Robot Nasıl Yapılır? Robotik Malzemeler Nelerdir?

Bir Robot Nasıl Yapılır?

Gerçek anlamda her şeyiyle size ait bir robot yapmak için elektronik, yazılım ve mekanik bilgilerine sahip olmanız gerekir. Bu nedenle robot yapımı zahmetli bir iştir. Eğer robotik ile yeni ilgilenmeye başladıysanız ve ilk robot projeniz için sabırsızlanıyorsanız basit robot uygulamalarıyla başlamanız gerekir. Bunlar ışığa yönelen robot, çizgi izleyen robot  ya da engel algılayan robot gibi projeler olabilir.

Robot yapımı konusunda zor olan taraf elektronik, yazılım ve mekanik konularının hepsine hakim olunması gerekmesidir. Çoğu insan bu üç konudan birinde ya da ikisinde bilgi sahibi olup diğerlerinde yetersiz olabilir. Bu noktada projeniz için destek almanız gerekir. Birçok robot devresi günümüzde elektronik kart halinde satılmaktadır. Bu şekilde robot devresi kurulu elektronik kart halinde alındığında lehim de gerektirmediğinden yeni başlayanlar için daha uygun olacaktır.

Robot devrelerinin yanısıra robot kiti de robotik ile yeni ilgilenenler için eğitici olabilir. Düzgün tasarlanmış robot kitleri kullanan kişiye pek çok şey öğretebilir ve kendi robotunuzu yapmaya biraz daha yaklaşmanızı sağlayacak bir adım olabilir.

Eğer kendi robotunuzu tamamen siz yapmak istiyorsanız, robot tasarımı ve yapımı aşamasında yapmanız gerekenleri sıralamalısınız. Bu sıralamada ilk olarak robotun amacının belirlenmesi yer almalıdır.

Robotun Amacının Belirlenmesi:

Yapacağınız robot ne olursa olsun ilk önce bir amacı olmalıdır. Robot yarışmalarında çizgi izlemek ya da rakip mini sumo robotu en kısa zamanda bulup dohyo dışına atmak, engelden kaçan robotlarda robotun engelleri algılayıp onlara çarpmadan hareketini sürdürmesi gibi amaçlar ya da daha özel robot projelerinde keşif, güvenlik, temizlik  ve hatta endüstriyel otomasyon sistemlerinde  kullanım amacı ile robot kollar ve farklı sistemler tasarlayabilirsiniz. Aşağıdaki videoda bir çok farklı robot projesi örneğini izleyebilirsiniz.

• Amaca uygun sensör ( algılayıcı ) belirlenmesi; robotun amacı doğrultusunda karar verebilmesi için çevreyle iletişim halinde olmasını sağlayan sensörleri olmalıdır. Robotun amacı belirlendiğinde çevredeki hangi değişimleri algılaması gerektiği de belli olmuştur zaten. ( rakip robot, beyaz çizgi, sıcaklık değeri, nem değeri... vb) Bu verilerin her biri farklı bir sensör gerektirir. Kullanabileceğiniz sensörü belirlemek için araştırmanızı yapın hangi sensörü nasıl kullanmanız gerektiğini öğrendiğinizde sonraki adıma geçebilirsiniz.
• Algoritma düzenlemek; robot tasarımı aşamasındaki en önemli adımlardan biri hatta belki en önemlisidir. Algoritma kısaca yapılacak işlemlerin mantıklı bir sıraya sokulmasıdır. Robotta neleri algılamanız gerektiği , hangi sensörleri kullanacağınız ve hangi işlemin daha önemli olduğuna karar vermelisiniz. Robotun algılaması gereken birden fazla veri varsa ve / veya birden fazla farklı sensör kullanacaksanız hangi verinin daha öncelikli olduğunu belirlemek önemlidir. Eğer bu konuda hata yaparsanız robotun çalışması da düzgün olmayacaktır çünkü öncelikle yapması gereken görevi algoritmasında geride kalacaktır ve bu durum  aksaklıklara neden olabilir. Bu sebeple algoritma düzenlerken robotun amacına göre mantıksal öncelik sıralamasını yapın.
• Robotun mekanik tasarımı; robotu en basit şekilde amacını gerçekleştirebileği bir mekanik düzende tasarlamalısınız. Robotunuzun uyması gereken belli kriterler var ise bunları göz önünde bulundurmalısınız. ( boyut, ağırlık). Bunlar belli olduğunda mekanik düzeneği doğru tasarlamak için önce robot motorlarını belirleyin. Robot motorunu seçerken motorun devir sayısı, motorun çalışma voltajı, motorun çektiği akım ve motorun büyüklüğü gibi etkenler önemlidir. Size en uygun robot motorunu seçtikten sonra  bu motorları nasıl yerleştireceğinizi belirleyin ve robot gövdesini tasarlayın.

• Elektronik devre tasarımı; Bu adıma geldiğinizde robot tasarımı konusunda önemli kısımları belirlediniz demektir. Artık kullanacağınız sensörleri , hangi işlemlerin öncelikli olduğunu ve motorların özelliklerini biliyorsunuz. Elektronik devre tüm bunları işletmelidir, yani sensörlerden gelen verileri toplamalı, mikrodenetleyiciye aktarmalı ve mikrodenetleyicide alınan kararların uygulanması için motorları düzgün sürebilmelidir. Sonuç olarak bir robot için elektronik devrede sensör devresi, mikrodenetleyici devresi, motor sürücü devre ve voltaj regüle devresi olmalıdır. Bu devreleri hazırlamak için seçtiğiniz sensör ve motorların özelliklerini dikkate alın ( çalışma voltajı, giriş çıkış pinleri, çektiği akım değeri ... gibi).
• Robot programı yazılması; robot programı yazılırken dikkate alınması gerekenler düzenlediğiniz algortima ve elektronik devrenizdeki mikrodenetleyicinin giriş çıkış pinleridir. Kullanacağınız programlama dilini ve mikrodenetleyiciyi ön araştırmalar ile belirleyin. ( detaylı bilgi için programlar ve mikrodenetleyiciler kısımlarına bakabilirsiniz. ) Her programlama dili ve her mikrodenetleyici kendi özellikleri ile farklı komutlar gerektirebilir bu konuda bilgi sahibi olmanız gerekecektir. Eğer komutları biliyorsanız düzenlediğiniz algoritma iyi bir program yazmanıza yetecektir. Yazdığınız kodu uygun bir derleyici ile makine diline çevirip programlayıcı ile mikrodenetleyiciye aktarın ve bir sonraki adıma geçin.
• Parçaları birleştirmek ve robotu denemek; artık elinizde bir robot için gereken üç kısım da bulunuyor. Mekanik düzeneğinizi hazırladınız ;motorlarınızı , tekerlekleri, dişlileri, sensörleri uygun yerlere yerleştirdiniz. Elektronik devreniz hazır. Sensörleri ve motorları giriş - çıkış pinlerine bağlayın ve devrenin voltaj beslemesi için kullanacağınız aküyü ya da pili yerleştirip bağlantısını yapın. Son olarak mikrodenetleyiciyi elektronik devreye yerleştirin ve robot ilk denemelere hazırolsun.
• Düzeltmeler; robotunuz ilk denemede hemen düzgün çalışmayabilir. Önemli olan hataların kaynağını tespit edebilmektir.

Robot Hataları için ilk Olarak kontrol edilmesi gerekenler:

• Voltaj regüle devresi var ise voltaj çıkışları,
• Elektronik devredeki lehimlerin düzgün olup olmadığı,
• Elektronik devrede kısa devre kontrolü,
• Sensörlere gelen ve sensörlerden alınan sinyaller,
• Sensör bağlantı kabloları ve soketleri,
• Motor sürücü devre giriş ve çıkış voltajları,
• Motor bağlantıları,
• Mikrodenetleyicinin besleme voltajı ve giriş çıkış pinlerindeki sinyal voltajlarıdır.

Eğer bu noktalar hatasız fakat robot yine de düzgün çalışmıyorsa yazdığınız programda hatalar olabilir. Programı kontrol edin gerekirse algoritmayı ve programı yeniden düzenleyerek tekrar deneyin

Robotik Malzemeler – Robotikle Uğraşanlarda Hangi Malzemeler Olmalı?

Tüm robotlar ve robotik sistemler kullanım alanları ve malzeme ihtiyaçları farklılık gösterse de aynı yapı standardına sahiptirler. Basit olarak özetlemek gerekirse ortamdan bilgi sinyali almak için sensörlere, bilgiyi işleyip buna göre karar verme ve çıkış sinyali üretebilmeleri için kontrolcülere, gelen çıkış sinyaline göre davranış sergileyebilmesi için aktüatörlere ihtiyaç vardır.

Kontrol Kartları

Kısaca robotun beyni diyebiliriz. Sensörlerden alınan bilgiye göre çıkışında bulunan motor, LED, selenoid valf gibi aktüatörlere komut verirler. Kontrol kartları kendi içlerinde mikrokontrolcüler ve tek kart bilgisayarlar olarak ayrılırlar. Mikrokontrolcüler tek bir programı çalıştırmak için tasarlanmışlardır. Sensör bilgisi alma, motor çalıştırma ve haberleşme birimlerini yönetme gibi işlemler için yeterli kapasiteye sahiptirler. Mikrokontrolcülere örnek olarak Arduino, PIC, mBed verilebilir. Tek kart bilgisayarlar ise günlük hayatta kullandığımız bilgisayarlar ile aynıdır. Aynı anda birden fazla işlem yapabilirler. RAM ve kalıcı belleğe, birden fazla giriş ve çıkışlara sahiptirler. Her ne kadar birden fazla işlem yapabilme kapasiteleri olsa da aynı anda birçok program çalıştığından dolayı zaman-kritik uygulamalarında çok başarılı olamamaktadırlar. Raspberry Pi, Orange Pi bu kartlara örnek olarak verilebilir.

 Sensörler

Robotikte ışık, sıcaklık, mesafe gibi fiziksel büyüklükleri elektrik sinyallerine dönüştürmek ve bu bilgileri işleyecek karar mekanizmaları kurabilmek için sensörler kullanılır. Sitemizde bulunan tüm sensör çeşitlerine buradan ulaşabilirsiniz. Sensörler ve robot kontrolcülerini daha detaylı ele aldığımız blog yazımızı da inceleyebilirsiniz.

Motorlar

Robotlarda kullanım alanlarına göre servo motor, DC motor (fırçalı-fırçasız) ve step motor çeşitleri tercih edilir. Motor tercihi bir robotun beklenen performansta çalışması için en önemli etkenlerden biridir. Robotlarda motor tercihi yaparken motor tipinin yanında fiyatı, kullanım kolaylığı, güç-tork-hız-pozisyon kontrolü gibi karakteristikleri de seçimimiz için önemli kriterler olacaktır. Sitemizde bulunan tüm motor çeşitlerine buradan ulaşabilirsiniz. Tüm DC motor çeşitlerini daha detaylı ele aldığımız blog yazımızı da inceleyebilirsiniz.

Motor Sürücüler

Motorların pwm ayarlarının kontrol edilmesini sağlarlar. Yani motorların yönü ve hızı motor sürücüleri vasıtası ile kontrol edilir. Her motor tipi için ayrı motor sürücü çeşitleri vardır. Bu motor sürücüler tek bir entegre veya bir kart halinde bulunabilirler. Sitemizde bulunan tüm motor sürücü kartlara buradan ulaşabilirsiniz.

Piller robotların ve robotik sistemlerin yaşam kaynağı olan elektrik enerjisini sağlarlar. Kullanım alanlarına göre birçok farklı pil çeşidi bulunmaktadır. Daha detaylı bilgi için sizi kanalımıza davet ediyoruz. Sitemizdeki güç kaynaklarını ve pilleri buradan inceleyebilir, dilerseniz satın alabilirsiniz.

Kablosuz Haberleşme Modülleri

Kablosuz çalışmalar için bu tip modüller gerekir. Bluetooth, WiFi gibi protokoller ile robotun uzaktan kontrolü sağlanır, ayrıca internete bağlı bir cihaz durumuna da getirilebilir. Sitemizdeki tüm kablosuz haberleşme modüllerine buradan ulaşabilirsiniz.

Robot Gövdesi

Tüm bu bileşenlerin tek bir arada toplandığı, robotun bir yapı haline gelebilmesi için bir gövdeye ihtiyacı vardır. Robotik sistemler tek başlarına bir robot kol, mobil bir robot veya bir otomasyon sistemi olabilirler. Çalışma amaçlarına göre robotlardaki gövde seçimleri değişkenlik gösterir. Sitemizde bulunan tüm robot gövdelerine buradan ulaşabilirsiniz.

kaynak: robotiksistem.com