Çizgi İzleyen Robot – 4006 TÜBİTAK Bilim Fuarı Projesi

2021 Aralık ayında okulumuzda 4006 TÜBİTAK Bilim Fuarı kapsamında rehberliğimizde öğrencilerim tarafından Bilişim Teknolojileri alanında sergilenen ve sunulan “Ovaköy’de Akıllı Araba” başlıklı -çizgi izleyen robot- projemiz. Kendilerine çalışmalarından dolayı teşekkür eder, başarılar dilerim.

Amaç: Robotik ve kodlama alanında sıkça kullanılan çizgi izleme sensörü, Arduino vb yardımıyla otonom yol takip edebilen bir araba tasarımı gerçekleştirmektir.

Özet: Bilişim Teknolojileri dersinde kullanmayı öğrendiğimiz Arduino, sensörler ve diğer elektronik devre elemanları ile otonom yol takip edebilen bir araba tasarımı gerçekleştirilebilir mi? sorusuna cevap aradık.

Bu konuda daha önceden yapılmış olan çalışmaları ve bu çalışmalarda kullanılan malzemeleri araştırdık. Projemizde ihtiyacımız olan ve kullanacağımız malzemeleri belirledik. Yol takibinin nasıl yapıldığını öğrenip Arduino’yu programlayarak uygun bir tasarım ile projemizi tamamladık.

Yöntem: Öncelikle çizgi takibi yapan robot arabaları ve çizgi takip algoritmalarını araştırdık. Arabamız için gereken temel elektronik malzemeleri belirledik. Çizgi izleme sensörlerinin ve motor sürücü kartlarının nasıl çalıştığını ve Arduino ile nasıl kullanıldığını öğrendik. Önce elektronik devre tasarımını Fritzing programında oluşturduk. Sonra devreyi breadboard üzerinde kurup mBlock programında kodlama yaparak devrenin çalışıp çalışmadığını test ettik. Ardından araba şasesi üzerine devre elemanlarını uygun yerlere yerleştirerek projemizi tamamladık.

Projede Kullanılan Malzemeler

• Arduino Nano: Sensörleri ve devre elemanlarını kontrol etmede/programlamada
• Breadboard: Lehim yapmadan devre kurmada
• Çizgi izleme sensörü (TCRT5000 – 3’lü): Yol takibinde
• Motor sürücü kartı (L298N): Motorların hızını ve yönünü ayarlamada
• DC Motor: Tekerlere güç sağlamada
• Teker: Aracı hareket ettirmede
• Pil (4×1,5V): Enerji sağlamada
• 4’lü pil yuvası: Pilleri birbirine bağlamada
• Jumper kablolar: Lehim yapmadan devre elemanlarını birleştirmede
• Araba şasesi: Devre elemanlarını yerleştirmede

Devre Tasarımı

mBlock Kod Blokları

Sonuçlar: Bu proje kapsamında temel elektronik malzemelerden yararlanarak otonom yol takip edebilen bir araba tasarımı gerçekleştirilmiştir. Öncelikle çizgi takibi yapan robot arabalar ve farklı çizgi takip algoritmaları araştırılmıştır. Gerçekleştirilen araba tasarımının yol takibinde kullanılmak üzere TCRT5000 çizgi izleme sensörü tercih edilmiştir. Çizgi izleme sensöründe 3 adet kızılötesi alıcı ve verici bulunmaktadır. Yol takibinde basit çizgi izleme algoritması kullanılmaktadır. Çizgi takibinin çok çeşitli etmenlere bağlı olarak değiştiği proje sonucunda gözlemlenmiştir.

Öneriler: Başarılı ve verimli çizgi takibinin temel olarak aşağıdaki etmenlere bağlı olduğu görülmüş ve çizgi takibinde bunlara dikkat edilmesi tavsiye edilir:

• Çizgi kalınlığı
• Kızıl ötesi sensörlerin sayısı
• Kızıl ötesi sensörlerin birbiri arasındaki mesafe
• Kızıl ötesi sensörlerin hassasiyeti
• Kızıl ötesi sensörlerin yola göre konumu
• Kızıl ötesi sensörlerin birbirine göre konumu
• Pil gücü
• Çizgi izleme algoritması

Proje Poster Dosyaları
Poster Sol Kısım / Poster Orta Kısım / Poster Sağ Kısım

Proje Videosu

Kaynakça
https://www.robotsepeti.com/4-lu-cizgi-izleyen-sensor-seti
https://erkanduran.wordpress.com/2021/03/08/ornek-uygulamalar-ile-mbot-ders-notlari/
https://erkanduran.wordpress.com/2017/05/25/makeblock-mbot-ile-cizgi-izleyen-robot/
https://erkanduran.wordpress.com/2017/05/29/makeblock-mbot-ile-cizgi-izleyen-robot-ledli-versiyon/
https://www.mblock.cc/example/value-of-the-line-follower-sensor/
https://www.muhendisbeyinler.net/cizgi-izleyen-robot-nasil-yapilir/
https://www.robotistan.com/tcrt5000-kizilotesi-sensor
https://www.youtube.com/watch?v=V3d0NdaTH4s
https://www.robotdiyari.com/blog/tcrt5000-k%C4%B1z%C4%B1l-otesi-mesafe-sensoru-nedir
https://elektronikhobi.net/dosya-sharp-kizilotesi-sensorleri/
https://blog.direnc.net/arduino-ile-l298n-motor-surucu-kullanimi/

Boy Ölçer – 4006 TÜBİTAK Bilim Fuarı Projesi

2021 Aralık ayında okulumuzda 4006 TÜBİTAK Bilim Fuarı kapsamında rehberliğimizde öğrencilerim tarafından Bilişim Teknolojileri alanında sergilenen ve sunulan “Boy Ölçer” başlıklı projemiz. Kendilerine çalışmalarından dolayı teşekkür eder, başarılar dilerim.

Amaç: Robotik ve kodlama alanında sıkça kullanılan mesafe sensörü, Arduino vb yardımıyla arkadaşlarımızın boyunu ölçebilen bir tasarım gerçekleştirerek bu parçalarla günlük hayattaki problemlere çözüm bulunabileceğini göstermektir.

Özet: Bilişim Teknolojileri dersinde kullanmayı öğrendiğimiz Arduino, sensörler ve diğer elektronik devre elemanları ile arkadaşlarımızın boyunu ölçebilen bir tasarım gerçekleştirilebilir mi? sorusuna cevap aradık.

Bu konuda daha önceden yapılmış olan çalışmaları ve bu çalışmalarda kullanılan malzemeleri araştırdık. Projemizde ihtiyacımız olan ve kullanacağımız malzemeleri belirledik. Boy ölçümünün nasıl yapıldığını öğrenip Arduino’yu programlayarak uygun bir tasarım ile projemizi tamamladık.

Yöntem: Öncelikle boy ölçümü için gereken temel elektronik malzemeleri belirledik. Mesafe sensörünün ve 7 bölümlü led göstergelerin nasıl çalıştığını ve Arduino ile nasıl kullanıldığını öğrendik. Ölçülen mesafe ile nasıl boy hesabı yapılacağını formülleştirdik. Önce elektronik devre tasarımını Fritzing programında oluşturduk. Sonra devreyi breadboard üzerinde kurup mBlock programında kodlama yaparak devrenin çalışıp çalışmadığını test ettik. Ardından karton kutu ve tahta profiller ile bir tasarım gerçekleştirdik. Devre elemanlarını uygun yerlere yerleştirerek projeyi tamamladık.

Projede Kullanılan Malzemeler

• Arduino Uno: Sensörleri ve devre elemanlarını kontrol etmede/programlamada
• Breadboard: Lehim yapmadan devre kurmada
• Mesafe sensörü (HC-SR04): Mesafe ölçümünde
• 4’lü 7 bölümlü led gösterge: Yerden yüksekliği ve boyu görüntülemede
• Düğme (Button): Kalibrasyonda (yerden yüksekliği ölçmede)
• Buzzer (Minik hoparlör): Kalibrasyon sırasında ses çıkarmada
• 9V pil: Enerji sağlamada
• Sürgülü açma/kapama düğmesi: Boy ölçeri çalıştırmada
• Çeşitli değerde dirençler: Led göstergedeki ledlerin önünde akım ayarında
• Jumper kablolar: Lehim yapmadan devre elemanlarını birleştirmede
• Tahta çıtalar: Boy ölçer tasarımında
• Karton kutu: Boy ölçer tasarımında

Devre Tasarımı

mBlock Kod Blokları

   

Sonuçlar: Bu proje kapsamında temel elektronik malzemelerden yararlanarak boy ölçümü yapabilen bir tasarım gerçekleştirilmiştir. Boy ölçerde, mesafe ölçümü yaygın kullanımı olan HC-SR04 ultrasonik mesafe sensörü ile yapılmaktadır. Boy ölçer masa üstünde çalışabilecek şekilde tasarlanmıştır. Doğru şekilde çalışabilmesi için öncelikle kalibrasyon düğmesi basılı tutularak mesafe sensörünün yerden yüksekliği ayarlanmalıdır. Varsayılan yükseklik değeri 225 cm belirlenmiştir.

HC-SR04 mesafe sensörü, ortam sıcaklığından ve ortamdaki nemden etkilenebilmektedir. Ayrıca HC-SR04 düz yüzeylerde daha doğru sonuçlar vermektedir. Bu nedenle insan saçı ile sensör arasındaki mesafe ölçümünde farklı değerler çıkabilmektedir.

HC-SR04’ün hassaslığı 3mm olmak ile birlikte boy ölçerde yuvarlama fonksiyonları kullanıldığı için boy ölçümünde 1-2 cm hata payı olabilmektedir.

Öneriler

• HC-SR04, düz yüzeylerde daha hassas sonuçlar verebildiğinden; boy ölçümünde mümkünse insanın kafasının üzerine düz bir karton veya kağıt tutulmalıdır.
• Boy ölçümünde daha yüksek hassasiyetli lazer sensörlerin kullanılması daha tutarlı sonuçlar verebilir. Ancak bu sensörlerin fiyatları HC-SR04 mesafe sensöründen oldukça pahalıdır.
• Fazla yüksek olmayan tünel veya üst geçitlerden önce araçların yüksekliği ölçülerek aracın sığmayacağına dair erken uyarı verilebilir.
• Büyük eğlence merkezleri ve lunaparklarda bazı ünitelere girişte boy sınırı belirlenmiştir. Böyle yerlerde bu cihazla hızlıca çocukların boyu hızlıca ölçülebilir.

Proje Poster Dosyaları
Poster Sol Kısım / Poster Orta Kısım / Poster Sağ Kısım

Proje Videosu

Kaynakça
https://www.robocombo.com/Ultrasonik-Mesafe-Sensoru-HC-SR04,PR-1041.html
https://hayaletveyap.com/arduino-ile-ultrasonik-mesafe-sensoru-hc-sr04-kullanimi/
https://diyot.net/hc-sr04-ultrasonik-mesafe-sensoru/
https://erkanduran.wordpress.com/2017/12/11/arduino-ve-hc-sr04-ile-mesafe-olcumu/
https://www.btogrenme.com/arduino-mz80-kizilotesi-sensor/
https://lezzetlirobottarifleri.com/arduino-ile-boy-olcer/
https://www.youtube.com/watch?v=IlfLhmjO3h0
https://www.youtube.com/watch?v=1tiWFQx062Y
https://arduinoblog.yesiltas.net/post/168364840848/arduino-boy-%C3%B6l%C3%A7me-projesini-tamamlay%C4%B1p-kap%C4%B1n%C4%B1n
https://www.youtube.com/watch?v=OT7O61Mj4q8
https://erkanduran.wordpress.com/2017/12/12/arduino-ile-7-segment-display-kullanimi/
https://create.arduino.cc/projecthub/SAnwandter1/programming-4-digit-7-segment-led-display-2d33f8
https://www.dotnetlovers.com/article/10246/what-are-multiplexed-displays-and-use-of-multiplexing
https://koddefteri.net/arduino/temel-arduino-dersleri/arduino-aritmetik-operatorler.html
https://hekimsel.com/saglikli-yasam/boy-nedir-ve-nasil-olculur/#Boy_Nasil_Olculur
https://www.medikalportali.net/boy-olcer-nedir-neden-nasil-kullanilir-duvara-monte-charder-hm200m-urun-ozellikleri-satis-fiyatlari-nelerdir/
https://www.herseyokulicin.com/sevimli-zurafa-200x50cm-boy-olcer-cetveli-9362
https://www.shanghescales.com/product/300G-weight-and-height-machine.html