İnsansız hava araçları için kablosuz tam otomatik şarj istasyonlarının geliştirilmesi
Development of wireless fully automatic charging stations for unmanned aerial vehicles
- Tez No: 998172
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET KONAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık Elektrik ve Elektroniği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde askeri, ticari ve sivil alanlarda yaygınlaşan İnsansız Hava Araçlarının (İHA), operasyonel sürekliliğini kısıtlayan en temel faktör batarya kapasiteleri ve buna bağlı uçuş süreleridir. İHA'ların otonom görev döngülerini insan müdahalesine gerek duymadan sürdürebilmeleri için, iniş sonrası enerji ikmalini otomatik olarak gerçekleştirebilen istasyonlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında, döner kanatlı İHA'lar için düşük maliyetli, taşınabilir ve uzaktan izlenebilir bir otonom kablosuz şarj istasyonu tasarlanmış ve prototipi gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen sistem, endüktif kuplaj prensibine dayalı kablosuz güç transferi teknolojisi ile gömülü sistem tabanlı bir izleme mimarisini birleştirmektedir. Sistem donanımı; yer istasyonunda verici bobin ünitesi, hava aracında (DJI Mini 4 Pro) ise alıcı bobin, regülasyon devresi, ACS712 akım sensörü ve ESP32 mikrodenetleyicisinden oluşmaktadır. Yazılım tarafında ise, şarj sürecine ait voltaj, akım ve güç verilerinin operatöre aktarılması amacıyla TCP/IP protokolü üzerinde çalışan bir iletişim altyapısı kurulmuştur. Kullanıcı arayüzü olarak, platform bağımsız çalışma yeteneğine sahip Flutter tabanlı bir mobil yer kontrol istasyonu uygulaması geliştirilmiştir. Yapılan deneysel testlerde, sistemin İHA bataryasını %70 civarında bir verimlilikle kablosuz olarak şarj edebildiği ve 5 mm'ye kadar olan eksenel hizalama sapmalarını tolere edebildiği gözlemlenmiştir. Geliştirilen mobil uygulama sayesinde, şarj süreci anlık olarak takip edilebilmiş ve olası bağlantı kopmaları milisaniyeler mertebesinde tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, önerilen sistemin otonom İHA filoları için uygulanabilir, ekonomik ve güvenilir bir enerji ikmal çözümü olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
The primary factor limiting the operational continuity of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), which are becoming widespread in military, commercial, and civil fields, is battery capacity and the associated flight times. For UAVs to sustain autonomous mission cycles without human intervention, stations capable of automatically performing energy replenishment after landing are required. In this thesis study, a low-cost, portable, and remotely monitorable autonomous wireless charging station was designed and prototyped for rotary-wing UAVs. The developed system integrates wireless power transfer technology based on inductive coupling principles with an embedded system-based monitoring architecture. The system hardware consists of a transmitter coil unit at the ground station and a receiver coil, regulation circuit, ACS712 current sensor, and ESP32 microcontroller on the air vehicle (DJI Mini 4 Pro). On the software side, a communication infrastructure operating over the TCP/IP protocol was established to transmit voltage, current, and power data related to the charging process to the operator. A Flutter-based mobile ground control station application capable of platform independent operation was developed as the user interface. Experimental tests observed that the system could wirelessly charge the UAV battery with an efficiency of approximately 70% and tolerate axial misalignment up to 5 mm. Thanks to the developed mobile application, the charging process could be monitored in real-time, and potential connection losses were detected in the order of milliseconds. The obtained results demonstrate that the proposed system is a feasible, economical, and reliable energy replenishment solution for autonomous UAV fleets.
Benzer Tezler
- Otonom İHA'lar için q-learning tabanlı yörünge algoritmasının geliştirilmesi
Development of q-learningbased trajectory algorithm forautonomous UAVs
ŞENOL ERGUNŞAH
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mekatronik MühendisliğiBandırma Onyedi Eylül ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELAHATTİN KOŞUNALP
- Index modulation based designs, error performance and physical layer security analyses for unmanned aerial vehicle networks
İnsansız hava aracı ağları için indis modülasyonu tabanlı tasarımlar, hata performansı ve fiziksel katman güvenlik analizleri
AYŞE BETÜL BÜYÜKŞAR
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- İha sistemleri için EKF ve çok katmanlı algılayıcı tabanlı kaskad sensör füzyon algoritmalarının otonom iniş-kalkış senaryoları için geliştirilmesi
Development of EKF and multilayer sensor-based cascade sensor fusion algorithms for autonomous landing and take-off scenarios of uav systems
YASİN ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKAY BAYRAK
- UAV-assisted energy-aware data collection in robotic wireless sensor networks under battery prediction error
Pil tahmin hatası durumunda robotik kablosuz sensör ağlarında İHA destekli enerji bilinçli veri toplama
BEYZA DURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER MELİH GÜL
PROF. DR. SEİFEDİNE KADRY
- A graphene-based monopole microstrip antenna with tuneable bandgap for UWB implementations
UWB uygulamaları için ayarlanabilir bant aralığına sahip grafen tabanlı tek kutuplu mikroşerit anten
MUSTAFA KAREEM NAJM AL-ASADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ KARAN