Robotik - 4: Arduino Temel Elektronik Devre Elemanları

 Arduino Temel Elektronik Devre Elemanları

Arduino, yazılım ve elektroniğin bir araya getirildiği ortamdır. Bazı temel bilgileri öğrenmeden Arduino kullanmaya başlamak zor olur. Bu yüzden bu dersimizde temel olarak Arduino Temel Elektronik Devre Elemanlarını tanımaya çalışacağız. Öncelikle bilgisayarların, akıllı cihazların ve Arduino kartlarının çalışmasını anlamak için analog verinin ve dijital verinin ne olduğuna bakalım.

Analog veri; günlük hayatımızda etrafımızda algıladığımız, rüzgarın hızı, ışığın şiddeti, havanın sıcaklığı, duyduğumuz sesler, kokladığımız koku gibi her türlü veriyi analog veri olarak tanımlayabiliriz.  Etrafımızda gerçekleşen bu olayların ortak bir özelliği bulunur; verinin ne zaman ve hangi aralıkta değişeceğini bilemeyiz. Sürekli değişen bir veriden bahsediyoruz. 

Dijital veri; insanların, bilgisayarlar ve akıllı sistemler için ürettiği bir veri çeşididir. Bizler nasıl alfabemizdeki harflerle oluşturduğumuz kelimeleri kullanarak haberleşiyor isek; elektronik devre elemanlarından oluşan bilgisayarların dili ise iki karakterden oluşmaktadır. 0 ve 1 ikili sayı sistemi olarakta bilinir. 

Bu sistemde bilgisayar üzerinde yaptığımız her işlem bilgisayarın işlemcisi tarafından anlaşılması için 0 ve 1’lere dönüştürülür. İşlemcinin elektrik olmadan çalışmadığını bildiğimize göre iletişim için kullanılan alfabenin elektriksel olması gerekir.

Dijital 0 karakteri – 0 volt (elektrik yok)

Dijital 1 karakteri  – 5 volt (elektrik var)

Yani aslında arka planda bizim gördüğümüzden farklı bir kısım var. Bir oyun oynarken işlemci arka planda milyonlarca veri işlemektedir. Bu verilerin düzenli bir şekilde yapılması için programlara ihtiyaç vardır.  

Program : Bilgisayarların, akıllı cihazların, Arduino kartlarının ya da içerisinde mikro denetleyici/mikro işlemci barındıran her türlü cihazın belirli bir işi yerine getirmesi amacıyla hazırlanmış, mantıksal bir sıralama içinde, gerçekleşebilecek şartları ve ortaya çıkabilecek sonuçları ele alabilen komutlara denir.

Breadboard (Devre Tahtası):

Breadboard üzerinde devrelerimizi test ettiğimiz araçtır. Kurduğumuz devreleri birbirlerine lehimlemeden kolaylıkla test etmemizi sağlar. Tasarladığımız devreleri baskı devre veya delikli plaketler üzerine aktarmadan önce denememize olanak sağlar. Bu sayede devre bağlantılarını kontrol ederek bir hata olup olmadığını gözlemlemiş oluruz. Devreleri tak-çıkar şeklinde kurabildiğimiz için kullandığımız elektronik bileşenleri başka projelerde tekrar kullanma imkanı verir.

Breadboard üzerinde iki çeşit yol vardır. Bunlardan ilki güç yollarıdır. Güç yolları, yani beslememizin artı ve eksi uçlarını taktığımız yerlerdir. 

 

 Direnç:

Hat üzerinden geçen akımı ayarlamak için kullanılır.

Birimi Ohm (Ω) ‘dur.  Denklemlerde R harfi ile gösterilir.  Sabit bir gerilime sahip hat üzerinden geçen akım azaltılmak isteniyorsa; direncin değeri (R) arttırılmalıdır. Aynı hat üzerinde bulunan elektronik          devre elemanları üzerinden geçen akımların birbirine eşit olmasından dolayı bu hat üzerinden geçen akımı kontrol etmek için uygun direnci kullanırız.

Örneğin; LED dediğimiz lambaların üzerinden fazla akım geçmesi bu lambalara zarar verir. Bu lambaların fazla akım çekmesini engellemek için LED’in bağlantısından önce 220 ohm değerinde bir direnç yerleştiririz.  Böylece LED üzerinden geçen akımı azaltmış oluruz. Eğer 220 ohm yerine daha büyük bir direnç bağlanırsa LED’in parlaklığında azalma olduğunu görebiliriz.

LDR (Işığa Duyarlı Direnç) :

Üzerine düşen ışık miktarına göre direnç değeri değişen elektronik devre elemanıdır. Ortam ışığının ölçülmesi gereken projelerde kullanılır. 

Potansiyometre : 

Hattaki gerilimi daha düşük veya daha yüksek bir gerilime çevirmek için kullanılır. Besleme, toprak ve çıkış olmak üzere üç pini bulunur. Ortadaki pin genellikle çıkış pini olmaktadır.  Geriye kalan pinler, sırası önemli olmaksızın besleme ve toprak pinleridir. Potansiyometrenin başlığı çevrilerek çıkış gerilimi değiştirilebilir. Potansiyometreyi, bir radyonun ses arttırma azaltma düğmesi gibi düşünebiliriz.

Ultrasonik Mesafe Sensörü  :   

İngilizce ultra ve sonic kelimelerinin birleşimi olan ultrasonik kelimesi “daha yüksek ses” anlamına gelmektedir. Bu ultrasonik ses dalgaları, insan kulağının duyamayacağı 20kHz -500kHz frekans bandına sahiptir. Ultrasonik ses dalgalarını kullanan sensörler, nesnelerle herhangi bir temas halinde olmadan mesafe ölçümleri yapılabilir.  Piyasada başlangıç seti içinden çıkan genellikle HC-SR04 adlı ultrasonik mesafe sensörüdür. Bu mesafe sensörü üzerinde Vcc, Trig, Echo ve Gnd adında 4 pin bulunur. Echo pini okuma(çıkış/yankı) pini, Trig pini ise tetik(giriş) pinidir. 

 

Ultrasonik mesafe sensörünün ölçebileceği mesafe aralığı, 2 cm ile 400 cm arasındadır. 5 voltluk doğru akım ile çalışır. 

LED :

Üzerinde akım geçtiğinde, akımın değerine göre ortama ışık veren elektronik devre elemanıdır. LED’in iki bacağı vardır. Bu bacaklardan kısa olanı katot (-) , uzun olanı anotdur(+) . 

 Buzzer :

Projelerimizde ses çıkışı almak için kullandığımız devre elemanıdır. İki bacağı olup bunlardan kısa olanı katot (-) , uzun olanı anotdur(+) . 

 

 Diyot :

Tek yönde akım geçiren elektronik devre elemanıdır. Eğer akımın istenmeyen bir yönde akma ihtimali varsa bu tür projelerde diyot kullanılır.

 Jumper Kablo: 

Arduino üzerinden alınan elektrik akımını bread board üzerine taşıyarak , breardboard üzerinden oluşan elektrik akımı ile devre elemanlarının çalışmasını sağlar.

USB Kablo:

Arduino'yu bilgisayarda programladıktan sonra , bu program parçacıklarını arduinoya aktarmayı sağlar.

Kısaca arduino ile bilgisayarın iletişime geçmesini kolaylaştırır.