Hava araçları için WiFi ve GPS entegrasyonlu uçuş kontrol sisteminin geliştirilmesi ve sabit kanatlı İHA üzerinde uygulanması

İnsansız hava araçları günümüzde oldukça önemli bir konuma sahiptir ve gelecekte de insanlığın ihtiyaç duyacağı en etkili platformlardan biri olacağı açıktır. Mevcut İHA'lar, otopilot kontrolörleri sayesinde otonom uçuş, güvenli uçuş kontrolü, güvenlik anahtarı (fail-safe) yönetimi ve birçok akıllı uçuş modu gibi gelişmiş özellikleri, üretici firmalar tarafından sunulan hazır yazılımlar aracılığıyla gerçekleştirebilmektedir. Bu hazır yazılımlar sınırlı kalibrasyon ve yazılım iyileştirmeleriyle ya da I2C haberleşmesi üzerinden ek bir mikrokontrolör entegrasyonu ile daha karmaşık görevler için de kullanılabilmektedir. Ancak bu tezde, hazır otopilot sistemleri yerine geliştiricinin kendi tasarladığı gömülü sistem ve yazılım altyapısı kullanılarak bileşenlerin birbirine entegre edildiği özgün bir uçuş kontrol sistemi geliştirilmesi amaçlanmıştır. Tasarlanan sistem, mevcut hazır bileşenlerin haberleşmesi sağlanarak bütünleşik bir uçuş kontrol yapısına dönüştürülmüş; ayrıca uçuş kontrol devresine bağlı aviyonik kartın tasarımı ve elektronik entegrasyonu üzerinde durulmuştur. Çalışma kapsamında gerçekleştirilen testler gerçek bir V-Tail İHA üzerinde uygulanmıştır. Tez; literatür taraması, kavramsal altyapı, algoritma ve kontrolör prensipleri, donanım, yazılım ve test bölümlerinden oluşmakta olup, sonuç ve önerilerle birlikte kaynakça ile tamamlanmıştır. Çalışmada elektronik devre kurulmuş ve Python dili kullanılarak yazılım geliştirilmiştir. Geliştirilen yazılım; Raspberry Pi 4 mikrodenetleyicisi ile TX-RX portları üzerinden Ublox Neo-6M GPS modülünü, I2C haberleşmesi üzerinden ADXL345 ivmeölçer, HMC5883L pusula ve BMP180 barometre sensörlerini, ayrıca GPIO pinleri üzerinden servo motor aktüatörlerini eşzamanlı olarak entegre etmiştir. V-Kuyruk prototipi üzerinde yapılan testler sonucunda GPS ile konum bilgisinin gerçek zamanlı elde edildiği, IMU yardımıyla aracın dengesinin sağlandığı, yön ve irtifa bilgilerinin başarıyla ölçülebildiği görülmüştür. Sensörlerden alınan veriler doğrultusunda kontrol yüzeylerini hareket ettiren servo motorların etkin biçimde çalıştığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak bu çalışmada, piyasada kullanılan hazır otopilot kartlarının temel işlevlerini karşılayan özgün bir otopilot kontrol sistemi tasarlanmış ve simüle edilmiştir.