FOG Auto-Pilot Manual

2012
FOG AUTO-PILOT
Fatih GENÇ
www.ModelHobbyProjects.Com
01.03.2012
1- FOG AUTO-PILOT ÖZELLİKLER
FOG Auto-Pilot kartı FOG OSD V2.0 ile birlikte kullanıldığında FPV uçağınıza
OSD’nin yanında otopilot özelliği eklenmiş olacaktır. Kumanda ve/veya kamera
vericisi menzilden çıktığında kumanda kapatılarak uçak, eve döndürülmektedir.
Otopilotun özellikleri;
1. Otopilota geçildiğinde uçak sabit bir hızla hareket etmektedir (40kmh).
2. Önceden belirlenmiş bir yüksekliğe çıkıp bu irtifada hedefine ulaşmaktadır.
3. Bağlantı kesildiğinde otopilot devreye girebildiği gibi manuel olarak da
otopilot, kumanda üzerindeki bir s iviçle kumanda kapatılmadan
devreye alınabilmektedir.
4. Güncel yazılımları yükleyebilme özelliği (Bootloader).
Not: Otopilot kartı şuan rudderlı uçakları desteklemektedir (klasik 4 kanal uçak
ile rudderlı uçan kanat).
Hız kontrolü; Uçak, otopilota geçtiğinde hız kontrolü yapılarak hız 40kmh civarında
sabit tutulur. Ancak arkadan esen rüzgârda uçağın stall olmasını engellemek için hız,
rüzgârın durumuna göre artar.
Şekil 1. Yükseklik kontrolü
Yükseklik kontrolü; Otopilot kartı, uçağın hızını kontrol ederken aynı zamanda
yüksekliğini de kontrol eder. Şekil 1’de yükseklik kontrolüne ait şekil görülmektedir.
Yükseklik kontrolünde referans yükseklik mesafeye göre artmaktadır. Otopilot
devreye girdiğinde uçak güvenli bir yüksekliğe çıkmaktadır. Bu referans yükseklik,
1
eve olan mesafe arttıkça yer şekillerinden etkilenmesini en aza indirgemek için
artmaktadır. Eve yaklaştıkça uçak alçalmakta ve gözle görülebilir bir yüksekliğe
inmektedir. Evdeki yükseklik değeri 75mt’dir. Evden uzaklaştıkça referans yükseklik
eve olan mesafenin %5’i kadar artmaktadır. Örneklendirmek gerekirse;
Uçağın eve olan mesafesi 2000mt olsun. Uçağın bu mesafedeki yüksekliği;
href = h0 + heğim = h0 + Mesafe * 0,05 = 75 + 2000*0,05 = 75 + 100 = 175mt
Yön kontrolü; Uçağın yönü rudder ile kontrol edilmektedir. Dolayısıyla otopilotun
kullanılabilmesi için uçak rudder özellikli olması gerekmektedir.
2- BAĞLANTI PORTLARI
Şekil 2. Otopilot kartı bağlantı şeması
Şekil 2’de otopilot kartının giriş/çıkış portları görülmektedir. Bağlantı portlarında
siyah ile gösterilen noktalar GND uçlarıdır. Kırmızı ile gösterilen noktalar +5V’tur.
Sarı renkli noktalar ise servo sinyallerini temsil etmektedir.
Şekil 3’de FOG OSD V2.0 kartı, otopilot ve alıcı arasındaki bağlantı şeması
görülmektedir. Otopilot kartındaki 4pinli J4 portu, OSD kartındaki 3pinli J10 portuna
bağlanmıştır. OSD kartındaki J11 portu doğrudan alıcıya bağlanmıştır. Bu bağlantı,
kumandadan manuel ve otopilot modları arasında geçişi sağlar. Bu, ilgili kanala atanan
2
bir siviçle yapılmaktadır. Ayrıca kumanda ile sinyal kesildiğinde yine bu kanaldaki
bilgi okunarak otopilota geçiş sağlanır.
Şekil 3. Sistem bağlantı şeması
3
3- YAZILIM GÜNCELLEME
Yeni çıkan güncel yazılımları PC kablosuyla otopilot kartına yüklemek mümkündür.
Şekil 4’te Otopilot kartı ve PC bağlantı kablosu görülmektedir. Otopilot kartına güncel
yazılımları yüklemek için USB kablosunu ile PC’ye bağlantı kurmamız gerekiyor.
Otopilot kartında haberleşme portu J4’tür.
Şekil 5. PC bağlantı kablosu
Otopilot kartı, beslemesini J4 portundan almaktadır. J4 portuna PC bağlantı kablosu
bağladığımızda karta bir şekilde besleme sağlamak gerekmektedir. Bunun için Şekil
4’te görülen PC kablosu Şekil 5’teki gibi bağlanarak OSD kartından besleme alınması
sağlanmaktadır. 3 pinli kırmızı- siyah soket, OSD kartındaki J9-J10-J11-J12
portlarından herhangi birisine Şekil 5’teki gibi bağlanır.
Şekil 6’da görüldüğü gibi soketteki beyaz kablo kartın kenarına yani GND pinine
gelecek şekilde olmalıdır. USB kabloyu bilgisayara ilk kez bağlıyorsak bizden driver
isteyecektir. Driver başarılı şekilde kurulduysa USB stick üzerindeki yeşil LED
yanacaktır. Bağlantı işlemi başarılı şekilde tamamlandıktan sonra “Siow” programını
açıyoruz (Şekil 7).
4
Şekil 6. Otopilot PC bağlantı şeması
Şekil 7. Siow programının ana ekranı
5
Programı açtığımızda Şekil 7’deki
pencere karşımıza çıkıyor. Öncelikle
port ayarlarını yapmamız gerekiyor.
Bunun
için
“Configuration”
menüsünden “Set Port Options..” alt
menüsüne giriyoruz ve port ayarlarının
yapıldığı
Şekil
8’deki
pencere
karşımıza çıkıyor. USB kablosunun
bağlı olduğu port numarasını seçiyoruz.
Resimde port numarası 17 olarak
gözükse de bilgisayarınızda daha farklı
bir numarada karşınıza çıkabilir. Diğer
port ayarlarını resimde görüldüğü gibi
yaptıktan sonra OK deyip pencereyi
kapatıyoruz.
Şekil 8. Port ayar menüsü
Şekil 9. Aygıt yöneticisi
6
USB kablonun hangi port numarasını “Aygıt Yöneticisi”nden öğrenebiliriz (Şekil 9).
Otopilot kartını güncelleme moduna almak için kart üzerindeki butona basılı tutarak
OSD’ye enerji verilir. Buradaki en önemli şey butona basılı tutarak pili
bağlamamızdır. Bu sayede kart, yeni yazılımı yükleme moduna geçmektedir ve bunu
da otopilot kartı üzerindeki kırmızı LED sürekli yanık konuma geçerek anlayabiliriz.
Kartı, yazılım yükleme moduna aldıktan sonra “Siow” programının “File” menüsünün
altında bulunan “Download Software” kısmına tıklıyoruz ve Şekil 10’da görülen
pencere karşımıza çıkıyor. Yazılımın bulunduğu klasörü açıp buradaki “hex” uzantılı
dosyayı seçip Aç diyoruz ve yazılım yüklenmeye başlıyor. %100 olduktan sonra kart
üzerindeki LED yanıp sönmeye başlayacak ve böylece yazılım yükleme işlemi
tamamlanmış olacaktır.
Şekil 10. Yeni yazılım yükleme penceresi
7
4- UÇUŞ ÖNCESİ AYARLAR
Otopilotun maksimum verimde çalışabilmesi için uçağın servo ayarlarının düzgün
yapılmış olması gerekmektedir. Şekil 11’de servo ayarıyla ilgili şema görülmektedir.
Kumandadaki trimler sıfırlandığında ve kumanda üzerindeki kontrol çubukları merkez
konumda iken servo kolları orta resimdeki gibi servoya dik (nötr) konumda olmalıdır.
Servo nötr konumdayken kanat açıları sıfır olacak şekilde kontrol çubukları (rot bar)
ayarlanmalıdır.
Şekil 11. Servo ayarı
Servo ayarları yapıldıktan sonra uçuşa başlamadan önce otopilotun doğru tepki verip
vermediğini kontrol etmemiz gerekmektedir. Otopilot ayarları henüz
yapılmadığından pervaneyi çıkarmanız önerilir. Ayrıca stabilizasyon ünitesi devre
dışı bırakılmalı yada sistemden çıkartılmalıdır.
Test için öncelikle OSD kartına enerji vermemiz gerekiyor. Enerji verdiğimizde
otopilot kartı üzerindeki LED yanıp sönmeye başlar (Şekil 12). Bu LED bize 3 farklı
bilgi vermektedir.
 LED 2sn. aralıkla yanıp sönüyorsa; GPS koordinatı kayıt edilmemiştir.
 LED yanmıyorsa; manuel kontrol
 LED sürekli yanıyorsa; otopilot devrede
8
Şekil 12. Test butonu ve LED
Teste geçmeden önce GPS’in uydulara bağlanması beklenmelidir. GPS uydulara
bağlandıktan sonra OSD üzerindeki butona basılmadıkça otopilot, hiçbir şekilde aktif
duruma geçmez. Butona basıp koordinatları kayıt ettikten sonra otopilot kartı
üzerindeki LED söner (J11’e bağlı olan otopilot ON/OFF sinyaline göre LED
yanabilir. LED yanıyorsa kumanda üzerindeki siviçin pozisyonu değiştirilir). LED
yandığında otopilot moduna geçildiğinden servolarda ve motorda hareket olacaktır.
LED sönük kalacak şekilde siviç ayarlanır. Daha sonra test butonuna kısa süreli
basarak motor, elevatör ve rudderın durumunu gözlenir. Revers siviçleri her iki
konuma alınarak test butonuna basılır ve kanat açılarının her iki konumda da
Şekil 11’deki gibi yaklaşık aynı açıyı yapıp yapmadığı kontrol edilir. Motor ise her iki
revers konumunda da çalışmaktadır ancak bir konumda %35 güçte, diğer konumda ise
%100 güçte çalışmaktadır. Kanat açıları ve motor gücü gözlemledikten sonra sıra bu
revers siviçlerini düzgün şekilde ayarlamaya gelmektedir.
Test butonuna basıldığında olması gereken ayarlar;
 Elevatör uçağa yükseklik verecek şekilde,
 Rudder uçağı sağa döndürecek şekilde,
 Motor %100 güçte çalışacak şekilde olmalıdır.
Test butonuna bastığımızda; uçağın verdiği tepki, otopilot siviçle devreye alındığında
ve kumanda kapatıldığında verdiği tepkiyle aynı olacaktır. Yer testlerinde her üç
durum da test edilerek tepkilerin aynı olduğu gözlenmelidir.
9
Başlangıç ayarlarını ve testi tamamladıktan sonra stabilizasyon ünitesi sisteme
bağlanarak uçak uçuşa hazır konuma gelmektedir.
5- UÇUŞ TESTLERİ
Yer testlerini yaptıktan sonra uçuş testlerini yapmak gerekiyor. Bunun için öncelikle
stabilizasyon ünitesi devreye alınarak doğru çalışıp çalışmadığı kontrol edilir.
Otopilotta kullanılacak olan stabilizasyon ünitesi, uçak dengesini kaybettiğinde tekrar
yere paralel getirecek özellikte olmalıdır. Sadece gyro tabanlı stabilizasyon
ünitelerinin kullanımı uygun değildir.
Uçuş testlerinde;
 Uçak uçarken kumandanın sağ kontrol kolu serbest bırakılarak uçağın düz bir
hat boyunca dengesini kaybetmeden uçması sağlanır.
 Daha sonra rudder tam sağ ya da tam sol yapılarak uçağın sadece rudderla
dönüş yaptırılır. Uçak rudderla dönüş yaparken stabilizasyon ünitesi uçağın
dengesini korur.
 Eğer rudderla dönüş sırasında uçak, dengesi bozulacak şekilde yana çok yatarsa
stabilizasyon ünitesinin gain ayarı arttırılır veya aileron ve/veya elevatör
yekelerine bağlı olan rot bar kanada bir kademe yaklaştırılıp test tekrarlanır.
 Eğer uçak çok dar çapta dönüyorsa (<50mt) rudderın yeke kademesi bir kademe
dışa, eğer çok geniş çapta dönüyorsa yeke kademesi bir kademe içe alınarak
testler tekrarlanır. Ortalama 100mt.lik dönüş çapı uygun değerdir.
Ayarlar doğru yapıldıktan sonra otopilotun ilk denemesini kumanda kapatılmadan ve
uçak göz mesafesinden çıkmadan kumanda üzerindeki siviçle otopilot devreye
alınarak yapılmalı ve uçağın vereceği tepki gözlenmelidir. Uçak eve geri dönüş tepkisi
veriyorsa bütün ayarlar düzgün şekilde yapılmış demektir. Otopilotun düzgün
çalıştığını kanaatine vardıktan sonra yapılması gereken son test, yine göz mesafesinde
ve güvenli bir yükseklikte kumandayı kapatarak otopilotun son kez çalışabilirliği
kontrol edilir.
10