Güç Dağıtım Kartı Serisi V1.0 - V1.3

İnsansız Kara Araçları (İKA), İnsansız Hava Araçları (İHA) ve Fotovoltaik (Güneş Paneli) sistemlerinde; motorların ihtiyaç duyduğu yüksek akımı sağlarken aynı zamanda mikrodenetleyicileri ve hassas sensörleri elektriksel parazitlerden koruyacak temiz bir güç altyapısı kurmak zorunludur. Bu proje serisi, farklı projelerin değişen akım, voltaj ve filtreleme ihtiyaçlarına özel olarak anahtarlamalı (buck converter) modüllerle tasarlanmış üç farklı donanım versiyonunu içermektedir.

İnsansız Kara Aracı projesi için geliştirilen ilk versiyon, aracın gereksinim duyduğu 3 farklı voltaj hattını (Motorlar için 12V, Gömülü sistemler için 5V ve Sensörler için 3.3V) tek merkezden yönetmek üzere tasarlanmıştır. Çıkış voltajı zenginliğini sağlamak için üç adet XL4015 Buck Converter modülü paralel olarak sisteme entegre edilmiştir. Modüller arasına bağlanan kutuplu kapasitörler ile sistem parazitlerden arındırılmış, her hat için klemens, JST ve header çıkışları eklenerek esnek bir kullanım sunulmuştur.

İnovatim kapsamında geliştirilen Solarhan projesi için özel olarak tasarlanan bu ara versiyonda odak noktası alan tasarrufu ve temiz enerji regülasyonudur. Güneş panellerinden gelen dalgalı enerjiyi regüle edebilmek adına, MPPT (Maksimum Güç Noktası Takibi) sistemleriyle senkronize çalışacak şekilde MP1584 anahtarlamalı modülü kullanılmıştır. Bir önceki versiyona göre kart boyutları ciddi oranda küçültülmüş ve daha minimalist bir tasarım elde edilmiştir.

TEKNOFEST Uluslararası Sabit Kanat İHA Yarışması için geliştirilen son versiyon, uçağın manevra kabiliyetlerine hassas bir şekilde cevap verebilmesi için tasarlandı. Ar-Ge süreçleri sonucunda daha stabil anahtarlama yapan XL4005 modülüne geçiş yapıldı. ESC'nin ihtiyaç duyduğu yüksek akımı (30A seviyelerine kadar) güvenle çekebilmesi için XT60 giriş hattındaki bakır yollar Saturn PCB Toolkit uygulaması kullanılarak uygun bir değerde kalınlaştırılıp, bu bakır kalın yollar ekstra olarak lehim katmanlarıyla da desteklenmiştir.

İHA içerisindeki Raspberry Pi ve yerli uçuş kontrolcüsüne (Alacakart Otopilot Kartı) harici temiz besleme verebilmek adına BEC (Harici Besleme) yapıldı. Hatta paralel olarak uygun değerli elektrolitik bulk kapasitörler (470 µF) ve seramik kapasitörler (1 µF) ilave edildi. Bu EMC (Elektromanyetik Uyumluluk) filtreleme çalışması sayesinde servolar ve MCU çok daha stabil çalışmaktadır.

Tasarım döngüsü boyunca kartın yetenekleri pratik modüller üzerinden test edilmiş ve istenilen verime ulaşılmıştır. Sonraki mühendislik aşamasındaki ana hedefim; hazır buck-converter modülleri kullanmak yerine sistemin tüm komponentlerini (IC, indüktör, kapasitör) kendi hesaplamalarımla SMD formatında doğrudan tek bir PCB üzerine dizmektir. Aşırı sıcaklık, yüksek akım ve kısa devre korumalarını (sigortaları) barındıran tam entegre, çift katmanlı ve ticari standartlarda bir endüstriyel Güç Dağıtım Kartı üretmek nihai vizyonumdur.