İHA Anten Takip Kartı | Ahmet Tahsin Günaydın

Projenin Amacı ve İş Bölümü

Kesintisiz Veri Akışı İçin Otonom Takip

TEKNOFEST 2026 Uluslararası Sabit Kanat İHA Yarışması kapsamında; Yer Kontrol İstasyonu ile İHA arasındaki haberleşmenin yüksek menzillerde dahi kopmadan, kesintisiz bir şekilde sağlanması hayati önem taşır. Verilerin yüksek hızda aktarılması, İHA’nın Yük Bırakma Alanı’nı erken tespit etmesini sağlayan görüntü işleme algoritmalarına doğrudan altyapı sunmaktadır. Bu gereksinim doğrultusunda, yer istasyonundaki anteni İHA'nın GPS koordinatlarına göre iki eksende otonom olarak yönlendirecek akıllı bir takip sistemi kurgulanmıştır.

Bütünleşik bir Ar-Ge çalışması olan bu projede; mekanik tasarım süreçleri diğer takım üyelerimiz tarafından yürütülmüş olup, sistemi koordine edecek ana beynin (Anten Takip Kartı) donanım mimarisi ve yazılım geliştirmeleri tamamen tarafımca üstlenilmiş ve yerli imkanlarla tasarlanmıştır.

Donanım Özellikleri ve Kart Mimarisi

STM32 Gücü ve Hassas Motor Kontrolü

Anten takip mekanizmasının ihtiyaç duyduğu hızlı matematiksel hesaplamaları ve anlık motor tepkilerini karşılamak adına, sistemin kalbine STM32F103C8T6 mikrodenetleyicisi yerleştirilmiştir. Bu sayede 72 MHz'lik işlemci gücü, 128 Kbyte Flash ve 20 Kbyte SRAM kapasitesi donanıma kazandırılmıştır.

Gelişmiş Güç Altyapısı ve EMC: Motorların ani akım çekişlerini karşılamak için 5A kapasiteli XL4005 buck dönüştürücü (5V) ve işlemci/sensörler için AMS1117-3.3 (3.3V) lineer regülatör konumlandırılmıştır. Komponentler arasına paralel kutuplu kapasitörler yerleştirilerek EMC (Elektromanyetik Uyumluluk) sağlanmış ve sistem elektriksel parazitlerden arındırılmıştır.
Hassas Motor Sürücüleri: İki eksenli hareketin sessiz ve mikroadım (microstepping) hassasiyetiyle yapılabilmesi için kart üzerine TMC2209 Step Motor Sürücü soketi entegre edilmiştir. Ayrıca ikinci eksen veya farklı mekanizmalar için doğrudan Servo motor çıktıları (PA0, PA1) ayrılmıştır.
Modüler Genişletilebilirlik: Bu tasarım sadece anten takibi için değil, farklı Ar-Ge projelerinde de merkez kontrolcü olarak kullanılabilmesi amacıyla çok amaçlı üretilmiştir. Üzerinde GPS iletişim portu, Batarya Voltaj Takibi pini (PA4), SWD programlama portu ve serbest ADC/PWM/Dijital pinler (PA2, PA3, PA5, PA6, PA7) barındırır. Köşelere yerleştirilen M3 vida delikleri ile mekanik montaj kolaylığı sağlanmıştır.

İnteraktif PCB (HTML BOM)

Aşağıdaki interaktif model üzerinden anten takip kontrol kartının komponent yerleşimini, pedlerini ve baskılarını detaylıca inceleyebilirsiniz. Kullanılan tüm bileşenler soldaki listede yer almaktadır; herhangi bir komponente tıkladığınızda kart üzerindeki konumu vurgulanacaktır.

Şematik Devre Tasarımı

Anten Takip Kartı'nın KiCad ortamında oluşturulan donanım bağlantıları ve şematik altyapısı, okunabilirliği ve modülerliği artırmak amacıyla hiyerarşik sayfa (hierarchical sheet) yapısında tasarlanmıştır. Sistem; Motor Kontrol Ünitesi, Güç Yönetimi, MCU & MCU Destek ve USB & GPIO olmak üzere dört ayrı fonksiyonel bloğa ayrılmıştır.

1. MCU & MCU Support

2. Power Management

3. Motor Control Unit (STEP + SERVO)

4. USB & GPIO

PCB Devre Tasarımı

Kartın profesyonel PCB yerleşimi, bakır hat rotalama şemaları ve SMD komponent dizilimi ön ve arka yüz olarak aşağıda yer almaktadır.

PCB Ön Yüz Tasarımı

PCB Arka Yüz Tasarımı

Kartın Fiziksel Çıktısı

Tasarım süreci tamamlanarak yurt dışından SMD dizgili olarak temin edilen ve sisteme entegre edilen Anten Takip Kartı'nın nihai fiziksel hali aşağıda görülebilir.

Üretilmiş Fiziksel Kart

Geliştirici Notu

İlk SMD Tasarım Deneyimi ve Gelecek Hedefleri

Tasarımını gerçekleştirip yurt dışından SMD dizgili olarak ürettirdiğim bu donanım, geliştirdiğim ilk mikrodenetleyicili özel kartımdır. İlk tecrübem olması sebebiyle devre mimarisinde ve donanım yerleşiminde iyileştirmeye açık çeşitli hususlar keşfettim. Anten takip sistemi donanımını tasarlarken edindiğim bu kritik tecrübeleri, gelecekte tasarlayacağım yeni mikrodenetleyicili kart projelerinde uygulayarak çok daha kusursuz sistemler entegre etmeyi hedefliyorum. Ancak spesifik olarak bu proje için şimdilik yeni bir versiyon güncellemesi planlamamaktayım.

İHA Anten Takip Kontrol Kartı V1.0

Otonom Yönelim, Hassas Motor Kontrolü ve STM32 Altyapısı