Adım Adım Drone Nasıl Yapılır? -1-

Bir önceki yazımızda drone yapabilmek için hangi malzemelere ihtiyacımız olduğundan bahsetmiştik.Bu yazımızda ise daha fazla detaya gireceğiz.

Öncelikle araç için frame yani araç için bir gövdeye ihtiyacımız  var.Bu frame’i kendimiz tasarlayıp üretebileceğimiz gibi satın alarak da elde edebiliriz.Benim yaptığım projede Solidworks kullanarak parçaların büyüklüklerini,üretilecek malzemeyi kendim seçmiştim.Dışardan aldığımız frame’in malzemeler için boyutları yetersiz kalabilir.Bu nedenle kendi tasarımınızı malzemelere uygun şekilde  yapmanızı öneririm.Yaptığınız tasarımı 3B yazıcı ya da CNC Router ile üretebilirsiniz.

Tricopter’in,Quadcopter’in ya da herhangi bir multicopter’in tasarımını yapabilmek  için mekanik özelliklerini iyi bilmek gereklidir.Ağırlığına,boyutuna ve yüksekliğine göre malzemeler seçilmelidir.Bu noktada aracın hangi amaçla kullanılacağı da önemlidir.Çekim yapmak için kullanılacaksa alınması gereken malzemelere kamera da eklenecektir.

Yazılım kısmına hakim olmak istiyorsak Arduino ya da buna benzer mikrodenetleyici kartlarını kullanabiliriz.Projenin büyüklüğüne,yapacağınız işe,sensör sayısına göre arduino çeşitlerinden birini seçmelisiniz.

Arduino çeşitleri:Arduino DUE, Arduino Leonardo, Arduino Mega 2560, Arduino LilyPad, Arduino Esplora, Arduino Uno, Arduino Pro Mini, Arduino Mini, Arduino BT (Bluetooth), Arduino Nano, Arduino Ethernet, Arduino Pro, Arduino Mega ADK, Arduino Fio, Arduino Mega 2560, ve Arduino LilyPad.

Kodlama kısmına girmek istemiyorsanız hazır kodların bulunduğu Kontrol Kartları bulunmaktadır.Fakat kodlara ekleme yapabileceğiniz kontrol kartları fazla bulunmamaktadır.

Motor,ESC,Pervaneler: Multicopterlerde kullanılan motorlar, fırçasız DC motor olarak bilinen motorlardır. Bu tipte motor kullanılmasının sebebi, fırçasız motorların fırçalı motorlara göre çok daha verimli olması ve aşınan parça sayısının az olmasındandır. Farklı büyüklükteki gövdelerde farklı boyda motorlar kullanılır.Fırçasız motorların kullanılabilmeleri için mutlaka sürücüye ihtiyaçları vardır.Bu sürücüye Electronic Speed Control ya da kısaca ESC deniliyor.Aşağıda ESC ve fırçasız motor örneklerine yer verilmiştir.

 

ESC ve motor kombinasyonunu, kullanacağımız gövde büyüklüğüne ve ağırlığına göre seçmemiz gereklidir.yukarıdaki fotoğrafta gördüğünüz ESC 5,6 – 16,8V arası gerilim aralığında maksimum 18A akım sağlayabilmektedir. Motorlarımızın da özellikler listesinden bakarak uygun ESC’yi kullanmamız gereklidir.

Multicopterlerde pervaneler çoğunlukla saat yönü (CW) ve saat yönünün tersi (CCW) dönecek şekilde birlikte bulunur.Multicopterin ön ve arka kısımlarına farklı renkte pervaneler kullanmanız, drone’un yönünü karıştırmamanız için doğru bir tercih olacaktır.Pervane’nin yapıldığı malzemeye,çapına göre çeşitleri bulunuyor.

Küçük pervane daha yüksek RPM’lerde dönebilir. Çünkü motor dönmek için kendini zorlamayacaktır ve düşük akımda dönecektir. Daha yumuşak ve tepkileri bir o kadar yüksek olacaktır.Daha düşük ölçülü pervaneler, hızlı RPM değişimleri için uygundur.Multicopterinizi daha stabil yapar.

Pervaneler pal sayısına göre de sınıflandırılabilir.Multicopterlerde en fazla kullanılan çeşitleri:2 palli ve 3 palli pervanelerdir.3 palli pervane havayı daha fazla kavrayacağı için tercih etmek isteyebilirsiniz.Benim gibi 🙂 Fakat pal sayısı arttıkça daha fazla itme sağlayacaktır bu da akım tüketimini  bir o kadar artıracaktır.Yani pal sayısı arttıkça verimi düşmektedir.

Pervane aldığınızda üzerinde rakamlar göreceksiniz bunların anlamlarını da sizlere yardımcı olması için açıklayalım.

L: uzunluk, P: hatve, B: pal sayısıdır.

Örneğin, elimizde 6*4.5′ luk (6045 olarak da bilinir.) pervane olsun. Buradaki 6 uzunluğu, 4.5 ise hatveyi temsil eder.Uzunluk birimleri inç cinsindendir.Başka bir örnek verirsek, 5*4*3 veya 5040*3 rakamları; 5 inç uzunluğunda, 4 inç hatveyi sahip, 3 palli veya 3 bıçaklı pervaneyi temsil eder.

Bazen pervanenin üzerinde “BN” ibaresini görebilirsiniz. Buradaki “BN”, küt burunlu pervane (bullnose) olduğunu gösterir.Bazen de pervanenin üzerinde “R” veya “C” görebilirsiniz. Buradaki ifadeler, pervanenin rotasyonunu ifade eder. Eğer pervanenin üzerinde “R” görüyorsanız “reversed” yani ters demektir. Saat yönünde dönen pervaneye takılmalıdır. Eğer “C” varsa, saat yönü tersi dönen motora takılmalıdır.

Pervane ve motor arasında nasıl bir ilişki olmalıdır.Bunu bir sonraki yazımızda daha ayrıntılı şekilde değineceğiz.

Kumanda ve alıcı: Drone’umuzu uçurabilmemiz için tabi ki bir kumandaya ihtiyacımız olacak. Bir drone’u uçurmak için en az 4 kanala sahip bir hava aracı kumandası kullanmalıyız. RC kumandalarda en sık kullanılan mode 1 ve mode 2 olmak üzere iki stik konfigürasyonu mevcuttur. Bu ikisi arasındaki fark, gaz çubuğu ve rudder’ın farklı konumlarda olmasından kaynaklanır. Dünyada ve ülkemizde büyük çoğunlukta mode 2 kumanda (gaz çubuğu sol stikte) kullanılır.Günümüzde, RC uzaktan kumandaların neredeyse hepsi 2.4 GHz frekansta çalışmaktadır. Bu sayede anten boyları kısalmış ve frekansın birbiri ile karışma olasılığı neredeyse yok olmuştur.2.4 GHz sistemler, menzil konusunda ise en az 500m civarında bir performans gösterirler.

Bataryalar: Drone’larda kullandığımız piller lityum polimer tipteki pillerdir. Kısaca lipo batarya da denir. Bu piller ağırlık ve boyutlarına oranla oldukça fazla enerji verebilme yeteneğine sahiptir. Lityum polimer pillerin her bir hücresi, nominal olarak 3,7V, tam dolu olduklarında ise 4,2V gerilime sahiptir.

Örneğin 3S diye tabir edilen bir lityum batarya, 3 x 3,7V = 11,1V nominal gerilime; tam şarjlı iken ise 12,6V gerilime sahiptir. Lityum bataryaların miliamper saat (mAh) cinsinden kapasiteleri üzerlerinde belirtilir. Ayrıca bu kapasiteye oranla ne kadar akım verebildikleri üzerinde yazan “C” değerine bağlıdır.

Örnek verecek olursak, 2200 mAh 25C değerindeki bir lipo batarya, 2,2A x 25 = 55A akımı sürekli olarak sağlayabilir.

Bir sonraki yazımızda frame tasarımlarını sizlerle paylaşacağım ve aerodinamik hesapları,stabilite ve PID kontrollerini açıklamaya başlayacağız. Arduino ile yaptığım deneyleri de sizlerle paylaşacağım.