Drone'lar hakkında her şey!

Günümüzün öncü teknolojilerinden biri olan drone teknolojisinin yarattığı etki, diğer öncü teknolojilerin çok azı tarafından yakalanabiliyor. Parrot AR Drone 2.0 gibi ürünler,  geçtiğimiz yıl içerisinde tüketici ürününe dönüşmüş durumda.

Drone'ları seviyor ya da onlardan nefret ediyor olabilirsiniz. Ancak geçtiğimiz aylar içerisinde Amazon'dan Civil Aviation and Safety Authority'ye (CASA) kadar pek çok kuruluşun ilgisi bu cihazlara dönmüş durumda. Bu uçan cihazları satın alabilir veya kendi drone'larınızı üretebilirsiniz. Ancak DIY (Do It Yourself – Kendin Yap) yoluna gidildiğinde, bu cihazların nasıl çalıştığı hakkında daha iyi bir bilgi edinmeniz mümkün oluyor.

Bu yazıda drone teknolojisi hakkında bilmeniz gereken pek çok detaydan bahsedeceğiz. Farklı drone tipleri, drone'ların yapıları, gelecekte bizleri neler beklediği... Hepsi, ilerleyen sayfalarda sizleri bekliyor.

Çerçeve - kasa

Her drone (başka bir deyiş ile, bir çeşit insansız hava aracı veya UAV - İHA) bir çerçeve ile başlar. Bu çerçeve, İHA tasarımları içerisindeki 'en ağır parça' olma konusunda batarya ile yarışmaktadır ama uçuş sırasında karşılaşacağı her etkiye karşı dayanabilmesi gerekir.

Çerçeve boyutları 100 milimetreden birkaç metre çapına kadar değişse de, genel olarak 300mm ile 800mm arasında olup, plastik veya karbon-fiberden üretilmiştir ve dört, altı veya sekiz pervaneyi taşırlar. Çoğu çerçevede çift raf bulunur ve bu şekilde çeşitli parçalar ve kameralar için yerleştirme alanları oluşturulur.

Pervaneler

Drone'unuzu mavi gökyüzüne salmak söz konusu olduğunda pervaneler, ilginç bir şekilde çok da güvenli gözükmeyen ancak işlerini yapan parçalar oluyorlar. Pervaneler genellikle plastikten üretiliyor ancak karbon-fiber ve ahşap seçenekleri bulmak da mümkün. Bu parçalar, drone'ların parçalanmaya en müsait bölümleri olduklarından dolayı çoğu kişi plastik seçeneğini tercih ediyor. Pervanelerin boyutları 2.5cm ile 45cm arasında değişirken, çoğu kişi 7.5cm ile 25cm arasındaki boyutları tercih ediyor.

Uçuş için çok sayıda pervane kullanmanın basit ancak en önemli noktalarından biri, zıt pervanelerin saat yönünde (CW) ve saat yönünün tersinde (CCW) dönmeleridir. Bu işlem olmadığı takdirde drone kendi etrafında döner ve yere çakılır. Bu yüzden de bazı pervane setleri 2xCW/2xCCW setleri şeklinde uçuşa hazır bir şekilde satılmakta.

Pervaneler, basit ve ucuz olabilirler ancak değerlerini asla küçümsememek gerekiyor. Drone'unuzu en gelişmiş, en pahalı bilgisayarlar ile kontrol ediyor olabilirsiniz ama pervaneler kalitesiz ise, cihazdan düzgün bir verim almanız pek mümkün olmaz. Pervanelerin dengeli olmaları da, kurulum aşamasının en önemli noktalarından biri.

Kasa dışı motorlar

Bir seviyede bakıldığında, "çok pervaneli" drone'ların nasıl çalıştığı oldukça açık bir şekilde gözüküyor: Motorlar pervaneleri çeviriyor ve ortaya çıkan itiş gücü drone'un havada durmasını sağlıyor. Ancak bahsi geçen motorlar göreceli olarak yeni bir tür ve bu motorlar, güç ile oldukça düşük bir ağırlığı birleştiriyor.

Motorlar, sabit bir dış kabuğun yerine, içerisinde dönen bir mile sahip olmaları ile diğerlerinden ayrılıyor. Dış kabuk, bu mile bağlı ve elektrik kabloların ve benzeri parçaların çevresinde yer alıyor.

Bu motorlar 20000 RPM'e kadar çıkan dönüşlere sahip ve türe göre değişebilen bir şekilde yüzlerce watt elektrik enerjisi tüketebiliyorlar. Ancak buradaki en önemli detay, bu motorların sunduğu muhteşem güç-ağırlık oranı oluyor.

Sadece iki güç bağlantısı bulunan normal motorların aksine bu motorlar üç bağlantıya sahip ve yüksek enerji kaynakları istemelerinin yanı sıra, hızlarını kontrol etmek için karmaşık elektroniklere de ihtiyaç duyuyorlar.

ESC'ler (Electronic Speed Controller)

Motorlara elektrik dalgalarını gönderen cihaz "elektronik hız kontrolcüsü" veya "ESC" olarak tanımlanmakta. Hemen her şeyde olduğu gibi bu cihaz da hafif olmak üzere tasarlanmış durumda ancak ESC'nin görevi, pilden motora giden elektrik gücünün akışını kontrol etmek. Her drone, motor başına bir ESC'ye sahip.

Bu cihazların her yanından kablo çıkıyor gibi gözükse de, genellikle bir uçtaki üç kablo motora gidiyor, diğer uçtaki ikisi pile bağlanıyor ve üç kablolu başlık bağlantısı da İHA'nın merkez beynine bağlanıyor.

Normalde ESC'ler belirli bir en yüksek seviye elektrik akımına ayarlanıyor ve bu ayar, 200A seviyesine kadar çıkabiliyor. Ancak hobi sınıfı çoğu drone, genellikle 20A'nın üstüne çıkma ihtiyacını duymuyor.

Uçuş kontrol panosu

"Merkez beyin" veya "anakart" bütün sistemin çalışmasını sağlayan parça olarak tanımlanabilir. Temel olarak bakıldığında bu anakartlar, özel hareket, dönüş ve yer çekimi algılayıcılarına sahip olan küçük bilgisayarlar.

Dahili işlemci, algılayıcılardan sürekli olarak verileri alıyor ve bu verileri ESC'lere göndererek, motorların hızlanmasını veya yavaşlamasını sağlıyor.

Bütün işlem, kendini doğrulayan büyük bir çember üzerine kurulmuş durumda ve bu devre sayesinde drone'ların istenilen konuma (örneğin havada süzülme haline) gelene kadar neredeyse anında tepki vermeleri mümkün oluyor.

İlginç olan şey ise drone'ların çalışmasını sağlayan işlemcilerin büyük bir kısmının, "Arduino" DIY panolarında bulunan ucuz 8-bit mikro-kumandalardan oluşuyor olması. Ancak bu işlemciler, algılayıcıları ve hızlandırıcıları kontrol etmeye yeterli yeteneğe sahipler.

Bir PC, tablet veya telefonda olduğu gibi çoğu uçuş ana kartlarının aygıt yazılımları da güncellenebiliyor ve iyileştirilmiş veya farklı uçuş performansı, yeni özellikler eklenebiliyor.

Lityum-polimer batarya

Tam kalkış modunda ortalama bir dört pervaneli drone'un güç çekimi, standart 7V ile 11V arasındaki bir pil ile 400 watt'ı geçebiliyor. Bu da 40A'ya kadar çıkabilen bir elektrik akımı anlamına geliyor. Ancak genellikle bütün bu işlem, çoğu dizüstü bilgisayardakinden daha düşük kapasiteye sahip bir lityum-polimer (LiPo) batarya ve genellikle 6 adet AA pil boyutundaki bir batarya ile çalışmakta.

Boyutlarına göre kayda değer bir güce sahip olmanın yanı sıra, LiPo bataryaların diğer pillerin çoğunda olmayan bir özelliği daha bulunuyor: Kısa süreli yüksek enerji akımları oluşturabilmek. Bir pilin kapasitesi, dolu bir su kovasına benzetilebilir. "C-değeri" de bir bataryadan çekebileceğiniz en yüksek enerji miktarının, kapasitenin katsayısı olarak gösteriliyor.

C-değeri, kova benzetmesine dönersek, bir kovayı ne kadar çabuk boşaltabileceğinizi gösteriyor. Çoğu batarya teknolojisi için bu değer genel olarak 0.5 ile 1C arasında yer alıyor. Yani batarya kapasitesi 2000mAh ise, 2000A'ya kadar çıkabilen çekim gücüne dayanabiliyorlar. Bu da 5cm kalınlığında bir PVC boru ile kovadan suyu emmek ile karşılaştırılabilir.

Ancak LiPo bataryalar 40C'nin üstüne çıkabilen bir destek sunuyor. Aynı 2000mAh kapasite örneği verilirse, bu bataryaların 80A'ya ulaşabildiği söylenebilir ve bu da kovayı alıp direkt olarak boşaltmakla karşılaştırılabilir.

Ancak bir kovanın ters çevrilmesinde beklenilebileceği gibi, 2000mAh bataryadan 80A çekmek uzun bir süre devam edemez. Eğer şanslıysanız bu batarya 90 saniye kadar dayanacaktır ve bunun da bir drone için yeterli bir uçuş süresi olmadığı rahatlıkla söylenebilir. Bu yüzden de hafif bir batarya ile yüksek kapasiteli bir batarya arasında denge kurulması gerekiyor.

Kablosuz kontroller

Teknik olarak bir drone'un, kendini kontrol eden bir araç olduğu söylenebilir ancak büyük bir çoğunluğu, uzaktan kontrol edilen araçlar. Genellikle 2.4GHz frekans bandında ve pozitif ve negatif yönlerde minimum 4 kontrol kanalına sahip olarak çalışırlar.

Ucuz drone'ların büyük bir çoğunluğu, temel "görüş alanında" geri bildirimsiz bir şekilde çalışır. Ancak geri bildirim veya "telemetri" sunan daha karmaşık seçenekler yaygınlaşıyor. Bu özellikler uzak bir kontrol ekranı gibi düşünülebilir.

Öyle ki, şu anda bir adım daha ileri giderek, birinci kişi görüşü gözlükleri ekleyebiliyor ve Fat Shark gibi markalar sayesinde yakın ve kişisel bir deneyim yaşayabiliyorsunuz. Buradaki en büyük sınırlama ise drone'ların genellikle sadece bir adet kameraya sahip olmaları ve bu yüzden de gözlüklerin sadece iki boyutlu deneyim sunabilmeleri. Ancak birinin eşleşmiş iki kamerayı drone'lara eklemesi ve Oculus Rift 3D başlığı kullanarak muhteşem 3D deneyimler sunması yakın görünüyor.

Ekstralar

Bu başlık, drone'ların en hızlı büyüme gösterdikleri alana ait; yani aksesuarlara...

Drone'ları uçurmayı sevenler genellikle pek bir şey eklemeyi tercih etmiyorlar ve başlamak için bunun en ucuz ve en doğru yol olduğu söylenebilir. Ancak neyi amaçladığınıza göre drone'lar kameradan pizzaya, kitaptan içeceğe her şeyi taşıyabilirler.

Profesyonel drone'lar her yöne dönebilen DSLR kameralar bile taşıyabiliyor ancak en yaygın aksesuar, basit bir sabit GoPro tarzı video kameranın ön yüze yerleştirilmesi mantığına dayanıyor. GPS eklentileri de giderek yaygınlaşıyor ve drone alanına da bu alanlarda adım atılmış olunuyor.

Satın almak mı, kendiniz kurmak mı?

Kendi drone'unuzdan ne beklediğinize karar verdiğiniz anda karşınıza en önemli soru çıkıyor: Hazır bir tane satın mı almalısınız yoksa kendiniz mi bir tane kurmalısınız?

Aynen bir bilgisayarı kurarken olduğu gibi, kendiniz kurduğunuzda, drone'lar hakkında çok daha fazla bilgi edinebiliyorsunuz. Ayrıca kendiniz kurduğunuzda, bir miktar tasarruf yapmanız bile mümkün oluyor.

Ancak kendiniz kurmayı tercih ettiğinizde, bunu başarmanız için ciddi bir elektronik ve uçuş fiziği bilgisine sahip olmanız gerekiyor ve bu noktada soru, bu bilgiye sahip olup olmadığınız. Ya da bu bilgiyi edinmeye uğraşmak isteyip istemediğiniz...

Bir drone'u uçurmak kolay mı?

Eğer daha önce bir drone uçurmadıysanız, satın aldığınız bir drone'u uçurmanız, evde yapacağınız bir İHA'ya göre daha kolay olacaktır ve bunun temel sebebi de, evde kurduğunuz bir aracın düz bir şekilde uçmadan önce bazı ayarlamalara ihtiyaç duymasıdır.

Ancak hangi yöntemi tercih ederseniz edin, uçuş kontrollerine alışana kadar birkaç kez kaza yapmayı göze almalısınız. İki drone'un aynı şekilde uçmuyor olmasından dolayı da birini uçurmuş olmanız, hepsini rahatlıkla uçuracağınız anlamına gelmiyor.

Burada verilebilecek olan en önemli tavsiye, yanınızda fazladan birkaç tane pervane bulundurmanız olacaktır. Eğer doğuştan gelen bir yeteneğiniz veya şansınız bulunmuyorsa, bu pervanelere kesinlikle ihtiyacınız olacak.

Güvenlik

Herkes yakınında bir drone'un uçmasından hoşlanmayabilir. Drone'ların tüketiciler tarafından daha yaygın bir şekilde kullanılması ile beraber, ülkeler kendi kurallarını koysalar da, genel olarak geçerli olan bazı öneriler bulunmakta.

Öncelikle araçlarınızı gündüz ve aracı görebildiğiniz (açık) alanlarda uçurmanız önerilmekte. Bunun yanı sıra binalardan, gemilerden, araçlardan ve insanlardan en az 30 metre uzaklıkta bulunmanız da tavsiyelerin en başında yer alıyor. 120 metrenin üstüne çıkmak ve bir hava alanının 5.5 km çevresinde İHA kullanmak ise oldukça tehlikeli kabul ediliyor. Tabii ki İHA'ları doğru lisanslara sahip olmadan kar amaçlı uçurmak da genel olarak kanunlara aykırı bir durum.

Bir başka önemli ayrıntı da, hangi boyutta olursa olsun, tüm drone'ların insanlara rahatlıkla zarar verebildiğini unutmamak. Dakikada 20.000 dönüş yapabilen bir pervane, insan ile temasa geçtiğinde bir neşterden çok da farklı olmayabiliyor.

Gelecekte neler olacak?

İHA'ların askeri ve gözlem dışında işe yarar hangi özelliklerinin bulunduğu tartışılırken, yakın bir gelecek içerisinde bu cihazların her alanda yaygınlaştığını görürsek şaşırmamamız gerekiyor. Avustralya'da kırsal bölge yangın ekipleri, İHA'lar ile denemelere başlamış durumda ve ısı kameralarına sahip olan araçlar, yangın hareketlerini takip etmek için kullanılmakta.

Delft University of Technology'den bir lisans öğrencisi ise, tıbbi yardım malzemeleri taşımak için kullanılacak bir drone (AmbulanceDrone) tasarlamış durumda. Bu drone'lar 12 kilometre karelik bir alana 60 saniye içerisinde ulaşabiliyor.

Test aşamasına başlayan "drone ile teslimat" ise, yakın gelecekte, satın aldığımız ürünlerin havadan kapımıza bırakılması gibi bir durumu doğuracak gibi görünüyor.

Şimdilik çevrenizde bir drone uçtuğu zaman rahatsız olabilirsiniz ancak gelecekte karşılaşacağımız teknolojiler, mülkünüzü ve hatta hayatınızı kurtaracak olan drone'ların üretilmesini sağlayabilir...