Uçuş kontrolörü panoları

Uçuş Kontrol Kartı Türleri

Uçuş kontrol kartı türlerini doğru bir şekilde tartışmak için öncelikle uçuş kontrol cihazının ne olduğunu anlamak önemlidir. Uçuş kontrol cihazı, uçaklarda, dronlarda ve robotlarda kullanılan bir otopilot sistemidir. Aracın hareketini dengelemek ve kontrol etmek için çeşitli sensörler ve algoritmalar kullanır. Bir uçuş kontrol cihazı tipik olarak ivmeölçer, jiroskop, barometre ve manyetometre gibi çeşitli sensörlerden oluşur.

Şimdi, uçuş kontrol kartı, özellikler, boyut ve kontrol metodolojilerine göre kategorize edilebilir. Bunlar şunları içerir:

• Kontrol Yöntemi: Bu, PID, LQR ve Tamamlayıcı Filtre kontrol metodolojilerini içerir. PID kontrol cihazları, konum, yönlendirme, hız ve ivmedeki hatalara göre kontrol girdilerini ayarlar. LQR'lar, sistemin bir durum uzayı modelini ve bir maliyet fonksiyonunu en aza indiren bir kontrol cihazı tasarlamak için optimizasyon tekniklerini kullanır. Tamamlayıcı filtre kontrolü, farklı sensörlerden gelen verileri, yönlendirme veya diğer durum değişkenlerini tahmin etmek için tamamlayıcı bir filtre algoritması kullanarak birleştirir.
• Boyut: Uçuş kontrol cihazları farklı boyutlarda gelir. Bunlar, sınırlı alana sahip küçük dronlar veya uçaklar için uygun Mini, Mikro ve Nano boyutlu uçuş kontrol cihazlarını içerir. Daha büyük dronlar veya uçaklar için genel olarak normal boyutlu uçuş kontrol cihazları kullanılır.
• Özellikler: Gelişmiş uçuş kontrol kartları, telemetri sistemleri, GPS ve barometre altimetreleri gibi özelliklere sahipken, temel olanlar bu özelliklere sahip değildir. Telemetri sistemleri, bir radyo bağlantısı aracılığıyla uçuş kontrol cihazının gerçek zamanlı olarak izlenmesini ve kontrol edilmesini sağlar. GPS, uydu tabanlı navigasyon ve konumlandırmaya olanak tanırken, barometre altimetreleri, irtifa ölçmek için atmosferik basınç sensörleri kullanır.

Uçuş Kontrol Kartlarının İşlevleri ve Özellikleri

Farklı uçuş kontrol kartları, değişen özelliklere sahiptir. Uçuş kontrol yetenekleri, uçağın pilota ait kontroller, kararlılığı, güvenliği ve kullanım kolaylığına nasıl tepki verdiğini etkiler. Uçuş kontrol cihazlarının bazı standart özellikleri şunlardır;

• Çok Eksenli İvmeölçer: Kart, uçağın uzayda açısal hareketini ve ivmesini ölçen çok eksenli bir ivmeölçere sahiptir. Veriler, uçağın yönlendirmesini ve hareketini kontrol etmek için işlenir. Bazı kartlar yalnızca 3 eksenli ivmeölçere sahipken, diğerleri 6, 8 veya 10 eksenli sensöre sahiptir. Uçağın sorunsuz bir şekilde kontrol edilmesini ve dengeye alınmasını sağlar.
• GPS Modülü: Bu modül, otonom uçuşları, yol noktası navigasyonunu ve irtifa tutuşunu yönlendirir. Doğru konumlandırma, uçuş haritalama ve başlangıç noktasına dönüş yeteneklerini sağlar. Bazı uçuş kontrol cihazlarında GPS modülü entegre edilmiştir, diğerlerinde ise harici bir GPS ünitesini bağlamak için bir port bulunur.
• Barometre: Barometre irtifa sensörü, uçuş irtifasını belirlemek için hava basıncındaki değişiklikleri ölçer. İrtifa tutuşunu ve hassas dikey navigasyonu sağlar. GPS modülü gibi, bazı kartlarda barometre sensörü karta entegre edilmiştir, diğerlerinde ise harici bir sensörü bağlamak için bir port bulunur.
• Telemetri Sistemi: Uçuş kontrol cihazları için telemetri özelliği, yer istasyonlarına veya monitörlere radyo bağlantıları aracılığıyla gerçek zamanlı veri aktarımı sağlar. Uzun mesafelerde uçuş verilerinin izlenmesini, komut ve kontrolü ve görev planlamasını sağlar.
• Çoklu Uçuş Modları: Birçok uçuş modu kontrol cihazı, stabilizasyon, akro, irtifa tutuşu ve otonom modlar dahil olmak üzere bir dizi manuel ve otomatik mod sunar. Her mod, farklı uçuş koşulları, pilot beceri seviyeleri ve uçuş görevleri için tasarlanmıştır.
• Güvenlik Önlemi ve Eve Dönüş Fonksiyonları: Uçuş kartları, sinyal kaybını, düşük pili ve sistem arızalarını algılayan gelişmiş güvenlik önlemi sistemlerine sahiptir. Uçağın kaybını veya hasarını önlemek için otomatik eve dönüş, iniş veya görev iptali gibi güvenli kurtarma prosedürleri başlatırlar.
• Kompakt Tasarım: Çoğu uçuş kontrol cihazı, çeşitli İHA yapılandırmalarına entegrasyona olanak tanıyan kompakt bir tasarıma sahiptir. Küçük bir uçuş kontrol cihazı, ağırlığı en aza indirir ve faydalı yük kapasitesini ve manevra kabiliyetini en üst düzeye çıkarır.
• Çok İşlemcili Mimarlık: Çok işlemcili mimari, uçuş kontrol sisteminin işlem gücünü ve yedekliliğini artırır. Karmaşık uçuş görevleri için güvenilir algılamayı, karar vermeyi ve harekete geçirmeyi sağlar.
• Programlanabilir Parametreler: Programlanabilir parametreler, görev gereksinimlerine uyacak şekilde uçuş kontrol özelliklerinin ve yapılandırmasının özelleştirilmesini sağlar. Kazançları, modları ve ayarları ayarlar, uçuş performansını optimize eder.

Uçuş Kontrol Kartlarının Kullanım Senaryoları

Uçuş kontrol cihazları, insansız hava araçları (İHA) veya dronların kritik bileşenleridir, ancak ayrıca çeşitli diğer alanlarda da uygulamalar bulmaktadır. İşte uçuş kontrol kartlarının bazı temel kullanım senaryoları:

• Dronlar ve İnsansız Hava Araçları (İHA)

  Uçuş kontrol cihazlarının birincil uygulaması, insansız hava araçlarını dengelemek ve kontrol etmektir. Uçuş kontrol kartları, inceleme, gözetim, haritalama veya teslimat için kararlı uçuş sağlamak için gerekli sensörleri ve kontrol algoritmalarını sağlar. Gelişmiş uçuş kontrol cihazları, GPS yol noktalarını veya diğer navigasyon sistemlerini kullanarak otonom görevler etkinleştirir.

• RC Uçaklar, Helikopterler ve Planörler

  Hobi sahipleri, uzaktan kumandalı uçaklara, helikopterlere ve planörlere modern stabilizasyon özellikleri eklemek için uçuş kontrol kartı kullanırlar. Fırçasız gimbal uçuş kontrol cihazı, hava fotoğrafçılığı dronları için stabilizasyon sağlayabilirken, daha basit kartlar yalnızca RC spor uçakları için temel stabilizasyon sağlayabilir.

• Hava Tekneleri, Hidrofilik Araçlar ve Su Altı ROV'lar

  Geleneksel uçakların dışında, uçuş kontrol cihazları, hava tekneleri, deniz araçları veya su altı uzaktan kumandalı araçlar (ROV'lar) gibi diğer araçlarda kullanım için uyarlanabilir. Bu uygulamalar, göller, okyanuslar veya derin madenler gibi ortamları ele almak için basınç sensörlerine sahip su geçirmez FCU'lar gerektirir.

• Prototipleme ve Geliştirme

  Üniversiteler ve araştırma kurumları, yeni kontrol algoritmaları, sensör teknolojileri ve otonom uçuş sistemleri geliştirmek ve test etmek için uçuş kontrol kartları kullanırlar. Bu, çoklu araç koordinasyonu, algıla ve kaçınma sistemleri ve AI tabanlı uçuş kontrolü gibi alanlarda bilgi birikimini artırır. Öğrenciler, gömülü sistemler, robotik ve havacılık ile ilgili pratik beceriler öğrenir.

• Diğer Uygulamalar

  Asıl olarak uçuş kontrolü için olsa da, bu kartlar diğer DIY projeleri için yeniden kullanılabilir. Kullanıcılar, robotik kollar, kendi kendini dengeleyen scooterlar, elektrikli bisikletler ve eğim/dengeye yanıt veren taşınabilir hoparlörler gibi uygulamalarda bunları kullandı. Çeşitli sensörler ve programlanabilirlik, havacılığın ötesinde yaratıcı projelere olanak tanır.

Uçuş Kontrol Kartları Nasıl Seçilir?

Satılık doğru uçuş kontrol kartı PCB'lerini seçmek çok önemlidir. Karar, müşteriye ve uygulamaya özel ihtiyaçlara göre verilmelidir. Bir uçuş kontrol cihazı seçerken göz önünde bulundurulması gereken bazı önemli faktörler şunlardır:

• Amaç: Öncelikle uçuş kontrol cihazının ana kullanım amacı belirlenmelidir. Hobi amaçlı, profesyonel kullanım veya ticari uygulamalar için olsun, bu, hangi tür ve özelliklerin gerekli olduğuna karar vermeye yardımcı olacaktır.
• Platform: Dron türü (çoklu rotor, sabit kanatlı veya hibrit) dikkate alınmalıdır. Satılık her Uçuş Kontrol Cihazı PCB'si, belirli bir platform için özel olarak tasarlanmıştır.
• Araç Boyutu: Dronun boyutu ve ağırlık kapasitesi dikkate alınmalıdır. Bu, ne kadar ağırlık taşıyabileceğine bağlı olarak küçük, orta ve büyük olarak değişen dronun boyutunu içerir.
• Sensör: Uçuş kontrol cihazının dahili sensörleri, örneğin GPS, barometre, manyetometre ve mesafe ölçer incelenmelidir. Sensörler, kaliteleri ve doğruluklarıyla birlikte, dronun stabilitesini, navigasyonunu ve irtifa yönetimini büyük ölçüde etkiler.
• Kontrol Algoritması: Uçuş kontrol cihazının kontrol algoritmasının PID tabanlı veya daha gelişmiş (LQR, MPC) olduğundan emin olunmalıdır. Çok rotorlu veya sabit kanatlı uygulamalar için uygun olup olmadığı kontrol edilmelidir.
• Bağlantı: Uçuş kontrol cihazı ile elektronik hız kontrol cihazları (ESC'ler), motorlar, servo motorlar, vericiler ve diğer çevre birimleri birbirine bağlanabilecek şekilde kontrol edilmelidir. Bunu yapmak için, desteklenen port türleri (PWM, PPM, SBUS, CAN) sağlanmalıdır.
• Ayarlama ve Yapılandırma: Uçuş kontrol cihazının yapılandırma, ayarlama ve kurulum süreci araştırılmalıdır. Bu, kullanıcı dostu olma, gerekli araçlar ve ön koşullar açısından dikkate alınmalıdır.
• Görev Türü: Kontrol cihazı, GPS'nin olmadığı ortamlarda otonom görevlere, ayrıca yol noktası planlaması ve eve dönüş işlevselliğine olanak sağlayabilir. Bunlar, görevler sırasında kontrol cihazından talep edilen koşullardan sadece birkaçıdır.
• Geliştirme Desteği: Mevcut topluluk desteği ve kaynaklar dikkate alınmalıdır. Bunlar arasında dokümantasyon, forumlar, örnek kodlar, kütüphaneler ve açık kaynaklı yazılımlar bulunur.
• Maliyet: Kontrol cihazının fiyatının ve performansının gözden geçirilmesi sağlanmalıdır. Bu, kontrol cihazının değerini sağlamak için önemli bir faktördür. Fiyat karşılığı işlevselliğe ve özelliklere göre, en uygun görünen kontrol cihazı seçilmelidir.

S&C

S: Bir uçuş kontrol cihazının görevi nedir?

C: Uçuş kontrol cihazı, eğimi veya yönü kontrol ederek uçuşu dengeleyen ve dengeyi sağlamak için dönüşler veya manevralar gerçekleştiren bir dronun veya insansız hava aracının önemli bir bileşenidir.

S: Döngüler için en iyi uçuş kontrol cihazı hangisidir?

C: Kiss Flight Controller V2, Betaflight F7 ve Inav 4.0 gibi döngüler için dronlarla uyumlu birçok seçenek mevcuttur. Bunların arasında en iyisi, tercihlere ve gereksinimlere bağlıdır.

S: Bir uçuş kontrol cihazı nasıl kurulur?

C: Bir uçuş kontrol cihazını kurma işlemi, kullanılan kontrol cihazının türüne bağlıdır. Ancak genel olarak, yapılandırma yazılımını indirmeniz ve yüklemeniz, uçuş kontrol cihazını USB aracılığıyla bir bilgisayara bağlamanız, uçuş modları ve verici eşleme gibi temel ayarları yapılandırmanız, sensörleri kalibre etmeniz ve kaydetmeniz ve çıkmanız gerekir.

S: Bir uçuş kontrol cihazı nasıl çalışır?

C: Bir uçuş kontrol cihazı, sayısız sensörün verilerini alarak ve dengeli uçuşu sağlamak için motorları düzenleyerek çalışır. Jiroskop ve ivmeölçer sensörlerini içeren Eylemsizlik Ölçüm Birimleri (IMU)'ları kullanarak, uçağın uzayda hareketlerini ve yönlendirmesini algılar ve ölçer. Uçuş kontrol cihazı, dengeli uçuşu ve uçağın kontrolünü sağlamak için bu verileri işler. İstenilen uçuş yolunu ve yönlendirmesini korumak için her motorun veya pervanenin hızını ve itiş gücünü ayarlar.