İz Süren Robot

Geçtiğimiz sayılarda da oldukça ilgi çeken robot projelerine bu ay bir yenisi ekleniyor. "Pic Kontrollü İz Süren Robot Tasarımı" oldukça ilginç doğrusu. Bu konuda birşeyler gerçekleştirmek ya da daha da geliştirmek için uğraşanların işine yarayabilecek bu makaleyi beğeneceksiniz.

Öncelikle robotumuzun geçmişi hakkında biraz bilgi vermek istiyorum. Robot, Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Elektronik Bölümünde dünyaya geldi. Dünyaya gözlerini bitirme projesi çalışmalarıyla yoğunlaşmış iki son sınıf öğrencisinin ellerinde açtı. Sırasıyla önce tekerlekleri üzerinde yürümeyi daha sonra da iz sürmeyi öğrendi. Burada onu dünyaya getiren kişiler olarak bu görev de yine bizlere düştü.

Şimdi şakayı bırakıp, teknik detaylara değinelim. Geliştirdiğimiz robot projesi Sakarya Üniversite'sinde gerçekleştirilen ilk yürüyebilen aksama sahip robot olup yapım aşaması oldukça basittir. Projede kullanılan bütün devreler ve mekanik, sistem kendi tasarımımızdır. Malzemeler, birkaç CDROM motoru, teyp kasnakları, PIC mikro denetleyici ve ara uyum devrelerinden oluşmaktadır. Maddi olarak zor imkanlarla bu denli güzel bir çalışmayı gerçekleştirmek kolay olmadı.

Hızla gelişen günümüz teknolojisi ile bir çok alanda insan gücüne ihtiyaç azalmıştır. İnsanların yapacakları işleri akıllı cihazlar yapmaya başlamıştır. Bu cihazlar üretimde maliyeti azaltmakla birlikte kalite kontrolünde ve üretimin bir çok aşamasında kullanılır hale gelmiştir. Robotlar sanayinin tüm alanlarına ve hatta günlük yaşantımıza girmiş olup düşünen cihazlara olan ihtiyaç her zaman artmaktadır. Bu robot beyaz platform üzerindeki siyah çizgiyi takip etmektedir. Amacımız üniversitemizde robot sistemlerinin kullanımını başlatmak ve ileride yapılması planlanan diğer robotlarla ilgili fikir oluşturmak, tasarımlarını kolaylaştırmaktır.

Anlatımı kolaylaştırmak ve sistemli bir sunuş bakımından robot tasarımını başlıklar halinde sıralayacağım.

Robot, algılama sistemi, karşılaştırma, kontrol ve hareket sistemi katlarından oluşur. Bu katlar bloklar halinde çizecek olursak aşağıdaki şekil ortaya çıkar.

Algılama Sistemi:
Öncelikle bu kısımda robotun beyaz platform üzerindeki siyah çizgiyi anlayabilmesi gerekiyordu. Bu da CNY 70 yansımalı renk sensörlerini kullanmak sureti ile mümkündür. Sensörün çalışma prensibi kısaca şöyledir. İçerisinde prensip olarak bir Infrared diyot ve foto transistor bulunmaktadır. Aşağıda şekilde de gözlendiği gibi Infrared diyot gözle görülmeyen ışınları yansıtıcı yüzeye gönderir. Yansıtıcı yüzey yani platformun rengine göre ışığı soğurma mantığıyla siyah rengin tamamını emer, beyazı yansıtır. Platformdan yansıyan yada yansımayan ışığı foto transistor beyz akımı olarak kabul ederek kolektör ile emitter arasında değişen akımı oluşturmaktadır.

CNY70 Kılıf Şekli ve İç yapısı

Karşılaştırma Sistemi:
Algılama sisteminden elde ettiğimiz beyaz ve siyah renkler arasındaki gerilim farkını bir şekilde PIC mikro denetleyicinin anlayacağı lojik ifadelere dökmek gerekir.

Karşılaştırıcı sonucunda elde edeceğimiz lojik 1 siyahı, lojik 0 beyazı temsil edecektir. İşte tüm bu işlemleri yaptırabilmek amacıyla aşağıdaki devreyi Op-Amp LM741 entegresi kullanarak gerçekleştirildi.

Sensör ve Karşılaştırma devresi

Karar verme sistemi:
Karar verme sisteminde kullanılan PIC 16F84 hakkında kısa bir bilgi vermeyi gerekli görüyorum.

PIC, adını İngilizce'deki "Peripheral Interface Controller" cümlesindeki kelimelerin baş harflerinden almış olan bir mikro denetleyicidir. Eğer bu cümleyi Türkçe'ye çevirirsek, "çevresel üniteleri denetleyici arabirim" gibi bir anlam çıkacaktır. PIC gerçekten de çevresel üniteler adı verilen lamba, motor, röle, ısı ve ışık sensörü gibi I/O elemanların denetimini çok hızlı olarak yapabilecek şekilde dizayn edilmiş bir chiptir. Avantajları arasında programlama donanımının çok ucuz ve kullanışlı olması ve hatta çoğu meraklı elektronik kullanıcı tarafından kullanılarak projeler üretilebilmesini sıralayabiliriz.

PIC mikro denetleyiciye yukarıdaki gibi yerleştirilen sensörlerin aldığı durumlar yukarıdaki şekilde görülmektedir. Bu durumlar sonucunda belli bir algoritma geliştirerek assembly komutlar kullanarak PIC mikro denetleyiciye yüklendi.

PIC'e yüklenen Assembly Kodu

Yukarıda açık şeması verilen devre izci robotun karar verme katının donanım kısmını oluşturmaktadır. Girişleri karşılaştırma katından gelen pinler çıkışı ise iki motor ve bir de alarm LED'idir.

Hareket Sistemi:
Robotunun 3 adet tekeri vardır. Bunlardan birisi çok yönlü olup, diğer ikisi motorlara bağlanmıştır. Motor olarak, piyasada rahatlıkça bulunabilecek oyuncak motoru kullanılabilir. Motorlar birlikte hareket ederken robotun ileri geri hareketini, kilitlemeli tank sistemi kullanılarak sağa ve sola dönüşleri sağlar. Motorlardan birisi dururken diğerinin hareketi ile dönme hareketi gerçekleşmiş olur.

Sonuç:
Aslında robotun görünürde büyütülecek bir yanı yok. Fakat bir işi ilk kez yaparken her zaman olduğu gibi bazı zorluklarla karşı karşıya kalıyorsunuz. Aynı bu sayfanın oluşturulması gibi. Bu web sayfasının oluşturulmasında emeği geçen ve bana bu makaleyi yazmama neden olan arkadaşlarıma çok teşekkür ederim.