Arduino Eğitimleri - 1. Ders - Arduino’ya Giriş ve Temel Kavramlar

1. Arduino Nedir?

Arduino, 2005 yılında Massimo Banzi ve David Cuartielles tarafından geliştirilmiştir. Arduino'nun başlangıcı, İtalya'nın Ivrea şehrindeki Interaction Design Institute'te (daha sonra IED – Istituto Europeo di Design) bir projeye dayanır. Bu proje, elektronikle uğraşan, ancak mühendislik bilgisi olmayan kişiler için uygun fiyatlı ve kullanıcı dostu bir mikrodenetleyici platformu oluşturmayı amaçlıyordu.

Arduino, açık kaynaklı bir elektronik geliştirme platformudur. Mikrodenetleyici tabanlı kartlar ve bu kartları programlamak için kullanılan bir yazılımdan oluşur. Temel amacı, elektronik projeleri herkesin kolayca geliştirebilmesini sağlamaktır.

• Mikrodenetleyici: Arduino kartlarında bulunan, komutları çalıştıran küçük bir bilgisayar çipi.

• Giriş/Çıkış Pinleri: Sensörlerden veri almak ve motor, LED gibi bileşenleri kontrol etmek için kullanılır.

• Arduino IDE: Arduino kartlarını programlamak için kullanılan yazılım.

  
  

2. Arduino Kart Modelleri

Arduino’nun farklı modelleri vardır. Başlangıç için en yaygın kullanılanlar şunlardır:

• Arduino Uno: Başlangıç için en uygun modeldir. ATmega328P mikrodenetleyicisini kullanır.

• Arduino Mega: Daha fazla giriş/çıkış pini gerektiren projeler için kullanılır.

• Arduino Nano: Küçük ve kompakt bir modeldir.

• Arduino Leonardo: USB bağlantısını doğrudan simüle edebilir (klavye, fare gibi davranabilir).

Yeni başlayanlar için Arduino Uno en iyi tercihtir. Uno: İtalyanca "bir" anlamına gelir. Bu, Arduino'nun ilk modelini temsil eder. Arduino Uno, platformun başlangıç kartıdır ve en çok tercih edilen modeldir.

Mikrodenetleyici (İngilizce: Microcontroller, MCU) bir bilgisayarın temel bileşenlerini (işlemci, bellek ve giriş/çıkış birimleri) tek bir çip içinde barındıran küçük bir elektronik bileşendir. Genellikle gömülü sistemlerde kullanılır ve belirli görevleri yerine getirmek için tasarlanmıştır.

3. Arduino Nasıl Çalışır?

Arduino, programlanan kodu çalıştırarak donanımları kontrol eden bir sistemdir. Temel çalışma mantığı şu şekildedir:

1. Kod Yazma: Arduino IDE kullanılarak C/C++ temelli bir program yazılır.

2. Derleme ve Yükleme: Kod, Arduino kartına yüklenir.

3. Çalıştırma: Arduino, yüklü kodu çalıştırarak bağlı bileşenleri yönetir.

   
   

Örneğin, bir LED yakıp söndürmek için aşağıdaki kod kullanılır:

4. Arduino’nun Temel Bileşenleri

Arduino ile projeler yaparken kullanılan temel bileşenleri bilmek önemlidir.

• Dijital Giriş/Çıkış Pinleri (Digital I/O): Sensörlerden veri alır veya motorları kontrol eder.

• Analog Girişler (Analog Input - A0, A1...): Potansiyometre gibi değişken voltajlı girişleri okumak için kullanılır.

• PWM Çıkışları: Dijital sinyali analog gibi davranan bir sinyale dönüştürmek için kullanılır.

• GND (Toprak) ve 5V/3.3V Güç Çıkışları: Harici bileşenlere güç sağlamak için kullanılır.

  
  

5. Arduino ile İlk Bağlantı ve Programlama

Arduino’yu programlamak için aşağıdaki adımları izleyebilirsin:

1. Arduino IDE’yi Kur: Arduino Resmi Sitesi üzerinden indir ve kur.

2. Arduino’yu Bağla: USB kablo ile bilgisayara bağla.

3. Kart ve Port Seç: Arduino IDE’de “Araçlar (Tools)” menüsünden doğru kartı (Arduino Uno) ve bağlantı portunu seç.

4. Kod Yaz ve Yükle: Basit bir LED blink (yanıp sönme) programı yaz ve yükle.

   
   

Arduino, C ve C++ tabanlı bir programlama dili kullanır. Arduino programlama dili, standart C/C++ sözdizimini temel alır ancak, Arduino API olarak bilinen hazır fonksiyonlar sayesinde mikrodenetleyici programlamayı daha kolay hale getirir.

Arduino'yu programlamak için Arduino IDE (Entegre Geliştirme Ortamı) kullanılır. Bu IDE, yazılan kodları derleyerek (compile) Arduino kartına yükler.

Örnek olarak, bir LED'in sürekli yanıp sönmesini sağlayan bir kod:

Sonraki Adımlar

• Sensörler ve Butonlar: Buton ile LED kontrolü veya sıcaklık sensörü kullanımı gibi temel projeler yapabilirsin.

• Motor Kontrolü: Servo motor veya DC motor sürme deneyleri.

• Seri Haberleşme: Arduino’yu bilgisayarla haberleştirmek ve veri göndermek.

  
  

Arduino’yu daha iyi öğrenmek için simülasyon programları (Tinkercad gibi) kullanabilir veya basit projeler yaparak pratiğe geçebilirsin.

Tinkercad

Tinkercad, Autodesk tarafından geliştirilen ücretsiz bir çevrimiçi 3D tasarım ve elektronik simülasyon platformudur. Arduino projeleri dahil olmak üzere çeşitli elektronik devrelerini oluşturup simüle etmek için kullanılabilir. Özellikle Arduino öğrenmeye yeni başlayanlar için oldukça faydalı bir araçtır çünkü gerçek donanım almanıza gerek kalmadan projeleri sanal ortamda tasarlayıp test edebilirsiniz.

Tinkercad’in Temel Özellikleri:

1. Elektronik Simülasyonu: Tinkercad, Arduino kartları ve diğer elektronik bileşenleri (LED'ler, sensörler, butonlar, motorlar, dirençler vb.) sanal ortamda yerleştirip, devreyi oluşturmanıza olanak tanır. Ayrıca bu devreyi çalıştırıp simüle edebilirsiniz. Bu sayede, devreyi gerçek kartlara yüklemeden önce hataları tespit edebilir ve tasarımınızı geliştirebilirsiniz.

   
   

2. Arduino Programlama: Tinkercad, Arduino kodlarını yazmanıza ve yüklemenize imkan tanır. Platformda, Arduino IDE'nin bir versiyonu bulunur ve bu sayede yazdığınız programı simülasyona aktarabilirsiniz. Yani, Tinkercad üzerinde oluşturduğunuz devreyi ve yazdığınız kodu çalıştırarak test edebilirsiniz.

   
   

3. Basit ve Kullanıcı Dostu Arayüz: Tinkercad, özellikle yeni başlayanlar için oldukça kullanıcı dostu bir arayüze sahiptir. Elektronik bileşenleri sürükleyip bırakarak devreyi hızlıca oluşturabilirsiniz. Ayrıca, devrenizdeki her bileşenin nasıl çalıştığını anlamanızı sağlayacak çeşitli eğitim materyalleri de mevcut.

   
   

4. 3D Tasarım ve Modelleme: Tinkercad, 3D tasarımlar yapmanıza da olanak tanır. Bu, Arduino projeleri için muhafaza kutuları veya özel aparatları tasarlamanıza yardımcı olabilir.

Tinkercad ile Arduino Projeleri Yapmak:

Tinkercad kullanarak Arduino projeleri yapmak için aşağıdaki adımları takip edebilirsiniz:

1. Tinkercad Hesabı Oluşturma:

   • Tinkercad’in resmi web sitesi üzerinden ücretsiz bir hesap oluşturun.

     
     

2. Elektronik Devre Tasarımı Başlatma:

   • Tinkercad hesabınıza giriş yaptıktan sonra "Circuits" (Devreler) bölümüne gidin ve yeni bir devre başlatın.

   • Arduino kartını ve kullanmak istediğiniz diğer bileşenleri (LED, buton, direnç vb.) ekleyin.

     
     

3. Devreyi Bağlama:

   • Bileşenleri sürükleyip, doğru bağlantıları yaparak devrenizi oluşturun.

     
     

4. Kod Yazma:

   • Devrenizle etkileşim kuracak kodu yazın. Kod yazma arayüzü, Arduino’nun temel dilini kullanır ve burada yazdığınız kodu devreye yükleyebilirsiniz.

     
     

5. Simülasyon Yapma:

   • Devrenizi tamamladıktan sonra, "Start Simulation" (Simülasyonu Başlat) butonuna tıklayarak devrenizi çalıştırabilirsiniz. Burada, kodunuzu test edebilir ve devreyi gözlemleyebilirsiniz.

Örnek:

Arduino Projesi Tinkercad ile:

Diyelim ki bir LED’i bir butonla kontrol etmek istiyorsunuz:

1. Bileşenler:

   
   

   • 1 Arduino Uno kartı

   • 1 LED

   • 1 Buton

   • 1 220 ohm direnç

   • 1 10k ohm direnç

     
     

2. Devreyi Kurma:

   
   

   • LED’in uzun bacağını (anodu) Arduino’nun dijital pinlerinden birine (örneğin, 13 numara) bağlayın.

   • Butonun bir bacağını Arduino’nun dijital pinine, diğer bacağını ise GND’ye bağlayın.

   • 220 ohm’luk direnci LED’in kısa bacağına (katoduna) bağlayın.

     
     

3. Kod Yazma:

Simülasyonu Çalıştırma:

• Kodunuzu yazdıktan sonra, simülasyonu başlatın. Butona basıldığında LED’in yanıp sönmeye başladığını gözlemleyebilirsiniz.

1. DERS ÖZET VİDEO:

   
   

1. DERS GÖREVİ:

   
   

TİKERCAD'A ÜYE OL VE DEVRELERİN NASIL KURULDUĞUNU İNCELE