylarına göre ağırlıklarını standartlaĢtırırsak birbirlerinden pek bir

farkı olmadıkları anlaĢılmaktadır. Alüminyum gövdeler yapı itibariyle daha ince

olmaktadırlar. Diğer yandan fiberglas gövdeler alüminyum gövdelere göre daha kalın

olmaktadırlar fakat fiberglas gövdeleri ile alüminyum gövdeler ağırlık bakımından hemen

hemen aynıdırlar. ġekil 6‟da alüminyum gövde, Ģekil 7‟de de fiberglas gövde

görülmektedirler.

c Ters

sistem

10

ġekil 6. Fiberglas gövde ġekil 7. Alüminyum gövde

2.6.2. Uçuş Kontrol Kartı

UçuĢ kontrol kartı tamamıyla açık kaynaklı oto pilot sistemine sahiptir. Rotorlu ve

çoklu rotorlu araçların harici bir kumanda veya GPS ile kullanılmasına olanak

sağlamaktadır. Quadrotor yön tayinini ve stabil uçuĢları, kontrol kartının üzerinde

bulundurduğu üç açılı jiroskop ile, denge tayinini ise yüksek performanslı barometre ile

sağlamaktadır. Bunların yanı sıra üzerinde manyetometre ve ivmeölçer de

bulundurmaktadır [3].

UçuĢ kontrol kartının telemetri sistemi 3 boyutlu robotik radyo sistemlerine uygundur.

Xbee modülü yerine açık kaynaklı kodlarla tasarlanmıĢ olup daha az maliyet daha uzun

menzil olanağı sunmaktadır. Kart çoklu arabirim yanı sıra I2C haberleĢmesine uygundur ve

motorların bu haberleĢme ile sürülmektedir. 915 Mhz frekansında kullanılan bu kart ile

ESC kartlarının ve buna bağlı fırçasız motorların kullanımı sağlanmaktadır.

Projemizde kullanmıĢ olduğumuz ATMEL‟in ATMEGA2560-16U ve ATMEGA32U-2

iĢlemcili uçuĢ kontrol kartı ġekil 8‟de görülmektedir.

11

ġekil 8. ArduFlyer uçuĢ kontrol kartı

2.6.3. Fırçasız Motorlar

Fırçasız motorlar geliĢen teknolojiyle beraber birçok alanda kullanılmakta olup, robotik

alanda da kullanılmaya baĢlanmıĢtır. Bu motorlar radyo kontrollü projelerde

(Multikopterler, Helikopterler, RC Arabalar vb.) sıklıkla kullanılmaktadırlar. Bu alanda

kullanılmalarının ana sebeplerinden biri diğer motorlara göre yüksek performans

sergilemeleridir. Fırçasız motorların diğer motorlara göre daha sessiz çalıĢma, elektriksel

gürültü oluĢturmama, daha kolay bakım, daha uzun ömür, daha hızlı çalıĢma ve daha güçlü

torklara sahip olma gibi avantajlarının yanı sıra; daha pahalı sistemler, kompleks kontrol

ve yüksek performanstan dolayı oluĢan ısınma gibi dezavantajları da vardır.

Fırçasız motorlar iç yapılarına göre inline fırçasız motorlar ve outline fırçasız motorlar

olmak üzere ikiye ayrılırlar:

2.6.3.1. Inline Fırçasız Motorlar

Inline fırçasız motorun rotoru iç kısımdadır ve stator kısmı sabittir. GörünüĢ olarak

standart fırçalı motorlara benzemekle beraber hızları daha yüksek ama voltaj baĢına

torkları daha azdır.

12

2.6.3.2. Outline Fırçasız Motorlar

Outline fırçasız motorların rotor kısmı dıĢ tarafta, stator kısmı iç taraftadır. Stator kısmı

sabit, rotor kısmı ise sabittir. Outline motorların özellikleri Inline motorların özelliklerinin

tam tersidir. Hızları düĢük fakat voltaj baĢına torkları daha yüksektir. Bu sebeple hava

araçlarında bu motorlar kullanılmaktadır.

Projede de voltaj baĢına yüksek tork oluĢturan bu outline fırçasız motorlardan

kullanılmıĢtır. Çünkü quadrotorlar gibi küçük çaplı insansız hava araçları için en uygun

motor cinsi outline fırçasız motorlarıdır. Projede kullanılan outline fırçasız motorun teknik

özellikleri Tablo 2‟de verilmiĢtir.

Tablo 2. Outline fırçasız motorun teknik özellikleri

YÜKSÜZ YÜKLÜ

Gerilim(V) Akım(A) Hız(rpm) Akım(A) Çekme

Ağırlığı (g)

Güç(W)

14,8 1 12070 20,2 1500 299

2.6.4. ESC

Yukarıda bahsetmiĢ olduğumuz fırçasız motorların, kullanıldıkları robota göre

hızlarının kontrol edilmesi gerekir. ESC, fırçasız motorları kontrol etmek için kullanılan

devre sistemleridir.

2.6.4.1. ESC Çalışma Prensibi

ESC devrelerinin çalıĢma prensibi motorların sargılarına sırayla PWM dalgası

göndermektir. Fırçalı motorlar DC motorlar olup ESC ile 2 uçtan sürülürler. Fakat fırçasız

motorlar trifaze motorlardır ve 3 uçtan sürülürler. Bu motorlarda kullanılan ESC‟ler, DC

motorlarda kullanılan ESC‟lere göre daha karmaĢık bir yapıya sahiptirler. Pilin 2 ucundan

almıĢ oldukları DC gerilimi, 3 kablo ile AC olarak motora gönderirler.

Fırçasız motorlar için kullanılan ESC‟ler bir frekans konvertörü gibi çalıĢmaktadırlar.

Gerilime bağlı olarak değil, frekansa bağlı olarak devir sayısını değiĢtirmektedirler.

13

2.6.4.2. BEC (Battery Eliminator Circuit)

BEC gerilim regülatörüdür. ÇıkıĢ 5V olmakta olup ESC‟nin besleme gerilimi

BEC‟lerin çıkıĢından verilmektedir. Yüksek akımda çalıĢan (40A ve üstü) ESC‟lerde

BEC‟ler dahili değildir.

2.6.5. Lityum-Polimer Piller

Quadrotorlarda kullanılan fırçasız motorların devir hızları 10000 rpm civarlarında

olmaktadır. Yüksek rpm sebebiyle fırçasız motorlar yüksek akım veren ve yüksek

kapasiteye sahip pillere ihtiyaç duymaktadırlar. Li-po (lityum-polimer) piller yüksek akım

ve yüksek kapasite ihtiyacını en yüksek verimde karĢılayan besleme kaynaklarıdırlar.

Li-po piller küçük hücrelerden oluĢmaktadırlar. Her bir hücrenin nominal gerilim değeri

3,7V olmakta olup, amper seviyesinde yüksek akım ihtiyacını karĢılayabilmektedirler. Bu

özellikleri ile hiçbir pil ile karĢılaĢtırılamayacak performansı gösterebilmektedirler.

Projemizde 4 hücreli, 14.8 V potansiyeli ve 5A‟e kadar akım verebilen bir li-po pil

kullanılmıĢtır. Projemizde kullanılan Turnigy 5.0 li-po pili ġekil 9‟da gösterilmektedir.

ġekil 9. Turnigy 5.0 Lityum-Polimer pil

14

2.6.6. Kumanda

Ġnsansız hava aracımız quadrotor uzaktan kumanda sistemi ile kontrol edilmektedir.

Projemizde kullanılacak Turnigy 9X uzaktan kumandası kullanılmıĢtır. Bu kumanda Ģu

özelliklere sahiptir:

2.4 GHz Frekans desteği

8 Kanal özelliği

Encoder Tipi : Ppm/Pcm

2.7. Yazılım Kısmı

2.7.1. Arducopter Yazılım Programı

Arducopter yazılım programı Atmel Atmega iĢlemcili uçuĢ kontrol kartlarının yazılımı

için kullanılmaktadır. Yazılım dili C olan bu programın kendi içerisinde örnek program

kodları bulunmakla beraber açık kaynaklı kodlar olduğu için bulunan kodlar üzerine

geliĢtirme yapılabilmektedir.

Arducopter yazılım programı birçok quadrotor kullanıcısı tarafından ilk tercih olarak

kullanılmaktadır. Bunun nedeni ise programın kendi içerisinde uçuĢ kartları için birçok

kütüphane barındırmasından dolayıdır.

Arducopter yazılım programına ait bir ekran görüntüsü ve sahip olduğu birkaç

kütüphane ġekil 10‟da gösterilmiĢtir.

ġekil 10. Arducopter yazılım programına ait birkaç kütüphane

15

2.7.2. Mission Planner Yazılım Programı

Ardupilot programı ile aynı görevi yapan Mission Planner programının Ardupilot

programına yükleme bazında tek avantajı, uçuĢ kontrol kartına yüklenmesi gereken

yazılımları tek seferde atabilme özelliğidir. Yükleme yapılacak olan hava aracının tipi

seçilmekte ve yazılım tek seferde kontrol kartına yüklenebilmektedir. ġekil 11‟de mission

planner programının arayüzü gösterilmektedir.

ġekil 11. Misssion Planner programı arayüzü

16

3. GÖRÜNTÜ AKTARMA

3.1. Görüntü İşleme

Görüntü iĢleme, kayıtlı olan dijital görüntü verilerini iĢlemek, değiĢtirmek ve

iyileĢtirmek için kullanılır. Resimler analog ortamdan dijital ortama aktarıldığında bazı

bozulmalar olur. Görüntü iĢleme de bu bozulmaları düzeltir. Görüntü iĢleme de öncelikle

alınan resim sayısallaĢtırılır, daha sonra gürültü temizlenir ve parlaklık, koyuluk, renk ayarı

yapılır. Görüntü iĢlemedeki gürültü temizleme olayı filtrelemedir. Filtreleme resimdeki her

piksel değerinin yeniden hesaplanması demektir. Quadrotorumuzdaki görüntü iĢlemede de

bilgisayar programı kullanılarak kameradan alınan görüntülerde filtreleme sayesinde

iyileĢme sağlanacaktır [4].

3.2. Görüntü Aktarma Yolları

Görüntü aktarımı için kullanılan yolların hepsinin de amacı videodan gelen sinyali

kameradan ekrana taĢımaktır.

Günümüzde kullanılan görüntü aktarma yolları;

- Koaksiyel kablo ile görüntü aktarma,

- Telefon kablosu ile görüntü aktarma,

- Fiber optik kablo ile görüntü aktarma,

- Mikrodalga ile görüntü aktarma,

- Kızılötesi, lazer ile görüntü aktarma,

- Radyo frekansı ile görüntü aktarma.

Bütün teknolojilerde olduğu gibi bu görüntü aktarma yollarının da kendilerine göre

avantajları ve dezavantajları vardır. Bu yollarda kullanılan iletim araçlarının seçimi

uzaklık, maliyet ve yerleĢim yeri gibi etkenlere bağlıdır. Tüm bu etkenler en optimize

olacak Ģekilde seçildiğinde dahi bazı kayıplar meydana gelebilir. Zaten asıl amaç da; bu

zararı yok etmekten ziyade en aza indirgemektir.

Ayrıca bu yollar için seçilen bant aralıkları da ekrana gelen görüntülerin kalitesini

etkiler. O yüzden; bant aralığı seçilirken dikkat edilmelidir. Örneğin; dar bant geniĢliğinde

aktarılan görüntülerde, bütün resimler videoya iletilemediği için iyi değildir.

17

Yukarıda bahsettiğimiz görüntü aktarma yollarının hepsinde de görüntü aktarma için

ikinci bir ağ kullanımı gerekmektedir. Bu ikinci ağda oluĢabilecek herhangi bir arıza

durumunda sistemde görüntü aktarımı duracaktır. Ağda meydana gelebilecek herhangi bir

arızanın dıĢında bizim quadrotor uçan bir hava aracı olduğundan bu yollardan birini

kullanmamız mümkün değildir. Bu yüzden biz projemizi yaparken kablosuz görüntü

aktarma yolunu seçtik. Bu yolda da kullandığımız kamera wi-fi kameradır.

3.3. Wi-fi Kamera

Bizim projemizde kullandığımız kablosuz kamera gerçek zamanlı bir PC kameradır.

Kameranın frekans aralığı 2.4GHz‟dir. Kapalı alanda 3m, açık alanda ise 10m‟ye kadar

görüntü aktarımı yapabilmektedir. Bu kamera sadece Vista veya XP iĢletim sisteminde

kullanılabilir. Bu kablosuz kamera da aynı zamanda yerleĢik bir mikrofonda

bulunduğundan sesi de bilgisayardan alabilmekteyiz. Kameradan görüntü almamızı

sağlayan bir usb vardır. Bu usb sayesinde kameradan aldığımız görüntüler bilgisayara

rahatlıkla aktarılır.

3.3.1. Wi-fi Nedir?

Kablosuz ağlar telsiz telefon, televizyon ve radyolar gibi radyo sinyalleriyle

haberleĢirler. Bu ağlarda çift yönlü radyo haberleĢmesi kullanılmaktadır.

3.3.2. Neden Wi-fi ?

Birçok alıĢveriĢ merkezi, otobüs terminali, havaalanı gibi kamusal alanlarda

kablosuz olarak internete girmek mümkündür. Bu kablosuz ağ WiFi ya da 802.11

networkü olarak da adlandırılmaktadır. Önümüzdeki yıllarda kablosuz ağlar

günümüzdekinden daha da geniĢ bir alana yayılacaktır. Bu sayede kablosuz olarak istenilen

her yerden internet kullanımı gerçekleĢtirilebilecektir.

WiFi‟ nin kolay kurulumu ve ekonomik olması avantajlarından sadece birkaçıdır.

18

3.3.3. Wi-fi Haberleşmesi Nasıl Gerçekleşir?

- Bilgisayarın kablosuz güç kaynağı veriyi radyo sinyaline dönüĢtürdükten sonra bu

sinyali antene gönderir. Bu sinyal bir router sinyalidir.

- Wireless bu sinyali alıp, sinyalin Ģifresini çözer. Bu router sinyali internete bir

kablo aracılığıyla bilgiyi gönderir.

- Yapılan bu iĢlemin tersi de gerçekleĢtirilebilir. Bu iĢlemde de router sinyali internet

üzerinden gelen gerekli olan bilgileri alıp, bu bilgileri radyo sinyallerine dönüĢtürür.

DönüĢtürülmüĢ olan bu radyo sinyalleri de bilgisayarın kablosuz adaptörüne gönderilir.

3.3.4. Wi-fi Haberleşmesinin Özellikleri

- WiFi haberleĢmesi telsiz haberleĢmesi ile birçok benzerlikte göstermektedir. Her

ikisi haberleĢmede de radyo sinyalleri gönderilip alınır ve bu radyo bu sinyalleri 1 ve 0

dijital değerlerine dönüĢtürülür. Buna rağmen, WiFi haberleĢmesinin diğer radyo

haberleĢmelerine göre bazı önemli farkları vardır:

- WiFi haberleĢmesinde ya 2.4 GHz ya da 5 GHz sinyalleri kullanılır. Bu frekanslar

cep telefonu ve el telsizlerinin kullandıkları frekanslara oranla çok yüksektir. Wi-fi

haberleĢmesinde bu frekansların kullanılmasının sebebi; yüksek frekanslarda veri iletimi

daha iyi sağlanmaktadır.

- Son olarak Wi-Fi haberleĢmesi için 802.11 standartları kullanılmaktadır.

3.3.4.1. 802.11 Standartları

802.11a: 5 GHz‟lik frekans bandını kullanır. Veri gönderebilme kapasitesi saniyede

54Mb‟a kadar çıkabilmektedir. Bunların dıĢında orthogonal frequency division

multiplexing (OFDM) tekniğini kullanabildiğinden dolayı sinyalleri alıcıya göndermeden

önce birçok alt sinyale böler. Bu sayede sinyal üzerindeki gürültü azaltılmıĢ olur.

802.11b: Çok yavaĢ ve oldukça ekonomiktir. Ucuz olduğundan dolayı en çok kullanılan

standartlardan biri haline gelmiĢtir. 2.4 GHz frekansında veri gönderir. Veri gönderebilme

kapasitesi saniyede en fazla 11Mb‟e kadar çıkar. Bu yüzden hızını arttırabilmek için

complementary code keying ( CCK ) modülasyonunu kullanır.

19

802.11g: 2.4 GHz frekans bandını kullanır. Saniyede 54 Mb veri gönderebilmektedir.

Bu standart OFDM kodlamasını kullandığından 802.11b‟ye göre daha hızlıdır.

802.11n: En yeni teknolojidir. Hızı önemli ölçüde arttırmaktadır. Örneğin; 802.11g

teorik olarak saniyede 54 Mb veri gönderebilmesine rağmen pratikte en fazla 24 Mb/sn‟lik

hıza ulaĢabilmektedir. Fakat bu teknoloji sayesinde saniyede 140 Mb gönderim hızına

ulaĢılabilmektedir.

Tüm bu standartlarda kablosuz bağlantı adaptörü bulunmasına rağmen çoğu standartta

bağlantının daha güvenilir olması için farklı bir router daha kullanılmaktadır. Bunun yanı

sıra routerda herhangi bir sorun olması durumunda ya da bant geniĢliği için belirlenenden

daha fazla kullanıcı tarafından kullanıldığında bağlantıda bazı problemler ortaya çıkabilir.

WiFi noktalarında internetten kablosuz olarak yararlanabilmek için gerekli donanımın

bulunması Ģarttır. En azından bir USB ile kablosuz bağlantı sağlanabilir.

Kablosuz alıcı bir kez kurulup sürücüler tanıtıldıktan sonra kendiliğinden kablosuz ağ

arar.

20

4. MESAFE SENSÖRÜ

Ses dalgaları sınıflandırılmalarında 20KHz-1GHz frekans aralığında oluĢan ses

sinyalleri ultrasonik ses olarak tanımlanmaktadırlar. Projemizde mesafe sensörü olarak

HC-SR04 devresi kullanılmıĢtır. HC-SR04 devresi ultrasonik ses dalgalarının yansıyıp geri

gelmesi özelliğini kullanarak mesafe ölçümü yapabilmektedir. ġekil 12‟de HC-SR04

ultrasonik sensörü gösterilmiĢtir.

ġekil 12. HC-SR04 Ultrasonik Mesafe Sensörü

21

4. 1. HC-SR04 Ultrasonik Mesafe Sensörünün Çalışma Prensibi

HC-SR04 sensörü 40 KHz frekansında ultrasonik bir ses üretmektedir. Üzerinde

bulundurduğu alıcı ve verici transdüserleri kullanarak üretmiĢ olduğu ultrasonik sesi iletir.

Ġletilen ses dalgası yansıyarak alıcı transdüser tarafından algılanır.

HC-SR04 mesafe sensörünün üzerinde 4 adet pin mevcuttur. Bunlar Vcc, Trig, Echo,

Gnd pinleridir. Sensör trigger pininden 10 mikro saniyelik bir pals üretip gönderir. Sensör

40 KHz‟lik bir sinyal üretip 8 pals verici transdüsere gönderir. Bu ses dalgası havada

340m/s hızla yol alır ve bir engele çarptıktan sonra alıcı transdüsere yansır. Ses dalgasının

çarptığı engelin sensör ile arasındaki uzaklığına doğru orantılı olarak echo pini bir süre

lojik-1 seviyesinde kalır ve ardından tekrar lojik-0 olur. Echo pinini lojik-1 olduğu süre

bize mesafe konusunda bilgi verecektir.

4. 2. HC-SR04 Ultrasonik Mesafe Sensörünün Donanım Kısmı

HC-SR04 sensörünün kullanımını kendi isteklerimiz doğrultusunda yöneltmek için

mikrodenetleyici kullanılmıĢtır.

4.2.1. Pic16f877a Mikrodenetleyicisi

Mesafe sensörünün ses dalgasını iletme ve alma iĢlemleri arasında ki geçen zamanı

ihtiyaçlarımız doğrultusunda kullanabilmemiz Pic16F877a mikrodenetleyicisi

kullanılmıĢtır. Mikrodenetleyici entegresinin bacak bağlantıları ġekil 13‟de, teknik

özellikleri de Tablo 3‟de belirtilmiĢtir.

ġekil 13. Pic16f877a Bacak Bağlantıları

22

Tablo 3. Pic16f877a‟nın teknik özellikleri

Çalışma Frekansı DC-20 MHz

Program Belleği(14 bitlik

Kelimeler)

8K

Veri Belleği (Bayt) 368

E2PROM Veri Belleği (Bayt) 256

I/O Portları A,B,C,D ve E Portları

Seri Haberleşmeler MSSP, USART

10 bitlik Analog Dijital

Dönüştürücüleri

8 Adet GiriĢ Kanalı

Kesmeleri 15

Analog Karşılaştırıcılar 2 adet

4.2.2. 7805 Regülatörü

HC-SR04 sensörü ve Pic16f877a mikrodenetleyicisi 5V besleme gerilimi ile

çalıĢmaktadır. Piyasada bulunan piller 1.5V ve 9V olduklarından dolayı, bu tip pillerle

devrenin beslenebilmesi için 7805 regülatörü kullanılmaktadır.

7805 regülatöründe giriĢ geriliminin büyüklüğü hangi değerde olursa olsun çıkıĢ her

zaman 5V‟tur. 7805 GiriĢinde ve çıkıĢında oluĢabilecek herhangi bir dalgalanmayı

önlemek için regülatörün giriĢ pinine ve çıkıĢ pinine kondansatörler konulmaktadır. ġekil

14‟de 7805 regülatörü gösterilmektedir.

ġekil 14. 7805 regülatörü

23

4. 3. HC-SR04 Ultrasonik Mesafe Sensörünün Yazılım Kısmı

Sensör devresini isteğimize göre kullanabilmek için Pic 16f877A mikrodenetleyicisi

CCS C derleyicisi kodları yazılmıĢ ve PIC Kit programıyla da hex dosyasına çevrilmiĢ

kodlar PIC mikrodenetleyicisine yüklenmiĢtir. Devre Ģemasının çizimi için ise Proteus ve

Ares programları kullanılmıĢtır.

4.3.1. CCS C Derleyici Programı

C,C++ ve assembly gibi dillerde çalıĢma imkanı sunan bu derleyici, bir çok PIC

programlayıcı tarafından tercih edilen bir programdır.

4.3.2. PIC Kit

CCS C ve benzeri programlarda yazılmıĢ olup hex dosyasına derlenmiĢ kodlar bu

program ile mikrodenetleyiciye yüklenebilmektedir.

4.3.3. Proteus ve Ares

Elektrik-Elektronik mühendislerinin vazgeçilmez programı olan Proteus ve Ares

programları, sensör devremizin çiziminde ve baskı devresi çiziminde kullanılmıĢtır.

24

5. YAZILIMLARIN YÜKLENMESİ

5. 1. Uçuş Kontrol Kartı Yazılımının Yüklenmesi

Arduflyer UçuĢ kontrol kartının denge, escleri yönetim, kumanda ile haberleĢme gibi

birçok özelliğinin kullanımı için Arducopter yazılımı ile gerekli kodlar yazılmıĢtır. Kodllar

Arducopter programının kütüphanesinden alınmıĢ olan programların derlenip, USB

bağlantısı Mission Planner programı ile karta yüklenmiĢtir [5]. Arduflyer uçuĢ kontrol

kartının USB ile bağlantısını sağlayan giriĢi ġekil 15‟de gösterilmiĢtir.

ġekil 15. Kontrol kartı giriĢi

Mission Planner programı Ardupilot programında yazılmıĢ olan kodları tek baĢına

kontrol kartına yükleyebilmektedir. ġekil 16‟da Mission Planner Programıyla kodların

nasıl yüklendiği gösterilmektedir.

25

ġekil 16. Mission Planner programından kodların yüklenmesi

ġekil 16‟da Firmware dizinine gelerek kullanılacak araca yüklenilmesi istenen kodlar

bu arayüz sayesinde yüklenebilmektedir. Ardupilot programı ile yazılan kodlar aĢağıda

gösterilmiĢtir.

************************PARAMETRE KODLARI***************************

// -*- tab-width: 4; Mode: C++; c-basic-offset: 4; indent-tabs-mode: nil -*-

#ifndef PARAMETERS_H

#define PARAMETERS_H

#include <AP_Common.h>

// Global parameter class.

//

class Parameters

public:

// The version of the layout as described by the parameter enum.

//

// When changing the parameter enum in an incompatible fashion, this

// value should be incremented by one.

//

// The increment will prevent old parameters from being used incorrectly

// by newer code.

//

static const uint16_t k_format_version = 120;

26

// The parameter software_type is set up solely for ground station use

// and identifies the software type (eg ArduPilotMega versus

// ArduCopterMega)

// GCS will interpret values 0-9 as ArduPilotMega. Developers may use

// values within that range to identify different branches.

//

static const uint16_t k_software_type = 10; // 0 for APM

// trunk

// Parameter identities.

//

// The enumeration defined here is used to ensure that every parameter

// or parameter group has a unique ID number. This number is used by

// AP_Param to store and locate parameters in EEPROM.

//

// Note that entries without a number are assigned the next number after

// the entry preceding them. When adding new entries, ensure that they

// don't overlap.

//

// Try to group related variables together, and assign them a set

// range in the enumeration. Place these groups in numerical order

// at the end of the enumeration.

//

// WARNING: Care should be taken when editing this enumeration as the

// AP_Param load/save code depends on the values here to identify

// variables saved in EEPROM.

//

//

enum

// Layout version number, always key zero.

//

k_param_format_version = 0,

k_param_software_type,

k_param_ins_old, // *** Deprecated, remove with next eeprom number

change

k_param_ins, // libraries/AP_InertialSensor variables

// simulation

k_param_sitl = 10,

// barometer object (needed for SITL)

k_param_barometer,

// scheduler object (for debugging)

k_param_scheduler,

27

// Misc

//

k_param_log_bitmask = 20,

k_param_log_last_filenumber, // *** Deprecated - remove

// with next eeprom number

// change

k_param_toy_yaw_rate, // THOR The memory

// location for the

// Yaw Rate 1 = fast,

// 2 = med, 3 = slow

k_param_crosstrack_min_distance, // deprecated - remove with next eeprom

number change

k_param_rssi_pin,

k_param_throttle_accel_enabled,

k_param_wp_yaw_behavior,

k_param_acro_trainer_enabled,

k_param_pilot_velocity_z_max,

k_param_circle_rate,

k_param_sonar_gain, //

// 65: AP_Limits Library

k_param_limits = 65, // deprecated - remove

k_param_gpslock_limit, // deprecated - remove

k_param_geofence_limit, // deprecated - remove

k_param_altitude_limit, // deprecated - remove

k_param_fence, // 69

//

// 80: Heli

//

k_param_heli_servo_1 = 80,

k_param_heli_servo_2,

k_param_heli_servo_3,

k_param_heli_servo_4,

k_param_heli_pitch_ff,

k_param_heli_roll_ff,

k_param_heli_yaw_ff,

//

// 90: Motors

//

k_param_motors = 90,

//

// 100: Inertial Nav

28

//

k_param_inertial_nav = 100,

k_param_wp_nav = 101,

// 110: Telemetry control

//

k_param_gcs0 = 110,

k_param_gcs3,

k_param_sysid_this_mav,

k_param_sysid_my_gcs,

k_param_serial3_baud,

k_param_telem_delay,

//

// 140: Sensor parameters

//

k_param_imu = 140, // deprecated - can be deleted

k_param_battery_monitoring = 141,

k_param_volt_div_ratio,

k_param_curr_amp_per_volt,

k_param_input_voltage, // deprecated - can be deleted

k_param_pack_capacity,

k_param_compass_enabled,

k_param_compass,

k_param_sonar_enabled,

k_param_frame_orientation,

k_param_optflow_enabled,

k_param_low_voltage,

k_param_ch7_option,

k_param_auto_slew_rate,

k_param_sonar_type,

k_param_super_simple = 155,

k_param_axis_enabled = 157,

k_param_copter_leds_mode,

k_param_ahrs, // AHRS group

//

// 160: Navigation parameters

//

k_param_rtl_altitude = 160,

k_param_crosstrack_gain, // deprecated - remove with next eeprom number

change

k_param_rtl_loiter_time,

k_param_rtl_alt_final,

k_param_tilt_comp, //164 deprecated - remove with next eeprom number change

29

//

// Camera and mount parameters

//

k_param_camera = 165,

k_param_camera_mount,

k_param_camera_mount2,

//

// Batery monitoring parameters

//

k_param_battery_volt_pin = 168,

k_param_battery_curr_pin, // 169

//

// 170: Radio settings

//

k_param_rc_1 = 170,

k_param_rc_2,

k_param_rc_3,

k_param_rc_4,

k_param_rc_5,

k_param_rc_6,

k_param_rc_7,

k_param_rc_8,

k_param_rc_10,

k_param_rc_11,

k_param_throttle_min,

k_param_throttle_max,

k_param_failsafe_throttle,

k_param_throttle_fs_action, // remove

k_param_failsafe_throttle_value,

k_param_throttle_cruise,

k_param_esc_calibrate,

k_param_radio_tuning,

k_param_radio_tuning_high,

k_param_radio_tuning_low,

k_param_rc_speed = 192,

k_param_failsafe_battery_enabled,

k_param_throttle_mid,

k_param_failsafe_gps_enabled,

k_param_rc_9,

k_param_rc_12,

k_param_failsafe_gcs, // 198

//

30

// 200: flight modes

//

k_param_flight_mode1 = 200,

k_param_flight_mode2,

k_param_flight_mode3,

k_param_flight_mode4,

k_param_flight_mode5,

k_param_flight_mode6,

k_param_simple_modes,

//

// 210: Waypoint data

//

k_param_waypoint_mode = 210, // remove

k_param_command_total,

k_param_command_index,

k_param_command_nav_index, // remove

k_param_waypoint_radius, // remove

k_param_circle_radius,

k_param_waypoint_speed_max, // remove

k_param_land_speed,

k_param_auto_velocity_z_min, // remove

k_param_auto_velocity_z_max, // remove - 219

//

// 220: PI/D Controllers

//

k_param_acro_p = 221,

k_param_axis_lock_p, // remove

k_param_pid_rate_roll,

k_param_pid_rate_pitch,

k_param_pid_rate_yaw,

k_param_pi_stabilize_roll,

k_param_pi_stabilize_pitch,

k_param_pi_stabilize_yaw,

k_param_pi_loiter_lat,

k_param_pi_loiter_lon,

k_param_pid_loiter_rate_lat,

k_param_pid_loiter_rate_lon,

k_param_pid_nav_lat, // 233 - remove

k_param_pid_nav_lon, // 234 - remove

k_param_pi_alt_hold,

k_param_pid_throttle,

k_param_pid_optflow_roll,

k_param_pid_optflow_pitch,

31

k_param_acro_balance_roll, // scalar (not PID)

k_param_acro_balance_pitch, // scalar (not PID)

k_param_pid_throttle_accel, // 241

// 254,255: reserved

;

AP_Int16 format_version;

AP_Int8 software_type;

// Telemetry control

//

AP_Int16 sysid_this_mav;

AP_Int16 sysid_my_gcs;

AP_Int8 serial3_baud;

AP_Int8 telem_delay;

AP_Int16 rtl_altitude;

AP_Int8 sonar_enabled;

AP_Int8 sonar_type; // 0 = XL, 1 = LV,

// 2 = XLL (XL with 10m range)

// 3 = HRLV

AP_Float sonar_gain;

AP_Int8 battery_monitoring; // 0=disabled, 3=voltage only,

// 4=voltage and current

AP_Float volt_div_ratio;

AP_Float curr_amp_per_volt;

AP_Int16 pack_capacity; // Battery pack capacity less reserve

AP_Int8 failsafe_battery_enabled; // battery failsafe enabled

AP_Int8 failsafe_gps_enabled; // gps failsafe enabled

AP_Int8 failsafe_gcs; // ground station failsafe behavior

AP_Int8 compass_enabled;

AP_Int8 optflow_enabled;

AP_Float low_voltage;

AP_Int8 super_simple;

AP_Int16 rtl_alt_final;

AP_Int8 axis_enabled;

AP_Int8 copter_leds_mode; // Operating mode of LED

// lighting system

AP_Int8 battery_volt_pin;

AP_Int8 battery_curr_pin;

AP_Int8 rssi_pin;

AP_Int8 throttle_accel_enabled; // enable/disable accel based throttle controller

AP_Int8 wp_yaw_behavior; // controls how the autopilot controls yaw

during missions

32

// Waypoints

//

AP_Int8 command_total;

AP_Int8 command_index;

AP_Int16 circle_radius;

AP_Float circle_rate; // Circle mode's turn rate in deg/s. positive to rotate

clockwise, negative for counter clockwise

AP_Int32 rtl_loiter_time;

AP_Int16 land_speed;

AP_Int16 pilot_velocity_z_max; // maximum vertical velocity the pilot may

request

// Throttle

//

AP_Int16 throttle_min;

AP_Int16 throttle_max;

AP_Int8 failsafe_throttle;

AP_Int16 failsafe_throttle_value;

AP_Int16 throttle_cruise;

AP_Int16 throttle_mid;

// Flight modes

//

AP_Int8 flight_mode1;

AP_Int8 flight_mode2;

AP_Int8 flight_mode3;

AP_Int8 flight_mode4;

AP_Int8 flight_mode5;

AP_Int8 flight_mode6;

AP_Int8 simple_modes;

// Misc

//

AP_Int16 log_bitmask;

AP_Int8 toy_yaw_rate; // THOR The

// Yaw Rate 1

// = fast, 2 =

// med, 3 =

// slow

AP_Int8 esc_calibrate;

AP_Int8 radio_tuning;

AP_Int16 radio_tuning_high;

AP_Int16 radio_tuning_low;

AP_Int8 frame_orientation;

AP_Int8 ch7_option;

AP_Int16 auto_slew_rate;

33

#if FRAME_CONFIG == HELI_FRAME

// Heli

RC_Channel heli_servo_1, heli_servo_2, heli_servo_3, heli_servo_4; // servos for

swash plate and tail

AP_Float heli_pitch_ff;

// pitch rate feed-forward

AP_Float heli_roll_ff;

// roll rate feed-forward

AP_Float heli_yaw_ff;

// yaw rate feed-forward

#endif

// RC channels

RC_Channel rc_1;

RC_Channel rc_2;

RC_Channel rc_3;

RC_Channel rc_4;

RC_Channel_aux rc_5;

RC_Channel_aux rc_6;

RC_Channel_aux rc_7;

RC_Channel_aux rc_8;

#if MOUNT == ENABLED

RC_Channel_aux rc_10;

RC_Channel_aux rc_11;

#endif

#if CONFIG_HAL_BOARD == HAL_BOARD_PX4

RC_Channel_aux rc_9;

RC_Channel_aux rc_12;

#endif

AP_Int16 rc_speed; // speed of fast RC Channels in Hz

// Acro parameters

AP_Float acro_p;

AP_Int16 acro_balance_roll;

AP_Int16 acro_balance_pitch;

AP_Int8 acro_trainer_enabled;

34

// PI/D controllers

AC_PID pid_rate_roll;

AC_PID pid_rate_pitch;

AC_PID pid_rate_yaw;

AC_PID pid_loiter_rate_lat;

AC_PID pid_loiter_rate_lon;

AC_PID pid_throttle;

AC_PID pid_throttle_accel;

AC_PID pid_optflow_roll;

AC_PID pid_optflow_pitch;

APM_PI pi_loiter_lat;

APM_PI pi_loiter_lon;

APM_PI pi_stabilize_roll;

APM_PI pi_stabilize_pitch;

APM_PI pi_stabilize_yaw;

APM_PI pi_alt_hold;

// Note: keep initializers here in the same order as they are declared

// above.

Parameters() :

#if FRAME_CONFIG == HELI_FRAME

heli_servo_1 (CH_1),

heli_servo_2 (CH_2),

heli_servo_3 (CH_3),

heli_servo_4 (CH_4),

#endif

rc_1 (CH_1),

rc_2 (CH_2),

rc_3 (CH_3),

rc_4 (CH_4),

rc_5 (CH_5),

rc_6 (CH_6),

rc_7 (CH_7),

rc_8 (CH_8),

#if CONFIG_HAL_BOARD == HAL_BOARD_PX4

rc_9 (CH_9),

rc_10 (CH_10),

rc_11 (CH_11),

rc_12 (CH_12),

#elif MOUNT == ENABLED

rc_10 (CH_10),

rc_11 (CH_11),

#endif

35

// PID controller initial P initial I initial D

// initial imax

//-----------------------------------------------------------------------------------------------------

pid_rate_roll (RATE_ROLL_P, RATE_ROLL_I,

RATE_ROLL_D, RATE_ROLL_IMAX * 100),

pid_rate_pitch (RATE_PITCH_P, RATE_PITCH_I,

RATE_PITCH_D, RATE_PITCH_IMAX * 100),

pid_rate_yaw (RATE_YAW_P, RATE_YAW_I,

RATE_YAW_D, RATE_YAW_IMAX * 100),

pid_loiter_rate_lat (LOITER_RATE_P, LOITER_RATE_I,

LOITER_RATE_D, LOITER_RATE_IMAX * 100),

pid_loiter_rate_lon (LOITER_RATE_P, LOITER_RATE_I,

LOITER_RATE_D, LOITER_RATE_IMAX * 100),

pid_throttle (THROTTLE_P, THROTTLE_I, THROTTLE_D,

THROTTLE_IMAX),

pid_throttle_accel (THROTTLE_ACCEL_P, THROTTLE_ACCEL_I,

THROTTLE_ACCEL_D, THROTTLE_ACCEL_IMAX),

pid_optflow_roll (OPTFLOW_ROLL_P, OPTFLOW_ROLL_I,

OPTFLOW_ROLL_D, OPTFLOW_IMAX * 100),

pid_optflow_pitch (OPTFLOW_PITCH_P, OPTFLOW_PITCH_I,

OPTFLOW_PITCH_D, OPTFLOW_IMAX * 100),

// PI controller initial P initial I initial

// imax

//----------------------------------------------------------------------

pi_loiter_lat (LOITER_P, LOITER_I, LOITER_IMAX * 100),

pi_loiter_lon (LOITER_P, LOITER_I, LOITER_IMAX *

100),

pi_stabilize_roll (STABILIZE_ROLL_P, STABILIZE_ROLL_I,

STABILIZE_ROLL_IMAX * 100),

pi_stabilize_pitch (STABILIZE_PITCH_P, STABILIZE_PITCH_I,

STABILIZE_PITCH_IMAX * 100),

pi_stabilize_yaw (STABILIZE_YAW_P, STABILIZE_YAW_I,

STABILIZE_YAW_IMAX * 100),

pi_alt_hold (ALT_HOLD_P, ALT_HOLD_I,

ALT_HOLD_IMAX)

;

extern const AP_Param::Info var_info[];

#endif // PARAMETERS_H

36

5. 2. ESC Yazılımının Yüklenmesi

Esclerin yazılımı AVR stk200 KickStart programı ve SimonK program yükleyicisi ile

yapılmıĢtır. Bu yazılım kodlarının ESC‟lere yüklenmesi ile 8KHz olan cevap süresi, 16

KHz‟e yükseltilmiĢtir.

Cevap süresini 16 KHz‟e yükselten yazılımın kodları aĢağıda gösterilmektedir:

**********************16 KHz‟e Yükseltme Yazılım Kodu*********************

.equ F_CPU = 16000000

.equ USE_INT0 = 1

.equ USE_I2C = 0 ; We could, but FETs are on the I2C ports

.equ USE_UART = 0

.equ USE_ICP = 0

;*********************

; PORT D definitions *

;*********************

;.equ = 7

;.equ = 6

.equ AnFET = 5

.equ ApFET = 4

;.equ = 3

.equ rcp_in = 2

.equ INIT_PD = (1<<ApFET)

.equ DIR_PD = (1<<AnFET)+(1<<ApFET)

.equ AnFET_port = PORTD

.equ ApFET_port = PORTD

.MACRO rcp_int_enable

ldi @0, (1<<INT0) ; enable ext0int

out GICR, @0

.ENDMACRO

37

.MACRO rcp_int_disable

out GICR, ZH ; disable ext0int

.ENDMACRO

.MACRO rcp_int_rising_edge

ldi @0, (1<<ISC01)+(1<<ISC00)

out MCUCR, @0 ; set next int0 to rising edge

.ENDMACRO

.MACRO rcp_int_falling_edge

ldi @0, (1<<ISC01)

out MCUCR, @0 ; set next int0 to falling edge

.ENDMACRO

.MACRO AnFET_on

sbi PORTD, AnFET

.ENDMACRO

.MACRO AnFET_off

cbi PORTD, AnFET

.ENDMACRO

.MACRO ApFET_on

cbi PORTD, ApFET

.ENDMACRO

.MACRO ApFET_off

sbi PORTD, ApFET

.ENDMACRO

.MACRO AnFET_on_reg

sbr @0, 1<<AnFET

.ENDMACRO

.MACRO AnFET_off_reg

cbr @0, 1<<AnFET

.ENDMACRO

.MACRO ApFET_on_reg

38

cbr @0, 1<<ApFET

.ENDMACRO

.MACRO ApFET_off_reg

sbr @0, 1<<ApFET

.ENDMACRO

;*********************

; PORT C definitions *

;*********************

.equ mux_b = 7 ; ADC7

.equ mux_a = 6 ; ADC6

.equ BpFET = 5

.equ BnFET = 4

.equ CpFET = 3

.equ mux_voltage = 2 ; ADC2 voltage input (220k from Vbat, 51k to gnd, 10.10V -

> 1.900V at ADC2)

.equ mux_temperature = 1 ; ADC1 temperature input (some boards) (10k NTC to

5V, 820 to gnd)

.equ mux_c = 0 ; ADC0

.equ O_POWER = 220

.equ O_GROUND = 51

.equ INIT_PC = (1<<BpFET)+(1<<CpFET)

.equ DIR_PC = (1<<BnFET)+(1<<BpFET)+(1<<CpFET)

.equ BpFET_port = PORTC

.equ BnFET_port = PORTC

.equ CpFET_port = PORTC

.MACRO BnFET_on

sbi PORTC, BnFET

.ENDMACRO

.MACRO BnFET_off

cbi PORTC, BnFET

39

.ENDMACRO

.MACRO BpFET_on

cbi PORTC, BpFET

.ENDMACRO

.MACRO BpFET_off

sbi PORTC, BpFET

.ENDMACRO

.MACRO CpFET_on

cbi PORTC, CpFET

.ENDMACRO

.MACRO CpFET_off

sbi PORTC, CpFET

.ENDMACRO

.MACRO BnFET_on_reg

sbr @0, 1<<BnFET

.ENDMACRO

.MACRO BnFET_off_reg

cbr @0, 1<<BnFET

.ENDMACRO

.MACRO BpFET_on_reg

cbr @0, 1<<BpFET

.ENDMACRO

.MACRO BpFET_off_reg

sbr @0, 1<<BpFET

.ENDMACRO

.MACRO CpFET_on_reg

cbr @0, 1<<CpFET

.ENDMACRO

.MACRO CpFET_off_reg

sbr @0, 1<<CpFET

.ENDMACRO

.MACRO comp_init

40

in @0, SFIOR

sbr @0, 1<<ACME ; switch to comparator multiplexed

out SFIOR, @0

cbi ADCSRA, ADEN ; disable ADC

.ENDMACRO

.MACRO set_comp_phase_a

ldi @0, mux_a ; set comparator multiplexer to phase A

out ADMUX, @0

.ENDMACRO

.MACRO set_comp_phase_b

ldi @0, mux_b ; set comparator multiplexer to phase B

out ADMUX, @0

.ENDMACRO

.MACRO set_comp_phase_c

ldi @0, mux_c ; set comparator multiplexer to phase C

out ADMUX, @0

.ENDMACRO

;*********************

; PORT B definitions *

;*********************

;.equ = 7

;.equ = 6

;.equ = 5 (sck stk200 interface)

;.equ = 4 (miso stk200 interface)

;.equ = 3 (mosi stk200 interface)

.equ GND_PIN = 2 ; Seems to be grounded on this board

;.equ = 1

.equ CnFET = 0

.equ INIT_PB = 0

.equ DIR_PB = (1<<CnFET)

.equ CnFET_port = PORTB

41

.MACRO CnFET_on

sbi PORTB, CnFET

.ENDMACRO

.MACRO CnFET_off

cbi PORTB, CnFET

.ENDMACRO

.MACRO CnFET_on_reg

sbr @0, 1<<CnFET

.ENDMACRO

.MACRO CnFET_off_reg

cbr @0, 1<<CnFET

.ENDMACRO

;********************

; Some other Macros *

;********************

.MACRO nFET_brake

AnFET_on

BnFET_on

CnFET_on

.ENDMACRO

.MACRO all_nFETs_off

AnFET_off

BnFET_off

CnFET_off

.ENDMACRO

.MACRO all_pFETs_off

ApFET_off

BpFET_off

42

CpFET_off

.ENDMACRO

.MACRO RED_on

.ENDMACRO

.MACRO RED_off

.ENDMACRO

.MACRO GRN_on

.ENDMACRO

.MACRO GRN_off

.ENDMACRO

5. 3. Mesafe Sensörü Devresinin Yazılımının Yüklenmesi

Mesafe alarm sensörü devresi Proteus programında çizilmiĢtir. Devre Ģeması ġekil17‟de

gösterilmektedir.

ġekil 17. Mesafe sensörü devre Ģeması

Devremiz regülatöre 9V besleme verilmesiyle çalıĢmaktadır.9V‟luk besleme 7805

regülatörü ile 5V‟a indirilerek devre elemanlarının besleme uçlarına gönderilmektedir.

Ultrasonik mesafe sensörünün trigger ucu mikrodenetleyicinin 34.pinine, echo ucu da

43

33.pinine bağlanmıĢtır. Sensör devresinin trigger ucundan üretilen ultrasonik ses dalgası

transdüserden gönderildiği andan itibaren mikrodenetleyicinin 34.pininden giriĢ

yapmaktadır. Echo ucu ses yansıyıp geri gelene kadar 33.pini lojik-1 seviyesinde

tutmaktadır. Bu zaman dilimi mikrodenetleyicinin TIMER‟ı kullanılarak hesaplanmıĢtır.

Bu özelliğinden faydalanarak uzaklığın 70cm‟den az olması durumunda

mikrodenetleyicinin 40.bacağının lojik-1 olması ve buzzere besleme gerilimi sağlanması

amaçlanmıĢtır. Bu amaç doğrultusunda mikrodenetleyicimiz programlanmıĢtır.

Pic16F877A mikrodenetleyicisinin timerı ile Echo pininin lojik-1 konumunda kaldığı

süre hesaplanmaktadır. Mikrodenetleyici 4Mhz kristal osilatör kullanılarak, timer 1

mikrosaniye çözünürlüğünde pinin durumunu ölçmüĢ olur. Sesin 340m/sn hızında hareket

ettiği düĢünülürse; Denklem 8‟e göre mesafe ölçülmüĢ olur:

V=X/t (8)

Denklem 8‟e göre;

340m/sn=34000cm/1000000mikrosaniye=1/29 santimetre/mikrosaniye olarak

hesaplanır.

Bu denkleme bağlı kalarak mikrodenetleyicinin, 70 santimetre uzaklığından daha az bir

ölçüm gerçekleĢtiğinde mikrodenetleyicinin 40.pinine lojik-1 verilmesi istenmiĢ ve bu pine

buzzer takılarak ses çıkarması istenmektedir.

Bu algoritmaya uygun program CCS C ile yazılmıĢ ve PIC16F877A

mikrodenetleyicisine yüklenmiĢtir. Kaynak kodlar aĢağıda gösterilmiĢtir.

#include <16F877.h>

#FUSES XT,NOWDT,NOPROTECT,PUT,NOBROWNOUT,NOLVP

#use delay(clock=4000000)

int16 uzaklik, zaman;

#define trig pin_B1

#define echo pin_B0

#USE standard_io(b)

44

void main()

setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8);

while(1)

output_high(trig);

delay_us(20);

output_low(trig);

while(!input(echo));

set_timer1(0);

while(input(echo));

zaman=get_timer1();

uzaklik=(zaman*10)/(58.0);

if(uzaklik<70)

output_high(pin_B7);

else

output_low(pin_B7);

printf(LCD_PUTC, "\fZaman :%Lu \nUzaklik = %Lu",zaman,uzaklik);

delay_ms(500);

45

6. SONUÇ

Projemiz quadrotor ve mesafe sensörü parçalarının yazılımlarının yüklenmesi, donanım

parçalarının birleĢtirilmesi ile son bulmuĢtur. Projeye genel olarak bakıldığında insansız

hava aracı quadrotorun toplanmasının, kontrol mekanizmasının, yazılımının ve

donanımlarının uyum içinde çalıĢmasının karmaĢık düzende olduğu görülmektedir.

Projemiz bizlere mühendislik projelerinin yapımında ne tür zorluklar, aksiliklerle

karĢılaĢacağımızı tüm proje yapımı boyunca göstermiĢtir. Sadece projenin yapımı değil bu

aksilikleri, zorlukları aĢmanın da mühendislik becerisi olduğu anlaĢılmaktadır.

Quadrotor donanımları, yazılımları yüklendikten sonra birbirleriyle bağlanmıĢtır.

Mesafe Sensörü ve WiFi kameraları da iskeletin üzerine eklenerek projemiz

tamamlanmıĢtır.

46

7. KAYNAKÇA

[1] G. Hoffmann, D. G. Rajnarayan, S. L. Waslander, D. Dostal, J. S. Jang and C. J.

Tomlin, “The Standford Testbed of Autonomous Rotorcraft for Multi-Agent Control

(STARMAC)”, 23rd Digital Avionics Systems Conference, 2004.

[2] A. Karaahmetoğlu, “Dört Rotorlu Hava Aracının Durum Kestirimine Dayalı LQG ile

Yörünge Kontrolü,” Ġstanbul Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği

Bölümü Bitirme Tasarım Projesi, Ġstanbul, Türkiye, 2000

[3] C. Dikmen, A. Arısoy and H. TemeltaĢ, “Dikey ĠniĢ-KalkıĢ Yapabilen Dört Rotorlu

Hava Aracının (Quadrotor) UçuĢ Kontrolü”, Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi,

sayı 3, sayfa 33-40, Ocak 2010.

[4] K. Jack, A Handbook for the Digital Engineer, Burlington, USA

[5] S. L. Waslander, G. Hoffmann, J. S. Jang and C. J. Tomlin, “MultiAgent X4-Flyer

Testbed Control Design: Integral Sliding Mode vs. Reinforcement Learning”,

IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2005.

47

8. EKLER

EK-1: UçuĢ Kontrol Kartının Yazılım Kodları CD‟de bulunmaktadır.

48

EK-2: Projemiz boyunca aĢağıdaki çalıĢma takvimine uyulmuĢtur:

ġUBAT MART NĠSAN MAYIS HAZĠRAN

Malzemelerin

Temini

x x x

Pilotaj Eğitimi x x x

Montaj ve Test x x

Cihazın Test

Edilmesi

x x

Bitirme

Tezinin

Yazımı

x

Tezin Sunumu x

49

EK-3: Standartlar ve Kısıtlar Formu

1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.

Projemiz daha sonra geliĢtirilmesinin mümkün olmasının yanında kullanım alanları

oldukça geniĢ olan bir projedir.

2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?

YapmıĢ olduğumu bu projede baĢlangıç aĢamasından bitiĢ aĢamasına kadar herhangi bir

mühendislik problemi ile karĢılaĢılmamıĢ olmasından dolayı böyle bir çözüme ihtiyaç

duyulmamıĢtır.

3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız?

MikroiĢlemçiler, görüntü iĢleme ve sayısal iĢaret iĢleme derslerinden kazanmıĢ

olduğumuz bilgi ve becerilerileri kullandık.

4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?

Söz konusu projede herhangi bir standart kullanılmıĢtır.

5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?

a) Ekonomi

Projede kullanılacak olan malzemelerin en ekonomik olanlarının seçilmesinin

yanında, maliyet olarak yüksek olan araç gereçlerinin yerine daha ekonomik

sistemler düĢünülerek çözüme ulaĢılmıĢtır.

b) Çevre sorunları:

Projemizin çevreye herhangi bir yan etkisi bulunmamaktadır. Çevrenin olumsuz

etkilerinden etkilenebilecek devre elemanları bulunmaktadır.

50

c) Sürdürülebilirlik:

Proje sürdürülebilirlik açısından gerçi bir proje olmakla birlikte teknik ve fiziki

olarak gerçekleĢtirilmesi mümkündür. Projemiz yapısı bakımından her yönüyle

geliĢtirilebilir bir projedir.

d) Üretilebilirlik:

Quadrotor sistemi üretilebilirlik açısından herhangi bir problemi bulunmayan,

proje için gerekli malzemeler Türkiye sınırları içinde bulunabilmekte olup,

temininde herhangi bir sıkıntı bulunmamaktadır. Bu sayede üretilebilirlilik

sağlamaktadır.

e) Etik:

Quadrotor projesinin etik açıdan herhangi bir problemi bulunmamaktadır.

f) Sağlık:

Quadrotor projesi insan sağlığına zararlı etkileri olmayan bir projedir.

g) Güvenlik:

Projemizin herhangi bir güvenlik sorunu yoktur.

h) Sosyal ve politik sorunlar:

Quadrotor projemiz sosyal ve politik bir sorun teĢkil etmemektedir.

Projenin Adı GÖRÜNTÜ AKTARMALI QUADROTOR

Projedeki Öğrencilerin

adları

Merve SAĞLAM, Bahadır AYDINOĞLU

Tarih ve İmzalar

51

ÖZGEÇMİŞ

1990 yılında Antalya ilinde doğdu. Ġlköğretim eğitimini BaĢöğretmen Atatürk

Ġlköğretim Okulu‟nda(1996-2004), ortaöğrenimini Hacı Dudu-Mehmet Gebizli Lisesi‟nde

(2004-2007) tamamladı. Lisans eğitimine 2008 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi

Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü‟nde son sınıf

öğrencisi olarak devam etmektedir.

Bahadır AYDINOĞLU

1990 yılında Ankara ilinde doğdu. Ġlköğretim eğitimini Ġstaklal Ġlköğretim Okulu‟nda

(1996-2004), ortaöğrenimini Süleyman Demirel Anadolu Lisesi‟nde (2004-2008)

tamamladı. Lisans eğitimine 2008 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik-

Mimarlık Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü‟nde son sınıf öğrencisi

olarak devam etmektedir.

Merve SAĞLAM