Hızlandırılmış GPU Programlama, Otonom Robot Kontrolü, SMD Elektronik Devre Tasarımı
BTP222 ROBOTİK DERSİ İÇERİĞİ
DERS BİLGİLERİ
- Amaç: Bu ders, ön lisans öğrencilerine robotik biliminin temel prensiplerini ve bilgisayar programcısı bakış açısıyla robotlara yaklaşımı tanıtmayı amaçlamaktadır. Öğrenciler, robotik alanındaki temel kavramları ve tarihçeyi anlamalarının yanı sıra, robot projeleri geliştirmek için gerekli olan algoritma geliştirme, kontrol yapıları, sensörler ve motor uygulamaları gibi konularda bilgi sahibi olacaklardır. Ayrıca, çeşitli mikrodenetleyici ve mikroişlemci tabanlı geliştirme ortamlarını kullanarak robotik projeler tasarlamayı öğrenerek, bu projeleri etkili bir şekilde sunma becerilerini geliştireceklerdir. Dersin sonunda öğrenciler, robotlara bilgisayar programcısı özel bakış açısını benimseyerek, robotik biliminin disiplinler arası etkileşim içindeki pratik uygulamalarını anlamış ve öğrenmiş olacaklardır.
- İçerik: Bu dersin içeriği, öğrencilere robotik biliminin genel kavramlarını ve temel prensiplerini sunmayı hedefler. Ders kapsamında, robotiğe giriş, temel tanımlar, genel bilgiler, elektrik, elektronik ve devre elemanları, robot kontrolü, kontrol elemanları, algoritma geliştirme, operatörler, kontrol yapıları, sensörler ve algılayıcılar ile uygulamalar, DC motor uygulaması, servo motor uygulaması, step motor uygulaması ve robot projesi sunumu gibi konular ele alınacaktır. Öğrenciler, bu içerikler üzerinden robotik alanındaki temel konseptleri anlayarak, uygulamalı projelerde bilgi ve deneyim kazanacaklardır.
DERSİN ÖĞRENME ÇIKTILARI
- Gerekli teknik, akademik ve pratik bilgiye ulaşabilme yeteneği.
- Sistem veya süreçleri analiz edip tasarlama ve kullanma becerisi, verimlilik, üretilebilirlik, sürdürülebilirlik, çevresel ve sosyal boyutlarda uygulama yetisi sergileme kabiliyeti.
- Disiplinler arası etkileşim bulunan araştırma takımlarında etkin şekilde çalışabilme becerisi.
- Robotik biliminin tarihçesini ve temellerini anlama yetisi.
- Robotlara bilgisayar programcısı özel bakış açısı ışığında yaklaşım sergileme yeteneği.
- Elektronik ve yazılımın birleşimi ile robotikte fiziksel sistemlerin tasarımından yazılım tabanlı kontrolüne kadar geniş bir yelpazede uygulama potansiyelini anlama yetisi.
HAFTALIK DERS KONULARI
- Hafta - Robotik Bilimi (RB) Ders Tanıtımı, Temel Kavramları ve Tarihçesi
- Hafta - Robotik Bilimi (RB) Gömülü Sistem Kartları, mikroişlemci & mikrodenetleyici mimari yapıları ve kullanım alanları
- Hafta - Robotik Bilimi (RB) Proje İşlem Adımlarının Oluşturulması, Robotik ve Otomasyon Sistemlerinde Kullanılan Elektronik Devre Malzemeleri, Sensör, Motor ve Motor Sürücü Çeşitleri
- Hafta - Robotik Bilimi (RB) Gömülü Sistem Kartları, mikroişlemci & mikrodenetleyici mimari yapıları ve kullanım alanları
- Hafta - Robotik Bilimi (RB) Uygulama Projesinin Belirlenmesi, Gömülü Sistem Haberleşme ve Kontrol Protokolleri (IO, TIMER, PWM, ADC, SPI, i2c, UART, USB)
- Hafta - Programlama Dilleri ile Elektronik Kontrol ve Devre Elemanları Üzerinde İşlemler & Proje Kontrol Haftası
- Hafta - Vize Sınavı Haftası
- Hafta - Arduino Platformu ve Arduino Nano, UNO ve MEGA Mikrodenetleyici Geliştirme Kartlarının Kullanımı ve Led ve i2c Uygulamaları
- Hafta - LED, i2c LCD, HCSR04 Mesafe Sensörü ve Buzzer Modülü Uygulamaları
- Hafta - Araç Park Sensörü gömülü sisteminin geliştirilmesi ve uygulamaları
- Hafta - QUİZ ve DTH11 ısı & nem modülü, I2C LCD ve Role uygulamaları
- Hafta - L298 DC Motor sürücü, DC motor, HCSR04 ve Buzzer Modülü Uygulamaları
- Hafta - Servo Motor, i2c LCD, Pantilt Mekanizması, HCSR04 ve Lazer Modülü Uygulamaları
- Hafta - Robotik Bilimi (RB) NÖ ve İÖ Öğrencilerin Proje Sunumları
- Hafta - Robotik Bilimi (RB) Dersi Final Sınavı Haftası
KAYNAKLAR
- Öğr. Gör. Ali Çetinkaya, "Bulanık Mantık ve Python Uygulamaları". İstanbul Gelişim Üniversitesi Yayınları, 2023.
- Öğr. Gör. Tuğba Saray Çetinkaya & Öğr. Gör. Ali Çetinkaya, Algorithm Design in Programming Language Education - Özgür Yayınları, Gaziantep, 2023.
- Öğr. Gör. Ali Çetinkaya, Mühendislik Alanında Yapay Zeka (YZ) İçerikli Araştırmalarda Yaklaşımlar - Serüven Yayınevi, İzmir, 2022.
- Öğr. Gör. Ali Çetinkaya, Approaches with Artificial Intelligence (AI) Algorithms to Smart System Works - Platanus Publishing, Ankara, 2023.
- Öğr. Gör. Ali Çetinkaya’nın internet sayfaları:
- https://scholar.google.com.tr/citations?hl=tr&user=XSEW-NcAAAAJ
- https://avesis.gelisim.edu.tr/alcetinkaya
Dersin Verildiği Dönem ve Bilgiler
- 2022-2023 Bahar Dönemi - BTP222 - İGÜ MYO Bilgisayar Teknolojisi Programı - (N.Ö. 72 ve İÖ: 45 Toplam = 127 Öğrenci), Dersin internet sitesi: https://gbs.gelisim.edu.tr/ders-detay-4-5-14514-1
- 2023-2024 Bahar Dönemi - BTP222 - İGÜ MYO Bilgisayar Teknolojisi Programı - (N.Ö. 69 ve İÖ: 54 Toplam = 123 Öğrenci), Dersin internet sitesi: https://gbs.gelisim.edu.tr/ders-detay-4-5-14514-1
Dersin Malzeme Listesi ve Paylaşımları
BTP222 Robotik dersi içerisinde anlatımı yapılan bu kodlar ve içerikler Öğr. Gör. Ali ÇETİNKAYA tarafından oluşturulmuştur.
Github alanından;
- watch - ilgili projenin proje takibi bildirimi,
- star - yıldız ile beğenme bildirimi ve
- fork - kendi hesabınıza kopyalama işlemleriyle paylaşımlarıma destek verebilirsiniz.
Bilgi paylaşıldıkça çoğalır ve gelişir. İyi çalışmalar dilerim.
Öğr. Gör. Ali ÇETİNKAYA İstanbul, 2024
Dersin Kaynak Paylaşım Adresleri:
[TR] https://github.com/acetinkaya/robotik-arduino-uygulamalari
[EN] https://github.com/acetinkaya/robotics-arduino-applications
Elektronik malzemelerin listesi:
Mikrodenetleyici: Arduino nano
Bağlantı kablosu: Usb kablo
5V led
HCSR04 Mesafe sensör modülü
i2c 2x16 lcd modül
tekli 5v role modülü
dörtlü 5v role modülü
5V buzzer
DTH11 ısı ve nem sensör modülü
MQ serisi gaz sensör modülleri: mq2, mq3, mq4, mq5, mq6, mq7, mq8, mq9, mq135 sensörleri
Potansiyometre
X ve Y Eksen Joyistik Modülü
SG90 Servo Motor
Sevo motor üzerine ultrasonik sensör montaj aparatı
Servo motor üzerine Pan-Tilt kit aparatı
gy271 ve mpu9250-6500 GYRO modülleri
L298 DC motor sürücü modülü
Bluetooth modülü
16'lı Dokunmatik Buton Takimi
4 Digit Display modülü
RFID Modülü ve modülü
LDR ışık sensörü modülü
Su ve Yagmur sensör modülü
Nabiz sensöru modülü
PIR sensör modülü
lm35 ısı sensör modülü
5mW lazer sensoru modülü
PCA9685 i2c modülü
40A ESC Motor sürücü
11.1 V 40a BLDC Fırçasız Motor
BMP180 basınç sensör modülü
Uygulama Listesi
- Birinci Uygulama: LED
- İkinci Uygulama: Seri Port
- Üçüncü Uygulama: LED Seri Port
- Dördüncü Uygulama: HCSR04 Seri Port
- Beşinci Uygulama: I2C Port Bulma
- Altıncı Uygulama: I2C LCD
- Yedinci Uygulama: I2C LCD Seri Port
- Sekizinci Uygulama: HCSR I2C LCD
- Dokuzuncu Uygulama: HCSR04 I2C LCD Buzzer Arayüzü
- Onuncu Uygulama: Araç Park Sensörü
- Onbirinci Uygulama: I2C LCD Role
- Onikinci Uygulama: I2C LCD Buzzer Role DTH11
- Onüçüncü Uygulama: I2C LCD MQ2 Buzzer Role
- Ondördüncü Uygulama: I2C LCD MQ3 Buzzer Role
- Onbeşinci Uygulama: I2C LCD MQ4 Buzzer Role
- Onaltıncı Uygulama: I2C LCD MQ5 Buzzer Role
- Onyedinci Uygulama: I2C LCD MQ6 Buzzer Role
- Onsekizinci Uygulama: I2C LCD MQ7 Buzzer Role
- Ondokuzuncu Uygulama: I2C LCD MQ8 Buzzer Role
- Yirminci Uygulama: I2C LCD MQ9 Buzzer Role
- Yirmi Birinci Uygulama: I2C LCD MQ135 Buzzer Role
- Yirmi İkinci Uygulama: Servo Potansiyometre
- Yirmi Üçüncü Uygulama: Çift Servo Joystick Pan-Tilt
- Yirmi Dördüncü Uygulama: GY271 I2C LCD Pan-Tilt Servo
- Yirmi Beşinci Uygulama: L298 Motor Sürücü
- Yirmi Altıncı Uygulama: I2C LCD L298 Motor Sürücü Joystick
- Yirmi Yedinci Uygulama: Bluetooth I2C LCD
- Yirmi Sekizinci Uygulama: Bluetooth Mobil Robot
- Yirmi Dokuzuncu Uygulama: Bluetooth Role Sürücü I2C LCD
- Otuzuncu Uygulama: Buton Takımı I2C LCD Seri Port
- Otuz Birinci Uygulama: Buton Takımı I2C LCD Role Sürücü
- Otuz İkinci Uygulama: 4-Digit Display Seri Port
- Otuz Üçüncü Uygulama: 4-Digit Display Role Sürücü Buton Takımı
- Otuz Dördüncü Uygulama: RFID Seri Port
- Otuz Beşinci Uygulama: RFID Role Sürücü I2C LCD
- Otuz Altıncı Uygulama: MPU9250-6500 I2C LCD
- Otuz Yedinci Uygulama: MPU9250-6500 I2C LCD Pan-Tilt
- Otuz Sekizinci Uygulama: PIR I2C LCD
- Otuz Dokuzuncu Uygulama: PIR I2C LCD Role Sürücü
- Kırkıncı Uygulama: LDR I2C LCD Role Sürücü
- Kırk Birinci Uygulama: Su Yagmur Sensörü I2C LCD Role Sürücü
- Kırk İkinci Uygulama: TCS3200 Renk Sensörü I2C LCD
- Kırk Üçüncü Uygulama: Nabız Sensörü I2C LCD
- Kırk Dördüncü Uygulama: Basınç Sensörü BMP180 I2C LCD
- Kırk Beşinci Uygulama: MPU9250-6500 I2C LCD BMP180 Basınç
- Kırk Altıncı Uygulama: LM35 Isı Sensörü DTH11 I2C LCD Buzzer
- Kırk Yedinci Uygulama: HCSR04 Role Sürücü 5mW Lazer Sensörü
- Kırk Sekizinci Uygulama: HCSR04 4-Digit Display Buzzer
- Kırk Dokuzuncu Uygulama: 20A ESC BLDC Motor I2C LCD
- Elliinci Uygulama: PCA9685 I2C Servo
NOT: Github platformda, her hafta uygulamaların içeriği genişletilecek ve geliştirme adımlarının paylaşımı yapılacaktır. Ayrıca, ilgili projelerin gelişimini takip etmek ve katkıda bulunmak için burayı takip edebilirsiniz.
NOT: Github alanınızdan projeye "watch" diyerek ilgili projenin proje takibi için bildirim, yıldız star vererek projeyi beğenme bildirimi ve fork ile çalışmayı kendi hesabınıza kopyalama işlemleriyle paylaşımlarıma destek verebilirsiniz.
Derste Elde Edilen Çıktılar
Türk Patent ve Marka Kurumunda Patent Başvuru Listesi
- TPMK 2024/009984 nolu fikri mülkiyet hakkı başvurunuz noktasındaki "Fizik Tedavi Sürecinde Kullanıcıyı Destekleyen ve İyileşmesine Katkı Sağlayan Bir Ayakkabı Tasarımı" isimli çalışmadaki buluşçu danışmanlar: Öğr. Gör. Ali ÇETİNKAYA– İGÜ MYO – Elektronik Teknolojisi Prog. ve Öğr. Gör. İsmail Hakkı SERİ – İGÜ MYO Hibrid ve Elektrikli Taşıtlar Teknolojisi Prog., Buluşcu İGÜ MYO Bilgisayar Teknolojisi öğrencileri: İlyas YILDIZ, Salih GÜNDÜZ, HASAN HÜSEYİN SOYYİĞİT ve MUHAMMET ALİ SÜER
- TPMK 2024/011841 nolu fikri mülkiyet hakkı başvurunuz noktasındaki "Akıllı Ayakkabı" isimli çalışmadaki buluşçu danışmanlar: Öğr. Gör. Ali ÇETİNKAYA– İGÜ MYO – Elektronik Teknolojisi Prog. ve Öğr. Gör. İsmail Hakkı SERİ – İGÜ MYO Hibrid ve Elektrikli Taşıtlar Teknolojisi Prog., Buluşcu İGÜ MYO Bilgisayar Teknolojisi öğrencileri: İlyas YILDIZ, Salih GÜNDÜZ, HASAN HÜSEYİN SOYYİĞİT ve MUHAMMET ALİ SÜER
- TPMK 2024/009982 nolu fikri mülkiyet hakkı başvurunuz noktasındaki "Sensörlü Akıllı İlaç Kutusu" isimli çalışmadaki buluşçu danışmanlar: Öğr. Gör. Ali ÇETİNKAYA– İGÜ MYO – Elektronik Teknolojisi Prog. ve Öğr. Gör. İsmail Hakkı SERİ – İGÜ MYO Hibrid ve Elektrikli Taşıtlar Teknolojisi Prog., Buluşcu İGÜ MYO Bilgisayar Teknolojisi öğrencileri: Reyhan Aslantaş, Ebru BOZKURT, Ahsen Çolak, Elif Uğurlu ve Feyzanur DOĞAN
- TPMK 2024/009981 nolu fikri mülkiyet hakkı başvurunuz noktasındaki "Araçlarda Çarpışma Önleyici Sistem" isimli çalışmadaki buluşçu danışmanlar: Öğr. Gör. Ali ÇETİNKAYA– İGÜ MYO – Elektronik Teknolojisi Prog. ve Öğr. Gör. İsmail Hakkı SERİ – İGÜ MYO Hibrid ve Elektrikli Taşıtlar Teknolojisi Prog., Buluşcu İGÜ MYO Bilgisayar Teknolojisi öğrencileri: Anıl AKSAKALOĞLU, Atilla Eren YILMAZ, Muhammet Berkay SUBAŞI ve Duygu SARIBAŞ
- TPMK 2024/009979 nolu fikri mülkiyet hakkı başvurunuz noktasındaki "Otomatik Saksı Sulama Sistemi" isimli çalışmadaki buluşçu danışmanlar: Öğr. Gör. Ali ÇETİNKAYA– İGÜ MYO – Elektronik Teknolojisi Prog. ve Öğr. Gör. İsmail Hakkı SERİ – İGÜ MYO Hibrid ve Elektrikli Taşıtlar Teknolojisi Prog., Buluşcu İGÜ MYO Bilgisayar Teknolojisi öğrencileri: Emirhan KAYABAŞ, Mertcan Şahin ve Zeki YILMAZ