Döner kanatlı İHA'lar için otonom şarj istasyonu

Son yıllardaki teknolojik ilerlemelere bağlı olarak gelişmiş ve gelişmeye devam eden insansız araçlar, uzaktan kumanda kontrollü veya otonom olarak hareket etme kabiliyetine sahip araçlardır. Bu tarz araçlar, insanların giremeyeceği veya girilmesi insan hayatı için tehlikeli olan yerlere girebilmek ve bu yerlerde gözetleme, saldırı, fiziksel etkileşim gibi işlemler yapabilmektedirler. İnsansız Hava Araçları (İHA), üzerinde insan olmasına gerek duymadan uçabilen, otonom olarak ya da uzaktan kumanda aracılığıyla kontrol edilebilen bir hava aracıdır. İHA'lar, sınır koruma ve gözetleme gibi görev uçuşlarında kullanılabilmektedir. Günümüzde kullanılan batarya teknolojileri ile yapılan görev uçuşları kısa sürebilmekte ve İHA'ların sahip oldukları yeteneklerin efektif bir şekilde kullanılmasını engellemektedir. Bu durumun üstesinden gelmek amacıyla görev uçuşu sırasında İHA'ların şarj edilmesi gerekmektedir. Şarj işlemleri için genel olarak İHA şarj istasyonları geliştirilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında, görev veya normal uçuşlarındaki döner kanat tipi İHA'ların otonom olarak şarj edilebilmesine imkân veren yenilenebilir enerji destekli şarj istasyonu geliştirilmiştir. İstasyon içerisinde enerji kaynağı olarak güneş enerjisi destekli fotovoltaik (FV) paneller ve akü batarya kullanılmıştır. Şarj istasyonunun geliştirilmesi sırasında konsept tasarımı, benzetim uygulamaları ve donanımsal test çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Tasarım çalışmaları sırasında şarj sisteminin genel yapısı, şarj pisti tasarımı, elektronik kart tasarımları ve şarj takip sistemi ele alınmıştır. Tasarım çalışmaları sonrasında benzetim çalışmalarına geçilmiştir. Benzetim çalışmalarında, FV panel, akü batarya ve İHA bataryasına yönelik uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Benzetim çalışmalarının başarılı olmasının ardından şarj istasyonunda kullanılacak olan elektronik donanımların test işlemlerine geçilmiştir. İstayon içerisindeki şarj pistine iniş yapan İHA'nın, iniş yönüne bakılmaksızın ve %100'lük bir başarım ile herhangi bir kısa devre durumu yaşanmadan, şarj pisti üzerinden dengeli bir şekilde şarj edilmesi sağlanmıştır. Şarj işlemlerine yönelik testlerde üç farklı durum ele alınmıştır. İlk durumda, İHA'nın şarj istasyonunda olması ve FV panelden enerji elde edilerek İHA bataryasını şarj edilmesi ele alınmıştır. İkinci durumda, İHA'nın şarj istasyonunda olması ve akü bataryadan enerji elde edilerek İHA bataryasını şarj edilmesi ele alınmıştır. Üçüncü durumda ise İHA'nın şarj istasyonunda olmadığı durumlarda, FV panel üzerinden akü bataryasının şarj edilmesi durumu ele alınmıştır. Şarj işlemleri esnasında farklı akım referansı değerlerinde, geliştirilen şarj sistemin verdiği tepki ele alınmış olup sistemin, değişikliklere anında ve doğru bir şekilde tepki verdiği görülmüştür. Şarj işlemleri başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Şarj işlemleri esnasında İHA bataryasının hücre bilgilerinin anlık olarak takip edilmesine olanak sağlayacak bir arayüz geliştirilmiştir.