KAZANIM • RK1.3.1

RK1.3.1. Çevrim içi benzetim araçları kullanarak robotik devre modeli geliştirebilme

a) Çevrim içi benzetim araçlarını kullanarak yapılacak robotik devre modeli için gerçek hayat problemini belirler.

b) Çevrim içi benzetim araçlarını kullanarak problem çözümü için robotik devre modeli oluşturur.

c) Çevrim içi benzetim araçlarını kullanarak geliştirilen robotik devre modelini uygular.

ç) Robotik devre modelinin süreç ve sonuçlarını değerlendirir.

🎯 Bu hafta özellikle sarı ile işaretli süreç bileşeni üzerinde duracağız.

Bu Hafta: Gerçek hayattaki problemleri çözmek için elektrik devrelerinin nasıl çalıştığını, devre elemanlarını ve fiziksel parçalarımız olmadan devrelerimizi sanal olarak test etmemizi sağlayan çevrim içi benzetim (simülasyon) araçlarını keşfedeceğiz.

🤖 Robotik Atölyesi — 13. Hafta Rehberi: Robotik devre tasarımı temelleri, breadboard iç iletken hatları, Arduino Uno güç ve dijital pinleri ile sanal simülasyonun avantajları.

Anahtar Kavramlar: çevrim içi benzetim devre tasarımı breadboard nedir devre tahtası arduino uno pinleri wokwi tinkercad circuits rk1.3.1

Devre Şeması ve Pin Bağlantı Tablosu

Projemizi devre tahtası (breadboard) üzerinde kurarken Arduino Uno ile bileşenler arasındaki kablo bağlantılarını aşağıdaki Fritzing devre şeması ve pin tablosuna göre eksiksiz yapınız:

Devre Tahtası ve Arduino Uno Mimarisi

Arduino Uno Mikrodenetleyici Kartı

Breadboard (Devre Tahtası) İletken Yapısı

Bileşen	Devre Tahtası / Bağlantı Yeri	Arduino Pini	İşlevi ve Açıklama
Arduino Uno	Geliştirme Kartı	USB Portu	Devreye 5V güç ve kod akışı sağlar.
Devre Tahtası (Breadboard)	Dahili İletken Klemensler	Güç Rayları (+ ve -)	Lehimsiz devre kurmayı sağlar. Yatay güç, dikey bileşen hatları.
Jumper Kablo (Erkek-Erkek)	Breadboard ➔ Arduino	5V ve GND	Elektrik akımını bileşenlere taşır.

Konu Anlatımı ve Donanım Mantığı

DERS NOTU 13. Hafta • Devre Temelleri

DONANIM VİTRİNİ

Arduino Uno R3 Mikrodenetleyici Kartı

Robotik projelerimizin beyni olan; sensörlerden veri okuyup motorları ve ışıkları yöneten programlanabilir donanım kartı.

Çalışma Voltajı: 5VMikrodenetleyici: ATmega328P14 Dijital Pin (6 PWM)6 Analog Giriş (A0-A5)

1) Elektrik Devresi Nasıl Çalışır?

Bir robotun veya elektronik projenin çalışabilmesi için elektrik enerjisinin kesintisiz bir kapalı yol izlemesi gerekir. Bu yola elektrik devresi denir.

Gerilim (Voltaj - V):Devredeki elektronları harekete geçiren itici güçtür. Arduino Uno kartımız devreye 5 Volt (5V) ve 3.3 Volt (3.3V) gerilim sağlar.

Akım (Amper - A):Devredeki iletken tellerden saniyede akan elektrik yükü miktarıdır. Bir su borusundan akan suya benzer.

Direnç (Ohm - Ω):Elektrik akımına karşı gösterilen zorluktur. LED gibi hassas devre elemanlarının aşırı akımdan yanmasını engellemek için kullanılır.

2) Kapalı Devre ve Açık Devre Mantığı

Elektrik akımı daima güç kaynağından (+ / VCC) yola çıkar, devre elemanlarının üzerinden geçer ve devreyi tamamlayarak toprağa (- / GND) ulaşır. Yol üzerinde bir kopukluk veya açık anahtar varsa devre çalışmaz.

DİKKAT: KISA DEVRE RİSKİ

Elektrik akımının hiçbir devre elemanından geçmeden doğrudan + kutuptan toprağa (- / GND) akmasına kısa devre denir. Kısa devre bilgisayarın USB portuna veya Arduino kartına kalıcı zarar verebilir. Bu yüzden bağlantılar daima dikkatle kontrol edilmelidir!

DERS NOTU 13. Hafta • Donanım Anatomisi

DONANIM VİTRİNİ

Breadboard (Lehimsiz Devre Tahtası)

Lehim yapmaya gerek kalmadan parçaları ve iletken kabloları deliklere takarak hızlı prototipler kurmamızı sağlayan devre tahtası.

Üst/Alt Güç Şeritleri: Yatay BağlıOrta Terminal Delikleri: Dikey 5'li BağlıLehimsiz Prototipleme

1) Breadboard (Devre Tahtası) İç Yapısı

Breadboard deliklerinin altındaki metal iletken klipsler birbirine belirli bir düzende bağlıdır:

Güç Hatları (+ ve - Şeritler):Breadboard'un kenarlarındaki mavi (-) ve kırmızı (+) hatlar yatay olarak boydan boya iletkendir. Arduino'nun 5V ve GND pinleri buraya bağlanarak devreye güç dağıtılır.

Terminal Delikleri (Orta Kısım):Ortadaki harfli delikler (a-b-c-d-e ve f-g-h-i-j) dikey sütunlar halinde beşerli gruplar olarak birbirine bağlıdır. Ortadaki yalıtkan kanal entegre devrelerin bacaklarını ayırır.

2) Arduino Uno Kartımızın Önemli Pinleri

Dijital Pinler (0 - 13):Yalnızca 1 (HIGH - 5V) veya 0 (LOW - 0V) sinyali veren/alan pinlerdir. Yanında tilde (~) işareti olanlar (3, 5, 6, 9, 10, 11) PWM çıkışı da verebilir.

Analog Pinler (A0 - A5):Sensörlerden 0V ile 5V arasındaki sürekli gerilim değerlerini okuyup 0 ile 1023 arasında sayısal değere dönüştüren giriş pinleridir.

Güç Pinleri:5V (Pozitif Güç), 3.3V (Düşük Güç) ve GND (Ground / Toprak / Eksi Hat) pinleridir.

DERS NOTU 13. Hafta • Simülasyon Avantajları

Simülasyon (Benzetim) Nedir?

Fiziksel donanımlara (kartlar, sensörler, kablolar) henüz dokunmadan önce, bir web tarayıcısı üzerinde devreyi sanal olarak kurup kodunu test etme sürecine çevrim içi benzetim (simülasyon) denir.

1. Bileşenleri Korur:Hatalı kablo veya ters voltaj verseniz bile parçalar zarar görmez, gerçek donanımı yakma riski sıfırdır.

2. Maliyetsiz ve Erişilebilirdir:Elinizde fiziksel Arduino seti olmasa bile internete bağlı her bilgisayardan eksiksiz devre kurulabilir.

3. Hızlı Hata Ayıklama:Kodun veya bağlantının nerede tıkandığını sanal voltmetre, seri monitör ve LED ışıklarıyla anında görebilirsiniz.

4. RoboDizge Entegrasyonu:Platformumuzdaki Wokwi ve Blockly tabanlı simülatör sayesinde kodlarınızı bloklarla yazıp tek tıkla sanal Arduino'da test edebilirsiniz.

Sınav Tarzı Örnek Sorular ve Çözümleri

⚠️ Örnek Soru 1: Bir robotun veya elektronik projenin çalışabilmesi için elektrik enerjisinin kesintisiz olarak izlemesi gereken kapalı yola ne ad verilir?

A) Elektrik devresi
B) Yazılım döngüsü
C) İnternet ağı
D) Kod bloğu

Doğru Cevap: A) Elektrik devresi

⚠️ Örnek Soru 2: Arduino Uno kartının çalışma voltajı (besleme gerilimi) kaç volttur?

A) 5V
B) 220V
C) 12V
D) 1023V

Doğru Cevap: A) 5V

13. Hafta Özeti ve Altın İlkeler

Algıla-Karar Ver-Uygula: Tüm devre elemanları bu döngünün birer parçasıdır (Girdi sensörleri, Kontrol kartı ve Çıktı eyleyicileri).
Devre Güvenliği: Asla dirençsiz LED bağlamayınız; kısa devreleri önlemek için bağlantıları karta enerji vermeden önce iki kez kontrol ediniz.
Kod Akışı ve Zamanlama: Bekleme sürelerini (delay) doğru ayarlayarak mikrodenetleyicinin komutları insan algısına uygun hızda çalıştırmasını sağlayınız.
Algoritma Disiplini: Karar bloklarını (eğer... ise) doğru eşik değerleriyle kurarak sistemin kararlı çalışmasını güvenceye alınız.

Çevrim İçi Benzetim: Devre Tasarımı ve Benzetim Araçları