Bu çalışma, tarımsal ve endüstriyel uygulamalarda operasyonel verimliliği optimize etme amacıyla, 5 litrelik yük taşıyan bir drone'nun enerji tüketimi üzerinde hız ve uçuş yüksekliğinin etkisini araştırmaktadır. Kontrollü çevre koşulları altında 1 hektarlık bir tarım arazisinde yürütülen çalışmada, farklı hız (2, 5, 8 m/s) ve yükseklik (5, 10, 15 m) parametrelerini birleştiren dokuz senaryoyu simüle etmek için bir dört pervaneli drone (quadcopter drone) kullanılmıştır. Kalibre edilmiş sensörler kullanılarak 600 veri noktasında enerji tüketimi verileri toplanmıştır. Sonuçlar, hız, yükseklik ve enerji tüketimi arasında net bir ilişki olduğunu ortaya koymuştur. Daha yüksek hızlar enerji tüketimini önemli ölçüde artırmış, değerler 2 m/s'de 66,67 W'tan 8 m/s'de 121,90 W'a yükselmiştir. Yükseklik değişimlerinin enerji tüketimi üzerindeki etkisi, hızın etkisine kıyasla daha sınırlı olmasına rağmen, yine de dikkate değer bir katkı sağlamıştır. Özellikle yükseklik 5 metreden 15 metreye çıkarıldığında, enerji tüketiminde %10 ila %15 arasında bir artış gözlemlenmiştir. Bu da hızın enerji tüketimi üzerinde yükseklikten daha baskın bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Bu bulgular, enerji verimliliği elde etmek için hız ve yükseklik parametrelerini dikkatlice optimize etme ihtiyacını vurgulamaktadır. Bu çalışma, uzun süreli operasyonlar için düşük hız(2 m/s) ve orta yükseklik kombinasyonlarını ve yalnızca zamana duyarlı görevler için yüksek hız ayarlarını önererek, droneların tasarımı ve işletimi için uygulanabilir iç görüler sunmaktadır.
This study investigates the impact of speed and flight altitude on the energy consumption of a drone carrying a 5-liter payload, with the aim of optimizing operational efficiency in agricultural and industrial applications. Conducted on a 1-hectare agricultural field under controlled environmental conditions, the study utilized a quadcopter drone to simulate nine scenarios combining different speed(2, 5, 8 m/s) and altitude(5, 10, 15 m) parameters. Energy consumption data were collected at 600 data points using calibrated sensors. The results revealed a clear relationship between speed, altitude, and energy consumption. Higher speeds significantly increased energy consumption, rising from 66.67 W at 2 m/s to 121.90 W at 8 m/s. Although the effect of altitude variations on energy consumption was less pronounced compared to speed, it still contributed notably; raising the altitude from 5 meters to 15 meters resulted in a 10% to 15% increase in energy consumption. This indicates that speed has a more dominant influence on energy consumption than altitude. The findings highlight the need to carefully optimize speed and altitude parameters to achieve energy efficiency. The study provides actionable insights for drone design and operation, recommending low-speed and mid-altitude combinations for long-duration operations and high-speed settings for time-sensitive tasks.
Primary Language | Turkish |
---|---|
Subjects | Energy-Efficient Computing, Computer Software |
Journal Section | Mechanical Engineering |
Authors | |
Publication Date | June 3, 2025 |
Submission Date | December 4, 2024 |
Acceptance Date | April 22, 2025 |
Published in Issue | Year 2025Volume: 28 Issue: 2 |