Aviyonik Sistem Tasarlarken Dikkat Edilmesi Gerekenler

Günümüzde gittikçe yaygınlaşan model roketçilik ve model sabit, döner kanatlı hava aracı tasarım ve üretim alanlarında yeni gelenlerin her zaman karşılaştığı sorunlardan biri de aviyonik sistemi kendileri yapmaya karar verdiler ise bu tasarımı nasıl optimize edecekleridir ve nasıl tasarlayacaklarıdır. Öncelikle tasarımınıza başlamadan önce birkaç hususu kararlaştırmanız lazım, bunun ilk adımı ise hedefinizi belirlemekle başlayacaktır. Ne kadar uçak aviyoniğini sevsem de bu yazımda roket aviyoniği modelli bir analiz yapacağım ve örnekleri bu alandan vereceğim. Eğer hazırsanız ilk konumuza başlayalım.

1)Hedefinizi belirleyin

Model roketçilikte, Türkiye odaklı, uğraş verenlerin amacı özellikle Teknofest gibi yarışmalarda roket fırlatabilme şansı elde edebilmek üzerine yoğunlaşmıştır. Bunun en önemli sebebi ise ülkemizde maalesef serbest roket fırlatma alanları bulunmamasıdır. Bunun dışında model roketçilikte herhangi bir yanlış adım atılırsa terör suçu kapsamına girme tehlikesi bulunmaktadır. Bu nedenlerden dolayı, alanda uğraşanların sektöre girmeden önce tecrübe edinmesini imkânsız hale gelmiştir. Bu yüzden valilikten veya gerekli makamlardan izin almadan roket fırlatma işine girmemelisiniz. Hedef belirlerken belirttiğim gibi yarışmalar koşulları belirliyor, Teknofest roket yarışmalarında ise öncelik roketin verilen yükseklik aralığında faydalı yükü bırakması ve roketin faydalı yükünün ana gövdesinin inişlerini tamamladıktan sonra takip edilebilir olmasıdır . Bu yüzden iletişim, konum ve açılma mekanizmaları öncelik seviyesinde 1. aşamadadır. Hobi amaçlı model roketçilikte ise genelde ulaşılan yükseklikte kameranın kayıt yapabilmesi önemlidir iletişim ve konum verileri gerekli değildir çünkü bu tip roketler 1000 m’den fazla yükseğe çıkmazlar ve yer tespitleri oldukça kolaydır. Hedefinizi belirlemek, bu sebeplerden dolayı kullanacağınız sensörleri ve modülleri seçmenizi etkiler, elektronik bütçenizi belirler.

2) Minimize Edin

Roketiniz hedefini belirlediğiniz sıradaki aşaması ise bir yan göreviniz olup olmayacağı. Yapacağınız görev bilimsel bir amaç taşıyorsa gerekli ekipmanın minimize edilmesi hem güvenlik hem roket aviyoniğine yer açılması açısından oldukça önemlidir tabii ki kütleyi azaltmanın ne kadar önemli olduğunu zaten biliyorsunuzdur. Bu yüzden tekli sensörler kullanılmasından ziyade kompakt sensörler kullanılması yerden ve ağırlıktan kazanç sağlayacaktır, mesela ivme, hız ve 9 eksenli uzay vektörü hesaplamalarında ayrı 4 tane sensörler yerine bir IMU (Inertial Measurement Unit) sensörü kullanarak bu sorunu çözebilirsiniz. PCB tasarımı da aynı şekilde bu yüzden önemli roketinizin toplam ağırlığı 15-20 kiloyken aviyoniğinizin 1-3 kilo arasında değişebilmesi roketin yörüngesini ciddi bir şekilde etkileyecektir. Mekanik tasarım da kullanılabilecek imkanları artırmak amacıyla aviyoniğin mümkün olduğunca küçük ve hafif olması bu yüzden önemlidir.

3)Aviyonik Kapsül Tasarımı

Bir önceki aşamada bahsettiğimiz minimalist tasarım yaklaşımının bir ayağı aviyonik kapsülü tasarlamaktır. Aviyonik kapsülü tasarlarken 2 önemli husus vardır. Kapsülün ve içindeki elektronik donanımın güvenliği (sensör batarya güvenliği …) ve minimalist tasarım kriterlerimizdir. Bataryayı aviyonik kapsülün içerisinde diğer komponentlerden ayrı bir şekilde muhafaza edilmesi olası bir patlama durumunda yedek güç kaynakları, elektroniklerin iletkenliği ve sensör hasarı ihtimalini ortadan kaldıracaktır. Model roketçilikte bu amaçla en yaygın kullanılan model, silindir kapsül modelidir. Bu modelin de yaygın 2 alt modeli mevcuttur: yatay silindirleme ve dikey silindirleme. İlk tasarım silindirin tabanını katmanlar halinde yükseltirken, diğeri silindirin yükseklik kesitini 2 yüzlü bir pcb monteleme sistemi olarak kullanır. Yaylı bir mekanizmaya sahip olan kapsül olası hasarı bir kaç yönden suspense edebilir. Diğer yaygın sistem ise prizma kullanımıdır aviyonik yüzeyi prizmanın iç yüzünde muhafaza edilirken suspansiyon için prizma dışına poliüretan gibi genişleyen köpük malzemeleri ile destekleyebilmek mümkündür. Minimaliz açısından bir kutu en verimli görünse de roketin de şekli olan bir silindir, kapsül erişilebilirliği ve güvenilirliğini ciddi bir şekilde artıracaktır.

4) Sorunların giderimi ve test aşamaları

Roket biliminde olduğu gibi model roketçilikte de testler yapılmazsa o kadar yatırım yaptığınız biricik roketiniz sonu güm olabilir. Bu yüzden roket fırlatılmadan önce belirli testleri yapmanız gerekmektedir. Aviyonik alanında alt teslerin de ise başta sistemin çalışırlığı olmak üzere :

• Temel fonksiyon testleri
• Kodun gözden geçirilmesi
• Fonksiyon dışı testler
• Filtreleme testleri
• İletişim sistemi
• Sensör testleri ayrılma testleri
• Kart fonksiyonellik testleri

Mutlaka yapmanız gereken testler arasındadır. Bu testleri ayrıntılı bir biçimde sonraki yazımda açıklayacağım.

Yazımı tamamlarken, anlattığım bu 4 aşama tasarımın olmazsa olmazıdır. Elektronik tasarımı yapmak ne kadar önemli ise o sistemin testlerini tasarlamak o kadar önemlidir, test yazımı için aklınıza gelebilecek bütün ihtimal ve koşulları denemelisiniz.

Bu yazı ile beraber aviyonik tasarımı konusuna bir giriş yaptık, eğer tasarım veya sensör seçimi konusunda bir sorunuz var ise bu yazıya yorum yapabilir ya da sorularınızı muhammedglckeng@gmail.com adresine mail olarak gönderebilirsiniz.

Sonraki yazımda tartışacağım test yöntemlerine kadar görüşmek üzere. Sağlıcakla kalın

Kaynakça:

Görsel *Bilkent Roket Takımına Aittir ( websitesi:http://mesbilkent.com/home.html)