Flight Controller Nedir ve Nasıl Çalışır?
Motor, ESC, pil seçtin. Şimdi drone’un beyni geliyor: Flight Controller (FC).
FC, saniyede 100-8000 kez drone durumunu ölçüyor ve instant düzeltmeler yapıyor. O olmasa, drone düşer.
Bu yazıda:
- FC nedir?
- IMU (gyro, accelerometer) sensörleri
- PID kontrol loop’u
- FC tipi seçimi
- Barometer ve magnetometer
İÇİNDEKİLER
Flight Controller Nedir?
FC = Drone’un “beyni.” Sensörlerden veri alır, hesaplamalar yaparak ESC’ye kontrol sinyalleri gönderir.
FC’nin İşi
|
1 2 3 4 5 |
Sensörler (IMU) FC Yazılımı ESC/Motor ↓ ↓ ↓ Drone durumu → Hızlı hesap → Motor kontrolü (eğim, hız) (PID loop) (PWM sinyal) |
Loop Time: FC, saniyede kaç kez hesap yapıyor?
- 8kHz = Saniyede 8000 hesap = 125 microsecond/loop (çok hızlı)
- 4kHz = Saniyede 4000 hesap (normal hobi)
- 2kHz = Saniyede 2000 hesap (yavaş)
⚠️ UYARI: Loop time arttıkça, kontrol daha hassas ama daha çok CPU gerekli.
IMU (Inertial Measurement Unit) Sensörleri
Gyroscope (Jyroskop) — Dönüş Hızı
Gyro, dönüş hızını ölçer (°/second cinsinden):
|
1 2 3 4 5 |
Gyro Ölçümü: ├─ Roll rate: Kanatlar etrafında dönüş (soluma) ├─ Pitch rate: Ön-arka eğilme └─ Yaw rate: Saat yönü/tersi dönüş |
Doğruluk: ±2000°/s (çok hızlı döndürüş bile ölçebilir)
Accelerometer (Hızlandırma Sensörü) — G Kuvveti
Accelerometer, ivmelenme ölçer (G cinsinden, 1G = yerçekimi):
|
1 2 3 4 5 |
Accelerometer Ölçümü: ├─ X eksenine kuvvet (ileri-geri) ├─ Y eksenine kuvvet (sol-sağ) └─ Z eksenine kuvvet (yukarı-aşağı) |
Önemli: 1G = 9.81 m/s² (sabit)
Kullanışı: Drone’un “eğim açısını” bilmek için.
IMU Kalibrasyon
FC kullanmadan önce, IMU’yu kalibre etmelisin:
|
1 2 3 4 5 |
1. Drone'u düz, stabil yüzeyde koy 2. FC'yi arming mode'a koy 3. "Calibrate Accel" komutunu gönder 4. FC gyro + accelerometer'i sıfırla |
Neden? Fabrika hatası olabilir, sıcaklık etkileyebilir.
PID Kontrol Loop’u (Temellemeleri)
Drone dengede kalmak için FC PID (Proportional-Integral-Derivative) kontrol kullanır.
PID Nedir? (Basit Anlatım)
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
PID = Üç tür tepki kombinasyonu: P (Proportional) = Hata ölçüsüne göre doğrudan tepki I (Integral) = Uzun süreli hata için birikmiş tepki D (Derivative) = Hata değişim hızına göre tepki Örnek: Drone 10° yanlış eğilmiş ├─ P: Hemen motoru 10° için düzelt ├─ I: Eğer sorun devam ederse, biraz daha düzelt └─ D: Değişim hızına göre tepki hızını ayarla |
P Kazancı (Proportional Gain)
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
P = Hata × Kp (P kazancı) Yüksek P: ├─ Hızlı tepki ├─ Ama overshoot riski (çok düzeltilmiş, sallantı) └─ Aşırı yüksek = Vibrasyon Düşük P: ├─ Yavaş tepki ├─ Ama stabil └─ Çok düşük = Kontrol kaybı |
I Kazancı (Integral Gain)
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
I = Birikmiş hata × Ki Yüksek I: ├─ Kalıcı hatayı kaldırır ├─ Ama integral windup (aşırı düzeltme) └─ Drone sallantılı olabilir Düşük I: ├─ Stabil ama yavaş └─ Offset (sabit hata) kalabilir |
D Kazancı (Derivative Gain)
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
D = Hata değişim hızı × Kd Yüksek D: ├─ Overshoot'u engeller ├─ Smooth kontrol └─ Ama gürültüye hassas (sensör hataları büyütülür) Düşük D: ├─ Sallantılı └─ Overshoot |
💡 İPUCU: Başlangıçta, P-gain ortalıyor, D-gain yüksek, I-gain düşük. İter iterasyon.
FC Türleri Seçim
Popüler FC’ler
| FC | Processor | Loop | Özellik | Başlangıç |
|---|---|---|---|---|
| F3 | STM32F3 | 8kHz | Eski, basit | ✅ OK |
| F4 | STM32F4 | 8kHz | Orta | ✅ Tavsiye |
| F7 | STM32F7 | 16kHz | Yüksek | ✅ Pro |
| H7 | STM32H7 | 32kHz | Çok yüksek | ❌ Pahalı |
Tavsiye: Başlangıçta F4 FC. Balanslar, yeterli performans, ucuz.
Barometer ve Magnetometer
Barometer (Basınç Sensörü)
Irtifa ölçer. Hava basıncından yüksekliği hesaplar.
|
1 2 3 4 5 |
Kullanışı: ├─ Altitude hold (belirli yükseklikte sabitlenmek) ├─ Return-to-home sırasında irtifa koruması └─ Otomatik iniş |
Magnetometer (Pusula)
Dünya manyetik alanını ölçer = pusula görevi.
|
1 2 3 4 5 |
Kullanışı: ├─ Yaw stabilizasyonu ├─ GPS compass kalibrasyonu └─ Headlock mode (başını aynı yöne tut) |
⚠️ UYARI: Magnetometer, motor kablolarından etkilenebilir (manyetik alan). FC’yi motorlardan uzak tut.
FC Ayarları (Temellemeleri)
Gyro Filter
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
Düşük Cutoff (< 100Hz): ├─ Gürültü az ├─ Tepki yavaş └─ Başlangıçta OK Yüksek Cutoff (> 300Hz): ├─ Hızlı tepki ├─ Gürültü fazla └─ Pro'lar için |
D Term Filter
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
Motor gürültüsünü filtreler. Düşük: ├─ Yavaş kontrol └─ Stabil Yüksek: ├─ Hızlı kontrol ├─ Gürültü hassasiyeti └─ Racing için |
Throttle Boost (TPA)
|
1 2 3 4 5 6 7 |
Yüksek throttle'da PID feedback'i azaltır. Neden? ├─ Yüksek hızda, motor tepkisi daha yavaş ├─ TPA kompanso eder └─ Smooth kontrol |
FC Firmware Seçimi
Betaflight
En popüler. Racing, FPV için.
|
1 2 3 4 5 6 |
Özellikler: ├─ Hızlı, responsive ├─ Gelişmiş PID tuning ├─ DShot desteği └─ Komunite büyük |
INAV
Autonomous uçuş. GPS, navigation için.
|
1 2 3 4 5 6 |
Özellikler: ├─ Waypoint uçuşu ├─ GPS hold ├─ Return-to-home └─ Foto drone'lar için ideal |
Cleanflight
Eski, basit. Artık kullanılmıyor.
Tavsiye: Başlangıçta Betaflight.
FC Kurulumu Adımları
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
1. FC'yi gövseye yerleştir (titreşim az olacak şekilde) 2. Sensör yönünü kontrol et (etiket ön motor tarafa göre) 3. Betaflight Configurator'u indir (PC yazılımı) 4. USB ile FC'yi bilgisayara bağla 5. Sensörleri kalibre et (gyro, accelerometer) 6. Motor direk konusunu kontrol et 7. PID gain'leri başlangıç değerlerine koy 8. İlk testleri yap (hovering) |
Sık Sorulan Sorular
“Loop time kaç olmalı?”
Cevap: 8kHz başlangıç. 4kHz çok yavaş, 16kHz+ gereksiz başlangıçta.
“PID ayarı yazıda nasıl değişiyor?”
Cevap: Yazı 10’da detaylı tuning var.
“Gyro vs Accelerometer farkı nedir?”
Cevap: Gyro = hızı, Accelerometer = pozisyonu ölçer. İkisi beraber = stabil kontrol.
🎯 Yazı 9 Özeti
✅ FC = Drone’un beyni
✅ IMU = Gyro + Accelerometer
✅ PID = P (hız) + I (toplam hata) + D (smooth)
✅ Betaflight firmware tavsiye edilen
✅ F4 FC başlangıç için ideal
Sonraki yazıda, PID’i pratik olarak nasıl ayarlamak gerektiğini öğreneceksin.
Hazırsan, tuning’e dalalım! 🚀
Geri bildirim: Sıfırdan Drone Yapmak: Tam Başlangıç Rehberi (2026) - MÜHENDİSİN EVİ