1
TEKNOFEST
HAVACILIK, UZAY VE TEKNOLOJİ FESTİVALİ
İNSANSIZ SUALTI SİSTEMLERİ YARIŞMASI KRİTİK TASARIM RAPORU
TAKIM ADI: INTECHNE TAKIM ID: T3-28269-165
YAZARLAR: Ömer AKBULUT, Ensar KURT, Muhammed
ÇELİK, Mehmet Emir DÜĞÜN, Erkan Yiğit ŞEN, Berke İbrahim İNCE, Kemal ALP, Mehmet Zahid BATTAL, Yunus Emre
ZENT, Bilal
DANIŞMAN ADI: Damla YAHYAOĞLU, Esra YALÇIN
2 İçindekiler
1. RAPOR ÖZETİ 2. TAKIM ŞEMASI
2.1. Takım Üyeleri
2.2. Organizasyon Şeması ve Görev Dağılımı
3. PROJE MEVCUT DURUM DEĞERLENDİRMESİ 4. ARAÇ TASARIMI
4.1. Sistem Tasarımı
4.2. Aracın Mekanik Tasarımı
4.2.1. Mekanik Tasarım Süreci 4.2.2. Malzemeler
4.2.2.1 Şasi 4.2.2.2 İticiler
4.2.3. Üretim Yöntemleri 4.2.4. Fiziksel Özellikler
4.3. Elektronik Tasarım, Algoritma ve Yazılım Tasarımı 4.3.1. Elektronik Tasarım Süreci
4.3.2. Algoritma Tasarım Süreci 4.3.3. Yazılım Tasarım Süreci 4.4. Dış Ara yüzler
5. GÜVENLİK 6. TEST
7. TECRÜBE
8. ZAMAN, BÜTÇE VE RİSK PLANLAMASI 8.1. Zaman Planlaması
8.2 Bütçe Planlaması 8.3 Risk Planlaması
8.3.1 Risk Planlaması Nedir ?
8.3.2 Risk Planlaması Önemi Nedir ? 8.3.3 Risk Senaryoları
9. ÖZGÜNLÜK
10. KAYNAKÇA
3
4 1. RAPOR ÖZETİ
İnsansız sualtı araç sistemleri çeşitli tasarımlarda yarı otonom veya otonom çalışan mekatronik sistemlerdir. İnsansız sualtı araçları sualtı jeolojik araştırmalar, hidrografik araştırmalar, arkeolojik araştırmalar, petrol–doğal gaz araştırmaları, gemi–liman güvenliği gibi su altında yapılan tüm faaliyetlerde kullanılabilir. Gözlem, anlık yüksek çözünürlükte video ve fotoğraf çekimi, veri toplama, su veya katı nesnelerden örnek alma, sualtı
haritalandırma gibi görevleri yapabilir.
İstanbul Pendik Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu Lisesi teknoloji ve proje takımı Intechne, 2019 yazından beri otonom/yarı otonom sistemler üzerine çalışmalar yapar. Çeşitli robot yarışmalarında Kanada’da yarışmanın en prestijli ödülünü alan takımımız Dünya
Şampiyonasına gitmeye hak kazandı. Geliştirmeye devam ettiğimiz sualtı aracımız çeşitli görevler için tasarlanmıştır.
Ana sistem ve alt sistemleri çeşitli sistem entegrasyonları ile geliştirilen aracımızın şasisi akrilik ve alüminyumdan oluşacaktır. Aracın hareket kabiliyeti şasiye 3 ayrı konuma yerleştirilecek itici elektrik motor çiftleri ile sağlanacaktır. Su altında hareket, denge ve alt sistemlerin kontrolü gömülü sistem kontrol kartı ile sağlanacaktır. Robot kol olarak kullanacağımız sistemde pnömatik sistem kullanılacaktır. Robot kol tutucularını 3D yazıcı aracılığıyla sağlanacaktır. Araçta bulunan 180 derecelik kameradan alınan görüntü kontrol bilgisayarına doğrudan aktarılacaktır. İleri dönük olarak otonom görevler için kontrol bilgisayarında işlenecektir. Araçta bulunan sıcaklık ve basınç sensörlerinden gelen bilgiyi su üstündeki kontrol bilgisayarına aktaracaktır. Geliştirmek için çalıştığımız sualtı aracı sıcaklık, basınç ölçümü, nesne tespiti/imhası yapabilecektir. Ön tasarım raporunda aracın mekanik, elektronik ve yazılım planlamaları-3D modelleri, güvenlik önlemleri; zaman, bütçe ve risk planlaması bulunmaktadır.
5 2. TAKIM ŞEMASI
2.1. Takım Üyeleri
Intechne Takımı, Teknofest 2020 İnsansın Sualtı Sistemleri yarışmasında 1 danışman 10 öğrenciden oluşmaktadır.
Damla YAHYAOĞLU – Danışman – Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu Lisesi (Matematik Öğretmeni)
Esra YALÇIN – Danışman – Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu Lisesi (İngilizce Öğretmeni)
Ömer AKBULUT - 12.Sınıf Öğrencisi – Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu Ensar KURT - 12.Sınıf Öğrencisi – Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu Muhammed ÇELİK - 12.Sınıf Öğrencisi – Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu Mehmet Emir DÜĞÜN - 11.Sınıf Öğrencisi – Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu Erkan Yiğit ŞEN - 11.Sınıf Öğrencisi – Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu Bilal YOLVER – 11. Sınıf Öğrencisi – Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu Berke İbrahim İNCE - 11.Sınıf Öğrencisi – Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu Kemal ALP - 9.Sınıf Öğrencisi – Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu
Mehmet Zahid BATTAL - 10.Sınıf Öğrencisi – Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu Yunus Emre ZENT - 10.Sınıf Öğrencisi – Kırımlı Fazilet Olcay Anadolu
2.2. Organizasyon Şeması ve Görev Dağılımı
Ömer AKBULUT Kaptan
Mehmet Emir DÜĞÜN Elektronik Kaptanı
Erkan Yiğit ŞEN Mekanik Sistemler
Kemal ALP Mekanik Sistemler
Bilal YOLVER Mekanik Sistemler
Yunus Emre ZENT Mekanik Sistemler
Berke İNCE Yazılım
Mehmet Zahid BATTAL Yazılım Ensar KURT
Yazılım Kaptanı
Muhammed ÇELİK Mekanik Kaptanı Danışmanlar
Esra YALÇIN Damla YAHYAOĞLU
Ömer AKBULUT Takım Kaptanı
6
3. PROJE MEVCUT DURUM DEĞERLENDİRMESİ
Ön Tasarım Raporundan sonraki ilerleyiş raporun öncülüğünde gerçekleşmiştir, bu nedenle apayrı bir yön izlenilen kısım yoktur. Ön Tasarım Raporunda planlanan gelişmelerin bir kısmı gerçekleştirilmiştir, bir kısmı gerçekleştirilme aşamasındadır.
Karşılaşılan problemler nedeniyle belli başlı küçük değişiklikler yapılmıştır bunlar dışında Ön Tasarım Raporuna sadık kalınmıştır. Ön Tasarım Raporundan farklı olarak yapılan kısımlar ve değişiklikler raporda belirtilmiştir.
Takımımıza yeterli sponsor bulunamadığından ötürü malzemeler için çıkarılan fiyat listesindeki eksikliği henüz giderilmemiştir. Ön tasarım raporunda belirtildiği üzere alınması planlanan malzemelerde aracın tasarım süreci boyunca karşılaşılan amaçlara ve sorunlara en uygun çözümü oluşturmak doğrultusunda bazı değişikliklere
gidilmiştir.
Ön Tasarım Raporunda üretim için planlanan bütçe 17.050 TL’dir. Sürenin kısıtlı olması, teslim edilme süresi dikkate alındığında yurt dışı sitelerden alışveriş yapmayı riskli hale getirmiştir. Bu nedenle yurt dışından tedarik edilmesi planlanan itici yerine yurt içinden Emax fırçasız motor alıp izole etme yoluna gidilmiştir. Bu değişiklik proje bütçesinde 5.000 TL azalmaya neden olmuştur. Bir diğer azalma da motor sürücülerden kaynaklı olmuştur. Bu değişiklik bütçede yaklaşık 1000 TL bir değişim yaratmıştır. Bunun yanında Ön tasarım raporu hazırlanırken tespit edilen fiyatlarda artışlar olduğu görülmüştür. Toplamda yaklaşık 12.000 TL’lik harcama ile proje tamamlanmış olacaktır.
Mekanik Değişiklikler
İtici nozul ve motor tutucu tasarımında değişiklik: ÖTR de belirtilen motor yerine maliyeti daha az olan bir motor kullanılmıştır. Nozul ve motor tutucu tasarımları bu motor için uyumlu hale getirilmiştir.
7
Elektronik Kutusunda değişiklik: ÖTR de belirtilen koruyucu muhafaza yerine maliyeti daha az olan bir muhafaza üretilecektir.
4. ARAÇ TASARIMI 4.1. Sistem Tasarımı
4.2. Aracın Mekanik Tasarımı
8 4.2.1 Mekanik Tasarım Süreci
Sualtı aracının görevler esnasında kontrolünü kaybetmemesi için bilgisayar ortamında farklı prototipler oluşturulmuştur ve motor dizilişine uygunluk açısından 6 motora sahip olmasına karar verilmiştir. Su geçirmez muhafazanın yaklaşık boyutları ile bilgisayar ortamında son bir tasarım yapılmıştır.
Geliştirilen sualtı aracın gövde yapısının üretimi için dayanıklı ve hafif olacak şekilde malzeme seçimi düşünülmüştür. Akrilik ve 6000 serisi alüminyum malzemeler kullanılması planlanmaktadır. SolidWorks ortamında bilgisayar destekli tasarım ile tasarımı geliştirilen şasi için akrilik malzemeler lazer kesim yöntemiyle kesilerek ana gövde yapısı oluşturulacaktır.
9 4.2.2 Malzemeler
4.2.2.1 Şasi
Şasi aracın tüm komponentlerin üzerinde bulunduğu, herhangi bir darbe durumunda aracı koruyacak ve aracın su içinde dengede kalmasını sağlayacak ana bölümdür. Şasi yapımında malzeme olarak Polietilen kullanılmıştır. Bu malzeme çevreye karşı oldukça temizdir. Suda aşınmaz ve kirlilik yaratmaz.
Aracın şasisi 3 ana levhadan oluşmaktadır. Şasi tasarımında kamera robotik kolu görecek açıda konumlandırmıştır
Polietilen
Günümüzde tüketimi çok olan plastik şişelerde kullanılan polietilen levha, bunun yanında gıda sektörü, otomobil sanayisi, enerji sektörü, ev elektroniği ve ev eşyalarında kullanılmaktadır. Ayrıca hijyen ve sağlamlık özellikleri onu tıp alanında da kullanıma müsait bir malzeme yapmaktadır.
PE Polietilen Temel Özellikleri
su emmeme
düşük yoğunluk
ekonomik olması
kimyasallara karşı dayanıklılık
kolay işleme
bakteri üretmemesi
aşınma dayanımının yüksek olması
özgül ağırlığının düşük olması
4.2.2.2 İticiler
Robotta 6 adet itici kullanılması planlanıyor. 3 adet itici Y ekseninde 2 adet itici Z düzleminde 1 adet itici X konumlandırılacaktır. İticiler ağırlık merkezi düzlemine yakın bir şekilde monte edilecektir.
Özellikler: EMAKS XA2212 Ağırlık: 49g
Çap: 27.9mm
Uzunluk: 43.16.5 mm Mil: 3mm x 11.1mm Voltaj: 7.2 - 13 Akım: 30 sn. için 15A Devir / V: 980
10
Araçta kullanılmayı düşünülen fırçasız motor modeli olan Emax2212, maliyeti düşük ve kullanışlı bir motordur. Bu motorun tercihinin ana sebebi bütçemizin düşük olması ve 980 Devir/V değerinde çalışmasıdır. Motor suya karşı epoksi kaplama ile izole edilmiştir.
Motorun kablo bağlantıları yine epoksi ile sudan korunmuştur.
Görüntü almak için IP kamera kullanılacaktır. Bu kameralardan Cat5 kablo ile uzak mesafeler rahatlıkla görüntü aktarımı yapılabilmektedir.
Ortam verilerini algılamak için sıcaklık sensörü, basınç sensörü ve jireskop kullanılacaktır.
Malzeme Adet
Mekanik Sistemler
Akrilik Şasi 1
Koruyucu Muhafaza 1
Koruma Borusu 2
Boru Tutucu 4
Robot Kol Tutucu Parça 2
Pnömatik Valf 1
Pnömatik Silindir 1
Konektör 16
Emax 820 KV 8
Elektronik Sistemler
Haberleşme Kablosu 1
Pleksi Kart Tutucu 1
Servo Motor 2
Kamera 1
Fener 3
Raspberry Pi 1
Kontrol Sistemi
Pixhawk 1
Kontrol Kumandası 1
Güç Modülü 1
Motor Sürücüleri (30 ESC) 8
Basınç Sensörü 1
Arduino Nano 1
11 4.2.3 Üretim Yöntemleri
- Akrilik ve alüminyum parçalar lazer kesim yöntemiyle üretilmiştir.
Lazer ile kesme işlemi, çoğunlukla optik aracılığıyla yüksek güç üreten bir lazerin çıkışını yönlendirerek gerçekleşir.
Lazer optiği ve CNC, üretilen malzemeyi veya lazer ışını yönlendirir ve kendi amacı için kullanılır
- Robot koldaki tutucu 3D yazıcı aracılığıyla üretilmiştir.
3D yazıcılar sayesinde geleneksel yöntemlerle üretim yapılırken ihtiyaç duyulan makine, teçhizat ve işçilik ortadan kalkar.
Ciddi emek gerektiren işleri (frezeleme, tornalama, üretim sonrası talaş temizleme vb.) ortadan kaldırır.
- Montaj aşamasında delme, vidalama yöntemi kullanılmıştır.
12
Delme, vidalama yönteminin yanı sıra perçinleme ve epoksi ile sabitleme yöntemleri de kullanılmıştır.
4.2.4 Fiziksel Özellikler
Aracın muhtemel ölçüler aşağıdaki gibidir.(Santimetre cinsinden)
Aracın ağırlığı tasarımlara göre yaklaşık 7.5 kilogramdır.
Aracın muhtemel hacmi 1m3 olacaktır.
Sualtı araçta şasi üst bölümüne yüksek hacimli ve düşük yoğunluklu süngerler alt bölümüne ise metalik plakalar eklenecektir. Bu sayede araca etki eden kaldırma kuvvetiyle, aracın ağırlık merkezi ekseni aynı düzlemde olacak şekilde mekanik yapı oluşturulması
sağlanacaktır. Böylece, araç pasif bir şekilde denge konumuna gelecektir. Bu sayede aracın dengeye gelmesi için itici motorlara daha az ihtiyaç duyulacaktır. Bu da hem elektrik tüketimini hem de yapının yüksek akıma geçmeden çalışmasına olanak sağlayacaktır.
Sualtı araç sistemlerinde suyun kaldırma kuvveti ve ağırlık merkezi aynı eksende olmaz ise yüzdürücü kuvvet dengeye gelmek istediğinden dolayı araç dengesini bulamaz. Aracın ağırlık merkezi ve büyüklüğüne eşit olan yüzdürücü kuvvetlerin ortaya çıkardığı kuvvet sayesinde, araç pasif bir şekilde dengelenecektir. Aracın pasif bir şekilde dengede kalması, yüzdürücü kuvvet ve ağırlık merkezi haricinde tüm sistemin yoğunluğudur. Aracın yoğunluğu 1 kg/m3’ten düşük olduğundan suyun içinde askıda kaldığı görülecektir. Bu özellik araç şasisinde kullanılan düşük yoğunluklu malzemeler sayesinde sağlanacaktır.
13
4.3. Elektronik Tasarım, Algoritma ve Yazılım Tasarımı 4.3.1. Elektronik Tasarım Süreci
Geliştirilen sualtı robotun üzerinde sensör ve mikrodenetleyici alt sistemleri güç tüketimi bulunan elektronik alt sistemlerdir. Bu elektronik alt sistemlerin besleme gerilimleri birbirinden farklı olmakla beraber, tüm elektronik alt sistemler 12V veya 5V gerilim ile çalıştırılmıştır. 48 V güç kaynağını 12V güç kaynağına çevirmek için ise konvertör kullanılmaktadır.
Aracın Elektronik Tasarımı
Aracımızın elektronik tasarım sürecinde, aracın hareketi için gereken motorların, kullanıcıya görüntü ileten kameranın ve veri ileten sensörlerin; aktif ve yer istasyonu kontrollü çalışması için çeşitli işlem birimleri kullanılmıştır.
Robotun üzerinde 2 adet işlem birimi bulunmaktadır. Bunlar Raspberry Pi ve PİXHAWK’dir.
Raspberry Pi, yer istasyonu bilgisayarı ile robot arasında Ethernet vasıtasıyla yerel ağ
bağlantısını kurar. Robotun kamerası bu cihaza USB yoluyla bağlıdır. Raspberry Pi robottaki birimlerin yer istasyonu ile iletişim kurması için gereklidir. İçerisinde Python ve webcam sunucusu bulunmaktadır. Bunlar, Ethernet bağlantısı sağlandıktan sonra yer istasyonu
bilgisayarı üzerinden kolayca açılıp, kapatılabilmektedir. Python sunucusu, yer istasyonundan gelen joystick verilerini PİXHAWK e iletir, PİXHAWK den gelen verileri yer istasyonundaki kontrol paneline gönderir.
14
PİXHAWK mikrokontrolcü kartı Raspberry Pi’den aldığı kullanıcı verilerini işleyerek harici birimlerin (ESC, sürücüler ve sensörler) anlayacağı dile çevirir ve onları kullanıcı
düzenlemesiyle yönetir.
Yer istasyonuyla olan bağlantının herhangi bir sebepten kesilmesi durumunda acil durum prosedürü devreye girer ve robot güvenli bir şekilde kendini durdurur. Bu durdurma işlemini Raspberry Pi tetikler.
En üst düzey güvenlik için, oluşabilecek her türlü ters durum yer istasyonu ve robot yazılımı üzerinde denenmektedir.
Sualtı Araç Üzerinde Kullanılan Sensör Sistemleri:
Sualtı aracımızda kullandığımız nem oranını ±% 3 doğrulukla, barometrik basıncı ± 1 hPa mutlak hassasiyetle ve sıcaklık ile ± 1.0 ° C doğrulukla ölçebilen tek bir sensördür. Bu sensör, her türlü hava durumu / çevresel algılama için tasarlanmış olup hem I2C hem de SPI'da kullanılabiliyor.
Sensör Ölçüleri: 19,0 mm x 18,0 mm x 3,0 mm / 0,7 "x 0,7" x 0,1 "
Sensör Ağırlığı: 1.0g / 0.0oz
Sualtı araç üzerinde kullanılan MPU-9250 ataletsel ölçü birimi (IMU) mikroişlemci kontrol ünitesi modülü ile üç eksen ivmeölçer, üç eksen jiroskop ve üç eksen manyetometre verisi alınmıştır. 3-5 V aralığında besleme gerilimi bulunan IMU için haberleşme protokolü olarak I2C kullanılmıştır. Üç eksen jiroskop aralığı +/-250, +/-500, +/-1000, +/-2000dps’dir.
İvme aralığı ise +/-2G, +/-4G, +/-8G, +/-16G’dır. Manyetometre aralığı +/-4800 uF’dır.
Sensör Ölçüleri: 15mm x 25mm x 2mm’dir.
15 4.3.2. Algoritma Tasarım Süreci
Ön Tasarım Raporunda belirtmiş olduğumuz algoritmanın uygun olduğu görülüğü için bir değişiklik yapılmadı.
16 4.3.3. Yazılım Tasarım Süreci
Aracın kontrol kartı (pixhawk) açık kaynak kodlu STM32 mikro denetleyiciye sahip, ArduSub yazılım tabanlı bir kontrol kartıdır. İleriye dönük otonom görevler için ise raspberry pi kullanılacaktır.
Kontrol kartına yüklenen QgroundConrol programında, derinlik sabitleme modu aktifleştirilerek robot üzerindeki kontrol sisteminde kullanılan basınç sensörü vasıtasıyla derinlik ölçümünden alınan veriler kontrol istasyonuna aktarılmaktadır.
Sensörden alınan veriler kullanılarak kapalı çevrim PID kontrol ile robotun belirlenen derinlikte sabit kalması sağlanmaktadır.
Araçta bulunan robotik tutucu sistemi pnömatik alt sistem vasıtasıyla ileri-geri ve açma-kapama hareketlerini gerçekleştirebilmektedir. Pixhawk kontrol kartı üzerinde bulunan çıkışlarla itici motorlar ve ışıklar Qgroundcontrol sisteminden kumanda vasıtasıyla manuel olarak kontrol edilebilecektir.
Raspberry Pi Manuel Yer istasyonu İletişim Yazılım Süreci Kullanılan yazılım dili: Python
Kullanılan yazılım programı: Komut Düzenleyici
Yer istasyonu ile gerçekleştirilen Ethernet bağlantısı için: Soket Pixhawk işlem birimi ile iletişim için: Serial
Raspberry Pi, robotun yer istasyonuyla iletişim için kullandığı ara geçiş noktasıdır. Raspberry Pi üzerinde bulunan sunucu yazılımı, PİXHAWK ile yer istasyonu arasındaki uzak mesafenin iletişime engel olmasını önler. PİXHAWK ile kurulan serial (seri) bağlantı, Raspberry Pi ile PİXHAWK modülü arasında iletişimi sağlar. Bu iletişim uzak mesafelerde sağlıklı bir şekilde kurulamadığı için farklı yöntemler kullanılmalıdır. Bu yöntemlerden biri olarak Raspberry Pi sunucusu kullanmayı seçtik. Raspberry Pi, PİXHAWK ile kurulan seri bağlantı ile aktarılan verileri uzak mesafelerde iletimi sağlayan Ethernet protokolüne dönüştürerek yer istasyonuna aktarır. Bunun bize çeşitli avantajları oldu. Bunlardan biri, Raspberry Pi üzerinde istediğimiz kodu yazarak veri iletimini kontrol etmek, bir diğeri ise yer istasyonuyla olan bağlantı
koptuğunda robotun ikinci beyni gibi görev yapmasını sağlamaktır. Raspberry Pi bilgisayarın bir diğer görevi de robot üzerinde bulunan USB kamera görüntüsünü yer istasyonu
bilgisayarına aktarmaktır. Bu aktarım “motion” yazılımıyla, yer istasyonuyla iletişimi sağlayan sunucudan farklı bir port üzerinden gerçekleştirilmektedir. Yer istasyonuna gelen görüntüler program ekranından görülebilmektedir.
17 4.4. Dış Arayüzler
QgroundControl Programında su altı robotunun işletimi için gerekli her şeye sahiptir. Program açıldığında yapılması gereken ayarlardan sonra robotun yüzmeye başlama süresinden basınç sensöründen alınan basınç verisine kadar her şeyi Qgroundcontrol arayüzünden görme imkanına sahip olunmaktadır.
5. GÜVENLİK
Güvenlik konusu, Intechne Takımının daima ilk önceliğidir. Tüm takım üyeleri çalışma ortamında oluşabilecek herhangi bir kazaya karşı sıkı bir İŞ GÜVENLİĞİ eğitimi alarak çalışmalara başlar. Takım iş güvenliği protokollerini ve ihtiyaçlarını büyük bir titizlikle uygulamaktadır.
Intechne çalışma atölyesi, takım üyelerinin çalışmasına uygun güvenliği ve konforu sağlamaktadır. Atölyemizde ilk yardım dolabı mevcuttur. Acil durumlarda ihtiyacı karşılayabilecek tüm ekipmanlar içerisinde bulunmaktadır.
Takım üyeleri gereken zamanlarda kişisel koruyucu ekipmanlarını (koruma gözlüğü, koruma eldiveni, kulak tıkacı, maske, can yeleği vs.) kullanmayı ihmal etmez.
Yarışma Şartnamesinin bizden istediği gibi;
Araç üzerinde ve kontrol istasyonunda acil durdurma butonu olacak şekilde araç tasarlanacaktır.
Sızdırmazlık konusunda araç birçok teste tabi tutulmaktadır.
Tüm kabloların elektrik yalıtımı sağlanmaktadır.
Tasarımlarımızda keskin noktalar ve sivri uçlar bulunmamaktadır.
Araç üzerinde bulunan elektrik motorlarının suya karşı izolasyonu vardır.
Araç üzerinde ve kullanılan diğer ekipmanların üzerinde uyarı çıkartmaları daima kullanılmaktadır.
18 6. TEST
Sistem İletişim Testi
Senaryo: Bu test senaryosunda, yer istasyonu bilgisayarı Raspberry Pi’ye 30m Ethernet kablosu ile bağlanır. Raspberry Pi’ye kamera USB ile, mikrokontrolcü ise UART birimi ile bağlanır. Bu testte görüntü ve veri iletişiminin eş zamanlı ve başarılı bir şekilde gerçekleşmesi amaçlanmıştır.
Sonuç: Yukarıda bahsedilen test senaryosu uygulandığında, görüntü bilgisi ve kontrol verileri başarılı bir şekilde eş zamanlı olarak aktarılmıştır.
Motor Su Geçirmezlik Testi
Senaryo: Epoksi ile kaplanan fırçasız motorlar suya daldırılır. Herhangi bir kısa devre olup olmadığı kontrol edilir. ESC ile kalibrasyonu yapılır. Ardından, motorlar su
içerisinde çalıştırılır.
Sonuç: Bahsedilen tüm basamaklar uygulanmış ve başarıyla sonuçlanmıştır.
Elekronik, algoritmik ve yazılımsal testlerimiz görevli ekip arkadaşlarımız tarafından yapıldı. Sorun teşkil etmeyecek seviyede de olsalar kablo düzeni, temiz kodlama gibi konularda geliştirmeler yaptık. Alanında uzman kişilerin fikrini alarak en temiz sağlıklı sonuçlara ulaşmayı amaçladık.
7. TECRÜBE
Tasarım sürecinde üretilmesi güç tasarımlar üretmiştik fakat bu sorunu deneyimli tasarımcı arkadaşlarımız sayesinde kolayca çözdük.
Aracımız prototip aşamasındayken yaptığımız sızdırmazlık testleri sırasında parçaların birleşme yerlerinden su sızdırabildiğini gördük. Çözüm olarak vidalamanın yanı sıra perçinleme ve epoksi ile sabitleme kullandık. Sızdırmazlık konusunda daha dikkatli olmamız gerektiğini öğrendik ve aracımızı başarıyla sızdırmaz hâle getirdik.
Covid-19 pandemisi bize beklenmeyen olağanüstü durumlarda bile takım bütünlüğünü korumanın önemini öğretti. Çevrimiçi toplantılar yaparak planlarımızdan geri kalmadık. Piyasadan malzeme tedarik etmek normal şartlara kıyasla daha zorlayıcı oldu. Bu sorunu da öncelik sıralaması yaparak ulaşmamızın en önemli olduğu malzemeleri öncelikli olarak tedarik etmeye çalışarak atlatmaya çalıştık.
19 8. ZAMAN, BÜTÇE VE RİSK PLANLAMASI
8.1. Zaman Planlaması
1 Mayıs -5 Haziran Kritik Tasarım Raporu
Hazırlama ve Sistem Testlerinin Yapılması
15-30 Haziran Aracın Üretimi ile ilgili Çalışmaların Planlama Kontrolünün Yapılması
1-30 Temmuz Aracın Üretimine Başlanması
Sızdırmazlık Testlerinin Gerçekleştirilmesi ve
Hareket Kabiliyeti Videosunun Hazırlanması
1 Ağustos-20 Eylül Aracın Teknik Kontrollerinin Yapılması ve Pilotların
Antrenman Yapması
22-28 Eylül TEKNOFEST Yarışması
20 8.2. Bütçe Planlaması
Malzeme Tedarik Adet Birim Fiyat Toplam Fiyat
Akrilik Şasi Üretilecek 1 350 350
Koruyucu Muhafaza Üretilecek 1 100 100
Koruma Borusu Üretilecek 2 25 50
Boru Tutucu Üretilecek 4 10 40
Robot Kol Tutucu Parça Üretilecek 2 50 100
Pnömatik Valf Satın Alınacak 1 150 150
Pnömatik Silindir Satın Alınacak 1 150 150
Konektör Satın Alınacak 16 80 1280
Emax2212 Satın Alınacak 8 150 1200
Haberleşme Kablosu Satın Alınacak 1 1300 1300
Pleksi Kart Tutucu Üretilecek 1 50 50
Servo Motor Yeniden Kullanılacak 2 10 20
Kamera Satın Alınacak 1 650 650
Fener Satın Alınacak 3 655 1965
Raspberry Pı Yeniden Kullanılacak 1 350 350
Pixhawk Satın Alınacak 1 950 950
Kontrol Kumandası Satın Alınacak 1 350 350
Güç Modülü Satın Alınacak 1 200 200
Motor Sürücüleri(30 Satın Alınacak 8 200 1600
ESC)
Basınç Sensörü Satın Alınacak 2 180 360
Arduino Nano Yeniden Kullanılacak 1 25 25
Yeniden Kullanılacak 395 TL
Satın Alınacak 10.745 TL
Toplam 11.140 TL
8.3 Risk Planlaması
8.3.1 Risk Planlaması Nedir ?
Risk planlaması, takım çalışmaları sırasında karşılaşılabilecek her türlü
olumsuzluğa karşı daha önceden hazırlıklı olmak ve zararı minimuma indirmek için önceden aldığımız önlemlerin bütünüdür.
8.3.2 Risk Planlaması Önemi Nedir ?
Risk planlaması takım misyonumuz içerisinde önemli bir yere sahiptir. Karşımıza çıkabilecek herhangi bir problem karşısında önceden bilgi sahibi olmak ve önlem almak her zaman işlemin daha hızlı, en az maddi ve manevi kayıpla ilerlememize ve en önemlisi zamandan tasarruf etmemize olanak sağlamaktadır. Rakiplerimize karşı bizi her zaman bir adım önde olmamızı sağlar.
21 8.3.3 Risk Senaryoları
Senaryo 1
Su altı sistemlerinin en büyük sorunlarından biri test aşamasında iken izolesi tam yapılamamış parçaların su almasıdır. Böyle bir durumla karşılaştığımızı varsayalım. Test sırasında bir parçanın su aldığını fark ettik. Öncelikle aracı su içerisinden gerekli güvenlik önlemlerini alarak çıkartırız. Özellikle elektronik parçaların yedeklerini bulundurduğumuz bir alet çantasını mutlaka yanımızda taşırız. Yanımızda her zaman bir yedek parça taşırız. Eğer bu yedek parçaya ulaşamamışsak ve elimizde bulunmuyorsa da ki bu çok düşük bir ihtimaldir, elimizde bulunan parçayı kullanılabilir hale getirmek için çalışırız.
Senaryo 2
Karşılaşabileceğimiz sorunlardan bir tanesi de motorların herhangi birinde bir sorun çıkması. Yanma durumlarında yine yedek parçalarımızdan kullanmak bizim için ilk öncelik yedek parça bulunmaması durumunda ise yine elimizdeki parçayı kullanılabilir duruma getirmek için çalışacağız.
Senaryo 3
Pilotlardan birinin yarışmaya katılamaması ya da yarışma günü rahatsızlanması söz konusu olabilir.Bu durumda ise en az asıl pilotlarımız kadar pratik yapmış ve araç üzerinde çalışmış olan yedek pilotumuz eksik yeri dolduracaktır.
22 9. ÖZGÜNLÜK
Intechne olarak her projede olduğu gibi bu projede de özgün noktalarımız bulunmakta.
Sualtı aracının bütün alt sistemleri(Mekanik, Kontrol/Yazılım) takımımız tarafından Intechne Atölyesinde gerçekleştirilmiştir.
Aracımızda kullanacağımız robot kol pnömatik tahrikli bir sistem olarak takımımıza özgüdür.
Basit ve etkili bir sistem olarak tasarlanmıştır.
Takımımız bugüne kadar yaptığı projeler sonucunda birçok tecrübe ve başarı elde etmiştir.
Danışmanlar ve öğrenciler, mesleki eğitim veren bir kurumda olmadığı halde teknik konularda kendini geliştirmiş, Teknolojinin Milli Değerlerini üretmek için sürekli bir arayış içerisindedir.
23 10. KAYNAKÇA
https://bluerobotics.com/product-category/thrusters/speed-controllers/
https://www.direnc.net/bme280-i2c-or-spi-temperature-humidity-pressure-sensor-adafruit
https://www.desistek.com.tr/insansiz-sualti-araclari/
https://www.ssb.gov.tr/Images/Uploads/MyContents/V_20190522164038242196.pdf
https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/83815
https://arikovani.com/projeler/insansiz-sualti-araci/detay
https://istanbulpaslanmaz.com/hizmetlerimiz/lazer-kesim/lazer-kesim-nedir.html
https://fibilo.com/3d-yazicilarin-avantajlari/
https://www.martanplastik.com/pe-polietilen/pe-polietilen-levha/
