Soru Sor
Sorunu sor hemen cevaplansın.
İÇİNDEKİLER
BİRİNCİ BÖLÜM... 3
“Lego® Mindstorms® Ev3” Donanımı Tanıyalım... 3
1.1. Mindstorms Evrimi 3
1.2. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Elektronik Parçalar. 10
1.2.1. EV3 Akıllı Tuğla (EV3 Brick). 10
1.2.2. EV3 Motorlar: 11
1.2.3. EV3 Sensorler. 12
1.2.4. Bağlantı Kabloları 13
1.3. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Yapılandırma Parçaları. 14
1.3.1 Kirişler (Beam). 14
1.3.2. Bağlantı Pinleri. 16
1.3.3. Akslar. (Axle). 17
1.3.4. Dişli Çarklar. 18
BİRİNCİ BÖLÜM
“Lego® Mindstorms® Ev3” Donanımı Tanıyalım
1.1. Mindstorms Evrimi
LEGO® Robotik uygulamaları 1980’ li yıllara dayansa da ilk LEGO® MINDSTORMS® uygulaması Ocak 1988’ de “LEGO MINDSTORMS RCX Intelligent Brick and Robotics Invention System” adı ile dünyaya tanıtıldı (Resim 1-1). İlk Mindstorms’a ait olan programlanabilir tuğla ya da akıllı tuğla ( Tüm dünyada orijinal hali “brick” olarak anıldığından kitabımızda bundan sonra akıllı tuğla “brick” olarak geçecektir.) RCX olarak adlandırılmıştır. RCX İngilizce Robotic Command eXplorers kelimelerinden gelmektedir. Sonrasında da Lego akıllı tuğlalarına, NXT ve EV3 adlarını vermiştir. 16MHz işlemci ve 32 KB RAM kapasitesine sahip RCX; üç motor çıkışına, iki dokunmatik sensore ve bir ışık sensorüne sahipti. (Resim 1-2). Ayrıca bir infrared kumanda ile yapılan robotların kontrolü sağlanabilmekle beraber 717 parçalık Lego technic parçaları ile robot inşası yapılabiliyordu. Windows 98 ile çalışmak üzere geliştirilen RCX yazılımına Microsoft tarafından destek verilmediği için, artık günümüz PC ve işletim sistemlerinde çalıştırılması sadece emulatörler ile mümkün olmaktadır.
Resim 1-1 LEGO MINDSTORMS RCX Intelligent Brick and Robotics Invention System
Resim 1-2 Mindstorms RCX Akıllı Tuğla ve çevre birimleri.
İkinci nesil Mindstorms ailesi; Ağustos 2006 LEGO® MINDSTORMS® NXT (resim 1-3) ve birkaç yıl ardından Ağustos 2009’ da LEGO® MINDSTORMS® NXT 2.0 (resim 1-4) olarak çıkarıldı. RCX’ den “Next Generation” kavramına karşılık gelen her iki MINDSTORMS® NXT modeli bir kaç fark dışında tamamen birlerinin aynısıdır.
Resim 1-3 LEGO® MINDSTORMS® NXT. Resim 1-4 LEGO® MINDSTORMS® NXT 2.0
8525 parça numarası ile satışa sunulan NXT 1.0 modeli; 577 adet LEGO Technic yapı elamanı, 3 adet servo motor, dokunmatik sensor, ses sensörü, ışık sensörü, akıllı tuğla (NXT Brick) ve NXT 1.0 yazılım CD’sinden oluşmaktadır.
8547 parça numarası ile satışa sunulan NXT 2.0 modeli; 619 adet LEGO Technic yapı elamanı, 3 adet servo motor, iki adet dokunmatik sensor, renk sensörü, akıllı tuğla (NXT Brick) ve NXT 2.0 yazılım CD’sinden oluşmaktadır.
Görüldüğü gibi yapı parçalarındaki farklılıkları (renk, sayı ve ilave palet) görmezden gelirsek, NXT 1.0 ve NXT 2.0 arasındaki en önemli fark sensor farklılıklarıdır. Motorlar ve Brick her iki model için aynıdır.
İlk fark NXT 1.0’da sunulmuş olup, NXT 2.0’da kaldırılan 55963 parça numaralı ses sensorudur. (Resim 1-5). Kullanımda görüldü ki ses sensörü ilk çalıştırma için kodlandığında gayet başarılı sonuçlar vermesine karşın, robotun çalışması sırasında motorlardan gelen gürültü nedeni ile yanlış değerlendirmelere neden olmaktadır. Örneğin el çırpması ile çalışan ve tekrar el çırptığımızda yön değiştiren bir robot kodladığımızı varsayalım. İlk anda sessiz ortam olduğu için ilk el çırpmamız ile robot çalışmaya başlayacak, ancak motorlardan gelen gürültü nedeni ile ya ikinci el çırpmamızı algılayamayacak ya da motor gürültüsünü el çırpma sesi olarak algılayarak yanlış tepki verecektir. Bu yüzden önce veri toplama ile gelen ses ölçüm değerleri çok iyi analiz edilmeli, kodlamalar bu analizler doğrultusunda yapılmalıdır. Gerek NXT 2.0 yazılımında gerekse EV3 yazılımında LEGO ses sensörü desteklenmekte, EV3’ e bu sensor takılıp kullanılabilmektedir.
Resim 1-5 NXT ses sensörü. ( kullanılan brickler: NXT, NXT 2.0 vs EV3)
NXT 1.0 ve NXT 2.0 arasındaki ikinci ve en büyük fark; NXT 1.0’ da kullanılan ışık sensörü (parça no: 55969) ile NXT 2.0’da renk sensörü (parça no: 64892) olarak karşımıza çıkıyor (resim 1-6).
Resim 1-6. Işık (light) ve Renk (color) sensörleri. ( kullanılan brickler: NXT, NXT 2.0 vs EV3)
Işık Sensorü ile Renk Sensorü Karşılaştırmasını yapacak olur isek;
NXT 1.0 ile gelen ışık sensörü sadece ışık yoğunluğunu (light intensity) ölçmekte, ölçülen değere göre 0 (çok karanlık) ile 100 (çok aydınlık) arası bir değer üretmektedir. Bu sensor ile çizgi izleyen robot projeleri yada benzer projeler uygulanabilmekte, ancak çizgi ile zeminin sensorün iyi sonuçlar elde etmesi için uygun seçilmesi gerekmektedir. Beyaz zemin üzerinde siyah patern en iyi sonucu vermektedir. NXT 2.0’da ise artık RGB (Red-Green-Blue) Renk Sensörü bulunmaktadır. NXT 1.0’ın Renk Sensörü özelliklerine ek olarak; Siyah, Beyaz, Yeşil, Mavi, Sarı ve Kırmızı olmak üzere altı farklı rengi ayırt etme özelliğine sahiptir. Ayrıca lamba modu ile kırmızı, yeşil ve mavi renkte ışık üreterek modellere ayrı bir hava katılabilmektedir.
LEGO® MINDSTORMS® NXT’lerin beyni sayılabilecek NXT Brick (Resim 1-7) ise her iki modelde de 53788 parça numarası ile çıkmaktadır. Fiziki görünüş ve teknik özellikleri tamamen aynıdır. Brick teknik özelliklerine değinecek olursak; Atmel® 32-bit ARM® işlemci, 256 KB FLASH ve 64 KB RAM bulunmaktadır. Ayrıca dâhili hoparlör ile Bluetooth bulunmaktadır. Dört adet girişe aynı anda dört sensor bağlanabilmekte iken, üç adet çıkışa ise paket içeriğine dahil olan üç adet motor bağlanabilmektedir. Bilgisayar bağlantısı USB 2.0 ile yapılabileceği gibi Bluetooth üzerinden de yapılabilmektedir. 6 adet kalem pil ile çalışan Brick için en makul çözüm Re-Cyko model her zaman kullanıma hazır olan şarjlı pil kullanmaktır. Yüksek amper kapasitesine (2000mA/h) sahip şarjlı piller ile gayet tatminkâr sonuçlar elde edilmektedir. Tabi bağlı motor sayısı, kullanım türü, vs kullanım özellikleri bu süreyi etkilemektedir.
Resim 1-7 NXT akıllı tuğla (NXT brick).
Paket içeriğine dâhil olan NXT yazılımları ise, NXT Software 1.0 ve NXT Software 2.0 olarak gelmektedir. Eğer NXT1.0 ürününe sahip olsanız bile, NXT 2.0 yazılımı hatta EV3 yazılımı kullanarak sorunsuz bir şekilde kodlamalar yapabilirsiniz.Kısaca özetleyecek olur isek NXT 1.0 ürününüzü bir adet dokunmatik sensor ve renk sensörü satın alarak kolayca NXT 2.0 ‘a upgrade edebilirsiniz. NXT parça listeleri Resim 1-8’ de sunulmuştur. Parça numarasına göre çevrimiçi satış yapan sitelerden bu parçalara kolaylıkla ulaşılabilir.
Resim 1-8(a) NXT 1.0 parça listesi.
Resim 1-8(b) NXT 2.0 parça listesi.
Üçüncü nesil LEGO® MINDSTORMS® Ocak 2013 de tanıtılmış ve Eylül 2013 yılında tüm dünyada, Lego evrimine (evolution of LEGO) ve üçüncü nesil olmasına gönderme yaparak; LEGO® MINDSTORMS® EV3 olarak satışa sunulmuştur. (Resim 1-9)
Resim 1-9 LEGO® MINDSTORMS® EV3
31313 model numarası ile satın aldığınız LEGO® MINDSTORMS® EV3 setinde; 594 adet Lego Technic parçası, üç adet sensör, üç adet motor, uzaktan kumada, akıllı tuğla ve bağlantı kabloları yer almaktadır. Ayrıca yaklaşık iki kat fiyat farkı ile satışa sunulan 45554 model numaralı LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set’ de 522 Lego Technic parçası, ilave ultrasonik sensor ve Gyro Sensoru olmak üzere beş adet sensör, 3 adet motor, akıllı tuğla, şarj bloğu ve bağlantı kabloları yer almaktadır (Resim 1-10).
Resim 1-10 LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set.
EV3 ile artık dört motoru kontrol edebilirken, akıllı tuğlamız bir SD kart yuvası ile daha karmaşık kodlamalar için hafızasında yer açmış oldu. USB 2.0 portuna ile opsiyonel olarak satılan WI-FI adaptör takılarak PC bağlantısı yapılabilmekte olup, dâhili hoparlör ve Bluetooth yerlerini korumuştur. Bağlantı kablolarında değişiklik yapılmadığı için; NXT sensörleri ve motorları daha önce bahsettiğimiz gibi EV3 akıllı tuğlada sorunsuzca kullanılmaktadır. Ancak hiçbir EV3 sensörü NXT akıllı tuğlalarında çalışmamaktadır. Üç nesil Mindstorms ailesinden bahsettikten sonra, artık LEGO® MINDSTORMS® EV3 setimizi tam anlamıyla detaylı bir şekilde incelemeye başlayabiliriz.
1.2. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Elektronik Parçalar
EV3 elektronik parçaları; akıllı tuğla, sensörler (kızılötesi, dokunmatik, renk, ultrasonik ve gyro sensor), uzaktan kumanda, şarjlı batarya bloğu ve bağlantı kablolarından oluşmaktadır.
Sadece bir sete bağlı kalmayıp, satışa sunulan her iki LEGO® MINDSTORMS® EV3 setine ait parçalar tanıyacağız. Genelde ev kullanıcılarının daha çok tercih ettiği 31313 setini satın aldı iseniz, ultrasonik sensör, gyro sensör ve şarjlı batarya bloğu setiniz içinden çıkmayacaktır. Yada FIRST Lego Ligi (FIRST = Foundation For Inspiration and Recognition of Science and Technology) turnuvalarına katılım amacı ile kullandığınız 45554 parça numaralı LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set’ te ise uzaktan kumanda ve kızıl ötesi sensor setinizde olmayacaktır.
1.2.1. EV3 Akıllı Tuğla (EV3 Brick)
EV3 setimizin en önemli parçası, beyni sayılabilecek kısmı akıllı tuğladır (EV3 brick). (Resim 1-11). Pilsiz hali ile yaklaşık 255gr olan EV3 Brick 6 adet AA kalem pil ile çalışmaktadır. Her ne kadar 9 volt ile çalışıyor görünse de EV3 brick 7.2 volt hatta 5 volt ile sorunsuz çalışmaktadır. Maliyet etkinlik açısından değerlendirildiğinde yüksek amperli şarjlı kalem pil kullanılması en uygun çözümdür. Diğer bir çözüm ise Lego’nun resmî sitesinde 88 dolar gibi satışı olan şarjlı batarya bloğudur (parça no 45501). 10 volt 2050 mA kapasiteye sahip olan batarya bloğu kullanıldığında brick üzerinde çıkıntı yaptığından bazı modellerin yapılmasını zorlaştırmaktadır.
Resim 1-11a EV3 brick.
Aynı anda 4 adet motorun kumanda edilebildiği 4 port çıkış ile yine dört sensörün bağlanabildiği 4 giriş mevcuttur. Maalesef kutudan üç adet motor ve üç adet sensor çıkıyor. Tekrar etmekte fayda var NXT 1.0 ve NXT 2.0 da kullanılan tüm sensör ve motorları EV3 akıllı tuğlamızda sorunsuzca kullanabiliyoruz. PC bağlantısını USB portu yada dâhili bluetooth ile yapabilmekteyiz. Ayrıca EV3 akıllı tuğlamızı bir bilgisayara USB kablo ile bağlarken, aynı anda ikinci bir bilgisayara ise bluetooth ile sorunsuzca bağlayabiliyoruz. Kablosuz ağlara WI_FI bağlanabilmek için harici adaptör almanız gerekmektedir. Her kablosuz adaptörün uyumlu olmadığı için, Lego müşteri hizmetleri internet sayfasında “Netgear N150 Wireless Adapter” tavsiye edilmektedir.
Akıllı tuğlamızın fiziksel özelliklerinden sonra teknik özelliklerini inceleyecek olursak EV3 akıllı tuğla; 300 MHz ARM9 işlemci, 16 MB Flash Bellek, 64 MB RAM, 178x128 çözünürlüğe sahip siyah beyaz ekran, maksimum 32 GB destekli Micro SD Kart yuvası ve dâhili hoparlörden oluşmaktadır.
Resim 1-11b EV3 brick.
1.2.2. EV3 Motorlar:
Satın alacağımız her iki EV3 ( Home Edition ya da Core Set) seti içerisinden üç adet motor çıkacaktır. 45502 parça numaralı EV3 Large Servo Motor; dakikada 160-170 dönüş hızına (RPM) ve 20 N/Cm çalışma torkuna sahiptir. Diğer motorumuz ise 45503 parça numaralı EV3 Medium Servo motordur. Daha küçük yapıda olan orta motorumuz; 240/250 RPM dönüş hızı ile 20 N/cm çalışma torkuna sahiptir (Resim 1-12). Her iki motor da, içerisinde 1 derece hassasiyet ile ölçüm yapan rotasyon sensörüne sahiptir. Böylelikle motorlarımızı 180 derece + yönde dön, 360 derece – yönde dön gibi programlayabilir, akıllı tuğla ya da yazılım üzerinden motorlarımızın ne kadar dönüş yaptığını izleyebiliriz. Ayrıca her iki motorda doğrudan sürülmeyip, içerisine yerleştirilen çok sayıda dişli çark ile motor hareketi motordan çıkışa aktarılmıştır.
Resim 1-12 Large ve Medium motorlar.
1.2.3. EV3 Sensorler
EV3 Home Edition seti ile kızıl ötesi, dokunmatik ve renk sensörü gelmekte iken, core seti satın aldığımızda ultrasonik, gyro, renk ve dokunmatik sensörler kutu içeriğinden çıkacaktır (Resim 1-13).
Resim 1-13 EV3 Sensörler
Kızıl ötesi sensor (infrared sensor): 45509 parça numaralı kızıl ötesi sensor; insan gözünün göremediği ışınlar yayınlar ve bu ışınların nesnelere çarparak geri yansıması ile önündeki cisimleri ve bunların yerlerini tespit eder. Kızılötesi sensor 70 cm mesafeye kadar önünde olan cisimleri algılar. Kızıl ötesi sensor üç faklı modda çalışır. Proximity (yakınlık) modu ile sensör önündeki nesne ile arasındaki mesafeyi algılar. Böylece kızılötesi sensor ile engellerden kaçınan, labirentten çıkan, duvar takip eden robotları programlayabiliriz. Beacon (işaret verici) Modu ile kızıl ötesi sensor kumandayı algılar. Yaklaşık 200 cm mesafeye kadar kumandayı görebilir. Kumandanın yerine göre -25 ile +25 aralığında bir değer üretir. Bu modu kullanarak kitabımızın ilerleyen bölümlerinde robotumuzu kumandayı arayacak/takip edecek şekilde programlamayı öğreneceğiz. Kızıl ötesi sensörün son çalışma modu ise Remote (uzaktan kumanda) modudur. Kumandamızın tuşlarına istediğimiz görevleri atayarak robotumuzu uzaktan kumanda ile kontrol edebiliriz. Uzaktan kumanda 4 farklı kanala sahiptir. Böylelikle aynı anda ve yerde birbirlerinden etkilenmeden 4 ayrı robot kumanda edilebilir. Ek bilgi olarak söylemek gerekirse; EV3 kumanda ile diğer Lego Technic setlerini kumanda edebilir, ya da Lego Technic setlerinden çıkan kumanda ile kısıtlıda olsa EV3 robotumuzu hareket ettirebiliriz.
Dokunmatik sensor (Touch Sensor): Ön kısmında bulunan kırmızı düğme vasıtası ile basma-bırakma ve bas/bırak olarak algılama yapan bir sensordur. 6008472 parça numarası satışa sunulmuştur. Her ne kadar analog bir sensor olarak görünse bile, iç yapısında bulunan elektronik yapısı nedeni ile, NXT akıllı tuğlaları tanımaz.
Renk sensor (Color Sensor): 6008919 parça numarasına sahip renk sensörü, tıpkı kızılötesi sensor gibi üç farklı modda çalışır. 1. Renk modu; renk sensorü siyah, mavi, yeşil, sarı, kırmızı, beyaz, kahverengi olmak üzere 7 rengi algılayabilmektedir. Renk yok seçeneği ile bu sayı sekiz olmaktadır. Renk modu ile farklı renklere göre farklı tepkiler veren, yukarıdaki yedi renkten biri ile oluşturulmuş bir hattı takip eden, renkli blokları ayırt ederek düzenleyen robotlar programlayabiliriz. 2. Yansıyan Işık Yoğunluğu Modunda ise sensör bir ışık yayınlar ve yansıyan ışığın yoğunluğunu ölçerek 0 ile 100 arasında bir değer oluşturur. Çok karanlık ve koyu renkli alanlar için değer sıfıra yakın, çok aydınlık ve açık renkli beyaza yakın alanlar için değer 100’e yakın çıkar. Sağlıklı bir ölçüm yapılabilmesi için sensör ölçüm yapılacak alana temas etmeden, tam dik ve en fazla bir cm uzaklığında olmalıdır. 3. Ortam Işığı Yoğunluğu Modu: bu modda renk sensörü ortamın aydınlık derecesini ölçerek yine 0 ile 100 arasında bir değer oluşturur. Çok aydınlık ortam için değer yüksek ve 100 e yakın, çok karanlık ortamlar için ise değer sıfıra yakın çıkacaktır.
Gyro sensor: 45505 parça numarasına sahip gyro sensor, EV3 Home Edition versiyon setlerde bulunmayıp, eğer bir EV3 Core Set satın aldı iseniz paket içeriğinden çıkacaktır. Gyro sensör ile robotumuzun yatayda ya da düşeyde açısını/açısal değişimini ölçmekler beraber, ayrıca robotun dönüş hareketlerinde açısal hızını ölçeriz.
Ultrasonik sensor: Yine EV3 Home Edition Set’i içerisinden çıkmayıp, EV3 Core Set parçalarından biri olan ultrasonik sensor (Parça numarası 45504), bir verici ve bir alıcıdan oluşur. İnsan kulağının duyamayacağı sesler yayınlar ve yansıyan sesi algılayarak önündeki nesnelerin yerlerini belirler. 250 cm e kadar 1 cm hassasiyetle mesafe ölçebilir sonuç akıllı tuğlada ve EV3 yazılımında cm ya da inç olarak ekrana getirilir.
1.2.4. Bağlantı Kabloları
Sensörlerin ve motorların, EV3 akıllı tuğla ile gerekli güç ve veri transferini sağlayan bağlantı elemanlarıdır. (Resim 1-14). Dört adet 25cm, iki adet 35cm ve bir adet 50cm kablo EV3 Home Edition Set’inden çıkmaktadır. RJ12 konnektör kullanılan EV3 kabloları, takılırken ve sökülürken çok dikkat edilmeli, tırnaklarına basılmadan yapılan takma ve sökme işlemlerinde soketlere ya da kablolara zarar verilebilir. Mavi-Sarı-Yeşil-Kırmızı-Siyah-Beyaz iç bağlantı yapısına sahip EV3 kabloları, Yeşil kablo güç ve siyah kablo toprak hatlarını kullanarak biraz da hayal gücü ile çok eğlenceli eklentiler yapabiliriz. Ayrıca 8528-1 parça numaralı dönüştürücü kablolar ile akıllı tuğlalarınıza Lego Technic motorları bağlayabilirsiniz.
Resim 1-14a EV3 kabloları.
Resim 1-14b EV3 lego technic kablo dönüştürücü.
1.3. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Yapılandırma Parçaları.
31313 model numarası ile satın aldığınız LEGO® MINDSTORMS® EV3 setinde; 594 adet Lego Technic parçası bulunmaktadır. Bu parçalar ile LEGO® yazılımı ile gelen beş adet robota ilave olarak 12 adet robot yapım kılavuzu yazılım içerisinde mevcuttur. Ancak asıl önemli olan kendi hayal gücünüzü kullanarak kendi tasarlayacağınız özgün robotları inşa edip, bunları programlamanızdır. Bunun için set ile birlikte gelen Technic parçalarını detaylı incelemekte fayda var. Çünkü her bir parça diğerine ne kadar benzese de bu parçaların bazen kendine özel işlevleri ve kullanım yerleri olmaktadır. Şimdi sırası ile bu parçaları inceleyelim ve bazı örnek inşa tekniklerine göz atalım.
1.3.1 Kirişler (Beam)
Düz, açılı ve çerçeve şeklinde olmak üzere üç farklı kiriş bulunmaktadır. Kirişler üzerindeki delik sayısına göre ölçülendirilmekte ve her bir delik “1M” olarak belirtilmektedir. 1M ise yaklaşık 8 mm ye denk gelmektedir. En uzun düz kiriş 15M ve en kısası ise 2M dir. Düz kiriş ebatları 15M, 13M, 11M, 9M, 7M, 5M, 3M olarak tek sayı şeklindedir. (Resim 1-15).
Resim 1-15 düz krişler.
Açılı kirişler; “T” kiriş, 90 derecelik 2x4M ve 3x5M “L” kiriş, 4x4M “36.8 derecelik kiriş”, 3x7M “36.8 derecelik kiriş” ve iki adet 45 derecelik “3x4x7M çift açılı kiriş” parçalarından oluşmaktadır (Resim 1-15).
Çerçeve kiriş ise “O Frame” ve “H frame” adı altında iki farklı modeldedir (Resim 1-16).
Resim 1-15 Açılı kirişler.
Resim 1-16 “O” ve “H” çerçeveler.
1.3.2. Bağlantı Pinleri.
İki Technic parçasını birleştirmek amacı ile kullanılır. Resim 1-17 de görüldüğü üzere çok farklı çeşit göstermektedir. Gri renkli (bazıları açık sarı olabilir) olan pinler sürtünmesiz olarak tanımlanmış olup, bu pinler ile iki parça irtibatlandığında hareketli olacaktır. Siyah ve kırmızı parçalar ise sürtünme yüzeylerine sahip olup parçaları sabitlemek için kullanılır.
Resim 1-17 Pin çeşitleri
Resim 1-18a Universal Joint
Resim 1-18b Universal Joint Uygulaması.
1.3.3. Akslar. (Axle)
Parçaları birleştirmek, hareketli mekanizmalar oluşturmak, hareketi bir yerden bir yere aktarmak, tasarımımızı sağlamlaştırmak ve daha çeşitli uygulamalarda aksları kullanacağız. Birçok çeşidi olan akslar, kirişler gibi uzunluğu “M” olarak belirtilir. 2M uzunluğundan başlayarak; 3, 4, 5, 5.5, 7, 8, 9M ve daha fazla uzunluğa sahiptir. Resim 1-20 de görüldüğü gibi baş yapısına göre, düz ve stop mekanizmasına sahip çeşitliliktedirler.
Resim 1-20 Axe çeşitleri.
1.3.4. Dişli Çarklar.
Hareketin; kendisini, yönünü ya da gücünü aktarmaya, azaltmaya ve arttırmaya yarayan Technic yapı elemanlarıdır (Resim 1-21).
Resim 1-22 Sürtünmesiz pinler.
Tork kavramı: kuvvetin döndürücü etkisine tork denir. Daha anlaşılır ifade etmek gerekir ise, yaptığımız robotun gücüdür. Dişli çarkları kullanarak robotumuzun gücünü ya da hızını arttırabiliriz. Ancak unutulmamalıdır ki, dişli çark kullanarak gücümüzü arttırdığımız kadar, hızımız azalacaktır. Aynı şekilde hızımızı ne kadar arttırır isek robotumuzun gücüde o oranda azalacaktır. Bu oran dişli çarkların diş sayıları bölünerek bulunur.
Resim 1-42. Güçlü Robot.
Motorumuza (input ya da giriş)12 adet dişe sahip küçük dişli çark takılı iken, hareketli tekerleğimize (output ya da çıkış) 36 adet dişe sahip büyük dişli çark takılıdır. Yani güç kazancımız 36/12=3 tür. Buna göre robotumuzun gücü 3 kat artarken, hızımız ise 3 kat azalmaktadır. Halat çekme, rakip robotu pist dışına ittirme, rampa tırmanma gibi oyunların oynandığı turnuvalarda bu türde kombinasyonlar kullanarak robotumuzun gücüne güç katarız.
DEVAMI GELECEK……
Merhaba arkadaşlar, bu video serisi ile Lego Mindstorms EV3’ü tanıyacağız.
Birlikte çeşitli robot projeleri yapacak ve başlangıç seviyesinden ileri seviyelere kadar kodlama etkinliklerini birlikte gerçekleştireceğiz.
Serimizin bu ilk bölümünde EV3 donanımını inceleyeceğiz. Motor ve sensörlerin teknik özelliklerini öğrenecek ve akıllı tuğlamız hakkında detaylı bilgi sahibi olacağız.
Başlamadan yani EV3’e geçmeden önce biraz Lego Mindstorms geçmişinden bahsedelim.
İlk Lego Mindstorms seti 1988 yılında Robotic Command eXplorers kelimeleri ile kısaltılan Lego Mindstorms RCX olarak satışa sunulmuştur. Günümüzde rastlanması oldukça zor olan bu mindstorms modeli:
16MHz işlemci ve 32 KB RAM kapasitesine sahip RCX; üç motor çıkışına, iki dokunmatik sensore ve bir ışık sensorüne sahipti.
Programlaması sadece Windows 98 ile yapılabildiği için artık günümüz PC ve işletim sistemlerinde çalıştırılması sadece emulatörler ile mümkün olmaktadır.
İkinci nesil Mindstorms ailesi; 2006 yılında satışa sunulan LEGO® MINDSTORMS® NXT ve birkaç yıl ardından 2009’ da satışa sunulan LEGO® MINDSTORMS® NXT 2.0’ dır.
“Next Generation” kavramına gönderme yapılarak NXT adı ile adlandırılmıştır. Her iki MINDSTORMS® NXT modeli birkaç fark dışında, özellikle akıllı tuğla yapısı ile tamamen birlerinin aynısıdır.
NXT Özelliklerinden kısaca bahsedecek olur isek;
Atmel® 32-bit ARM® işlemci,
256 KB FLASH ve 64 KB RAM bulunmaktadır. Ayrıca dâhili hoparlör ile Bluetooth bulunmaktadır.
Dört sensor ve üç adet motor bağlanabilmektedir.
NXT 1.0 ve NXT 2.0 arasında sadece sensör farklı bulunmakta olup, birinde ışık sensörü var iken diğerinde RGB Renk sensörü bulunmaktadır. Ayrıca NXT1.0 da bulunan ses sensörünün yerini NXT 2.0 da iki adet dokunmatik sensör almıştır.
Üçüncü nesil LEGO® MINDSTORMS® 2013 yılında Lego evrimine (evolution of LEGO) ve üçüncü nesil olmasına gönderme yaparak; LEGO® MINDSTORMS® EV3 olarak satışa sunulmuştur.
NXT modeline ait tüm motor ve sensörler EV3 ile sorunsuz bir şekilde kullanılabilir. Ancak EV3 motor ve sensörleri aynı bağlantı yapısına sahip olmasına rağmen NXT ile kullanılamaz
EV3 seti ev kullanıcılarına yönelik ve eğitim amacına yönelik iki farklı set halinde satışa sunulmuştur.
31313 model numarası ile satın aldığınız LEGO® MINDSTORMS® EV3 setinde; 594 adet Lego Technic parçası, üç adet sensör, üç adet motor, uzaktan kumada, akıllı tuğla ve bağlantı kabloları yer almaktadır.
45554 model numaralı LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set’ de 522 Lego Technic parçası, ultrasonik sensor ve Gyro Sensoru olmak üzere beş adet sensör, 3 adet motor, akıllı tuğla, şarj bloğu ve bağlantı kabloları yer almaktadır.
EV3 setimizin en önemli parçası ve beyni sayılabilecek kısmı akıllı tuğladır.
EV3 brick olarak da adlandırılan akıllı tuğlamız boş halde yaklaşık 255gr’dır.
EV3 akıllı tuğla içerisinde; 300 MHz ARM9 işlemci,
16 MB Flash Bellek, 64 MB RAM barındırmaktadır.
LCD ekran 178x128 çözünürlüğe sahip olup, siyah beyazdır.
EV3 ön yüzünde 6 adet buton bulunmaktadır. Merkezde bulunan buton açma ve onaylama butonudur.
Bu butonun etrafındaki butonlar navigasyon butonlarıdır. Menüler arasında bu butonlar ile geziniriz.
Son olarak geri butonu aynı zamanda iptal, ya da bir önceki menüye geçiş butonudur.
EV3 ün üst tarafında bulunan mini USB portu ile EV3 ile bilgisayarımızı birbirine bağlanır. Program yükleme, yazılım güncelleme gibi işlemlerimizi bu sayede yapabiliriz.
EV3 ün üst yüzünde A-B-C-D harfleri ile işaretlenmiş, dört adet port motor bağlantı portudur. Bir adet motor bağlayabileceğimiz gibi tüm portların hepsine motor bağlayabiliriz
EV3 ün sol yan tarafında bulunan USB portu kablo bağlantısı için kullanılmaz. Sadece Wi-Fi adaptörü içindir. Uygun adaptör ile birden fazla akıllı tuğla birbirine bağlanabilir ve kablosuz bilgisayar bağlantısı yapılabilir. Aynı bölgede EV3 akıllı tuğlanın hafıza kapasitesini artırmak için 32 GB destekli mikro SD kart girişi bulunmaktadır.
EV3 ün alt tarafında ise yine 4 adet port bulunmaktadır. 1-2-3-4 olarak işaretlemiş bu portlara ise sadece sensörler bağlanmaktadır.
Dikkat edilmesi gereken nokta harf ile etiketlenmiş portlar çıkış yani motor portları, numara ile işaretlenmiş portlar giriş yani sensör portlarıdır. Karıştırtılmamalıdır.
EV3 ün sağ yan tarafında ise dahili bir hoparlör bulunmaktadır. Bu sayede yaptığımız robotlara çok değişik ses efektleri ekleyebiliriz. EV3 yazılımı ile gelen hazır ses efektlerini kullanabileceğimiz gibi kendi ses dosyalarımızı hazırlayabilir bunları yaptığımız robotlarda kullanabiliriz.
EV3 alt tarafında ise pil yuvası bulunmaktadır. EV3 6 adet AA boyutunda kalem pil ile çalışmaktadır. Şarjlı pil ya da batarya bloğu kullanılabilir.
EV3 den bir önceki versiyon olan NXT setine ait motor ve sensörleri EV3 ile kullanabiliriz. Fakat NXT de EV3 e ait hiçbir modül kullanılamaz. NXT setimizi kendi motor ve sensörleri ile EV3 yazılımı kullanarak kodlayabiliriz. Port yapıları, hoparlör, pin yapıları ile EV3 ve NXT birbirlerine fiziksel olarak oldukça benzemektedir.
Motorlar:
Satın alacağımız her iki EV3 (Home Edition ya da Core Set) seti içerisinden üç adet motor çıkacaktır.
45502 parça numaralı EV3 Large Servo Motor;
Dakikada 160-170 dönüş hızına (RPM) ve 20 N/Cm çalışma torkuna sahiptir.
45503 parça numaralı EV3 Medium Servo motorumuz; 240/250 RPM dönüş hızı ile 8 N/cm çalışma torkuna sahiptir.
Her iki motor da içerisinde 1 derece hassasiyet ile ölçüm yapan rotasyon sensörüne sahiptir. Böylelikle motorlarımızı istediğimiz derece kadar dönecek şekilde programlayabilir, akıllı tuğla ya da yazılım üzerinden motorlarımızın ne kadar dönüş yaptığını izleyebiliriz. Ayrıca her iki motorda doğrudan sürülmeyip, içerisine yerleştirilen çok sayıda dişli çark ile motor hareketi motordan çıkışa aktarılmıştır.
EV3 sensörlerine gelecek olursak;
45509 parça numaralı kızıl ötesi sensor üç faklı modda çalışır.
Proximity (yakınlık) modu ile sensör 70 cm mesafeye kadar önünde olan cisimleri algılar. Böylece kızılötesi sensor ile engellerden kaçınan, labirentten çıkan, duvar takip eden robotları programlayabiliriz.
Remote (uzaktan kumanda) modu ile robotumuzu uzaktan kumanda ile kontrol edebiliriz. Uzaktan kumanda 4 farklı kanala sahiptir. Böylelikle aynı anda ve yerde birbirlerinden etkilenmeden 4 ayrı robot kumanda edilebilir.
Beacon (işaret verici) Modu ile kızıl ötesi sensor kumandayı algılar. Yaklaşık 200 cm mesafeye kadar kumandayı görebilir. Kumandanın yerine göre -25 ile +25 aralığında bir değer üretir. Bu modu kullanarak robotumuzu kumandayı arayacak/takip edecek şekilde programlayabiliriz.
6008919 parça numarasına sahip renk sensörü, tıpkı kızılötesi sensor gibi üç farklı modda çalışır.
Dokunmatik sensor (Touch Sensor): Ön kısmında bulunan kırmızı düğme vasıtası ile basma-bırakma ve bas/bırak olarak algılama yapan bir sensordur. 6008472 parça numarası satışa sunulmuştur.
EV3 Home Edition Set’i içerisinden çıkmayıp, EV3 Core Set parçalarından biri olan ultrasonik sensor (Parça numarası 45504), bir verici ve bir alıcıdan oluşur. İnsan kulağının duyamayacağı sesler yayınlar ve yansıyan sesi algılayarak önündeki nesnelerin yerlerini belirler. 250 cm’e kadar 1 cm hassasiyetle mesafe ölçebilir sonuç akıllı tuğlada ve EV3 yazılımında cm ya da inç olarak ekrana getirilir.
45505 parça numarasına sahip gyro sensor, ile robotumuzun yatayda ya da düşeyde açısal değişimini ve robotun dönüş hareketlerinde açısal hızını ölçeriz.
Son olarak lego teknik parçaları robotumuzun iskeletini oluşturur. Her bir parçanın çeşitli özelliği bulunmakla beraber, ilerleyen videolarımızda detaylı olarak bu parçaların özelliklerinden bahsedeceğiz.
Şimdi EV3 akıllı tuğlamızı çalıştıralım. Orta tuşa basarak çalıştırırız. Açılma süresi için yaklaşık 30 sn. beklemeliyiz.
Brick Buttons (Brick Düğmeleri) etrafındaki Brick Status Light (Brick Durum Işığı), EV3 Brick'in mevcut durumunu bildirir.
Yeşil, turuncu veya kırmızı olabilir ve yanıp sönebilir.
Brick Status Light (Brick Durum Işığı) kodları;
+ Kırmızı = Açılıyor, Güncelleniyor, Kapanıyor
+ Kırmızı yanıp sönen = Meşgul
+ Turuncu = Uyarı, Hazır
+ Turuncu yanıp sönen = Uyarı, Çalışıyor
+ Yeşil = Hazır
+ Yeşil yanıp sönen = Çalışan program
Ayrıca Brick Status Light (Brick Durum Işığı)'nı farklı renkler ile yakabilir veya yanıp sönecek şekilde programlayabiliriz
Şu an yeşil ışık yandı ve akıllı tuğlamız hazır hale geldi.
Açılış ekranında dört farklı menü bulunur.
Birinci ekranda en son çalıştırdığımız programları görebiliriz. Bu alandan bir programı seçelim ve çalıştıralım. Yanıp sönen yeşil ışık programın çalıştığını gösterir. Robotumuz yapılı halde olmadığı için program çalışmasına rağmen şimdilik herhangi bir hareket göremiyoruz.
İkinci bölüm projeler alanını oluşturur. Bir proje birden fazla program içerebilir. Bu alandan istediğimiz programı çalıştırabiliriz.
Üçüncü bölümde akıllı tuğlanın çeşitli özellikleri bulunur. “Port view” ekranında akıllı tuğlaya bağlı sensör ve motorlar ile ilgili özellikleri izleyebiliriz.
Bir numaralı porta ultrasonic sensor takalım. Akıllı tuğla ekranında sensörden gelen mesafe bilgilerini izleyebiliriz. Bir numaralı porta ultrasonik sensörü bağladığımızda sensörden gelen mesafe bilgilerini EV3 ekranında okuyabiliriz.
Dokunmatik sensör takalım. EV3 ekranında sensör bilgileri 1 ya da 0 olarak görünür.
Bu sefer motor portlarından herhangi birisine bir motor takalım. EV3 ekranında motorun dönüş açı bilgileri görünecektir.
Diğer bir menü motor kontrol menüsü. Bu menü ile bağladığımız motorları EV3 üzerindeki tuşlar ile kontrol edebiliriz.
IR kontrol alanında ise bağladığımız motoru kızıl ötesi sensör ve kumanda ile kontrol edebiliriz. Dikkat etmemiz gereken nokta kızıl ötesi sensörü 4 numaralı porta takmak ve kumanda üzerinden ekranda görülen kanalı seçmek olacaktır.
Brick program menüsünde bilgisayar olmadan programlama yapabiliriz. Fakat biz programlarımızda bilgisayar kullanacağımız için bu menüyü geçiyoruz.
Ayarlar menüsünde sırası ile akıllı tuğlanın ses seviyesini ayarlayabilir, kapanma süresini seçebiliriz. Bluetooth menüsünde ise bluetooth bağlantısını aktif hale getirebiliriz.
Wi-fi adaptörümüz olmadığı için bu alan şu an aktif değildir.
“brick name” alanında ise akıllı tuğlamızın ismini değiştirebiliriz.
Şimdilik anlatacaklarım bu kadar. Bir sonraki derste görüşmek üzere, şimdilik hoşça kalın.
Teşekkürler.
İÇİNDEKİLER
BİRİNCİ BÖLÜM... 3
“Lego® Mindstorms® Ev3” Donanımı Tanıyalım... 3
1.1. Mindstorms Evrimi 3
1.2. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Elektronik Parçalar. 10
1.2.1. EV3 Akıllı Tuğla (EV3 Brick). 10
1.2.2. EV3 Motorlar: 11
1.2.3. EV3 Sensorler. 12
1.2.4. Bağlantı Kabloları 13
1.3. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Yapılandırma Parçaları. 14
1.3.1 Kirişler (Beam). 14
1.3.2. Bağlantı Pinleri. 16
1.3.3. Akslar. (Axle). 17
1.3.4. Dişli Çarklar. 18
BİRİNCİ BÖLÜM
“Lego® Mindstorms® Ev3” Donanımı Tanıyalım
1.1. Mindstorms Evrimi
LEGO® Robotik uygulamaları 1980’ li yıllara dayansa da ilk LEGO® MINDSTORMS® uygulaması Ocak 1988’ de “LEGO MINDSTORMS RCX Intelligent Brick and Robotics Invention System” adı ile dünyaya tanıtıldı (Resim 1-1). İlk Mindstorms’a ait olan programlanabilir tuğla ya da akıllı tuğla ( Tüm dünyada orijinal hali “brick” olarak anıldığından kitabımızda bundan sonra akıllı tuğla “brick” olarak geçecektir.) RCX olarak adlandırılmıştır. RCX İngilizce Robotic Command eXplorers kelimelerinden gelmektedir. Sonrasında da Lego akıllı tuğlalarına, NXT ve EV3 adlarını vermiştir. 16MHz işlemci ve 32 KB RAM kapasitesine sahip RCX; üç motor çıkışına, iki dokunmatik sensore ve bir ışık sensorüne sahipti. (Resim 1-2). Ayrıca bir infrared kumanda ile yapılan robotların kontrolü sağlanabilmekle beraber 717 parçalık Lego technic parçaları ile robot inşası yapılabiliyordu. Windows 98 ile çalışmak üzere geliştirilen RCX yazılımına Microsoft tarafından destek verilmediği için, artık günümüz PC ve işletim sistemlerinde çalıştırılması sadece emulatörler ile mümkün olmaktadır.
Resim 1-1 LEGO MINDSTORMS RCX Intelligent Brick and Robotics Invention System
Resim 1-2 Mindstorms RCX Akıllı Tuğla ve çevre birimleri.
İkinci nesil Mindstorms ailesi; Ağustos 2006 LEGO® MINDSTORMS® NXT (resim 1-3) ve birkaç yıl ardından Ağustos 2009’ da LEGO® MINDSTORMS® NXT 2.0 (resim 1-4) olarak çıkarıldı. RCX’ den “Next Generation” kavramına karşılık gelen her iki MINDSTORMS® NXT modeli bir kaç fark dışında tamamen birlerinin aynısıdır.
Resim 1-3 LEGO® MINDSTORMS® NXT. Resim 1-4 LEGO® MINDSTORMS® NXT 2.0
8525 parça numarası ile satışa sunulan NXT 1.0 modeli; 577 adet LEGO Technic yapı elamanı, 3 adet servo motor, dokunmatik sensor, ses sensörü, ışık sensörü, akıllı tuğla (NXT Brick) ve NXT 1.0 yazılım CD’sinden oluşmaktadır.
8547 parça numarası ile satışa sunulan NXT 2.0 modeli; 619 adet LEGO Technic yapı elamanı, 3 adet servo motor, iki adet dokunmatik sensor, renk sensörü, akıllı tuğla (NXT Brick) ve NXT 2.0 yazılım CD’sinden oluşmaktadır.
Görüldüğü gibi yapı parçalarındaki farklılıkları (renk, sayı ve ilave palet) görmezden gelirsek, NXT 1.0 ve NXT 2.0 arasındaki en önemli fark sensor farklılıklarıdır. Motorlar ve Brick her iki model için aynıdır.
İlk fark NXT 1.0’da sunulmuş olup, NXT 2.0’da kaldırılan 55963 parça numaralı ses sensorudur. (Resim 1-5). Kullanımda görüldü ki ses sensörü ilk çalıştırma için kodlandığında gayet başarılı sonuçlar vermesine karşın, robotun çalışması sırasında motorlardan gelen gürültü nedeni ile yanlış değerlendirmelere neden olmaktadır. Örneğin el çırpması ile çalışan ve tekrar el çırptığımızda yön değiştiren bir robot kodladığımızı varsayalım. İlk anda sessiz ortam olduğu için ilk el çırpmamız ile robot çalışmaya başlayacak, ancak motorlardan gelen gürültü nedeni ile ya ikinci el çırpmamızı algılayamayacak ya da motor gürültüsünü el çırpma sesi olarak algılayarak yanlış tepki verecektir. Bu yüzden önce veri toplama ile gelen ses ölçüm değerleri çok iyi analiz edilmeli, kodlamalar bu analizler doğrultusunda yapılmalıdır. Gerek NXT 2.0 yazılımında gerekse EV3 yazılımında LEGO ses sensörü desteklenmekte, EV3’ e bu sensor takılıp kullanılabilmektedir.
Resim 1-5 NXT ses sensörü. ( kullanılan brickler: NXT, NXT 2.0 vs EV3)
NXT 1.0 ve NXT 2.0 arasındaki ikinci ve en büyük fark; NXT 1.0’ da kullanılan ışık sensörü (parça no: 55969) ile NXT 2.0’da renk sensörü (parça no: 64892) olarak karşımıza çıkıyor (resim 1-6).
Resim 1-6. Işık (light) ve Renk (color) sensörleri. ( kullanılan brickler: NXT, NXT 2.0 vs EV3)
Işık Sensorü ile Renk Sensorü Karşılaştırmasını yapacak olur isek;
NXT 1.0 ile gelen ışık sensörü sadece ışık yoğunluğunu (light intensity) ölçmekte, ölçülen değere göre 0 (çok karanlık) ile 100 (çok aydınlık) arası bir değer üretmektedir. Bu sensor ile çizgi izleyen robot projeleri yada benzer projeler uygulanabilmekte, ancak çizgi ile zeminin sensorün iyi sonuçlar elde etmesi için uygun seçilmesi gerekmektedir. Beyaz zemin üzerinde siyah patern en iyi sonucu vermektedir. NXT 2.0’da ise artık RGB (Red-Green-Blue) Renk Sensörü bulunmaktadır. NXT 1.0’ın Renk Sensörü özelliklerine ek olarak; Siyah, Beyaz, Yeşil, Mavi, Sarı ve Kırmızı olmak üzere altı farklı rengi ayırt etme özelliğine sahiptir. Ayrıca lamba modu ile kırmızı, yeşil ve mavi renkte ışık üreterek modellere ayrı bir hava katılabilmektedir.
LEGO® MINDSTORMS® NXT’lerin beyni sayılabilecek NXT Brick (Resim 1-7) ise her iki modelde de 53788 parça numarası ile çıkmaktadır. Fiziki görünüş ve teknik özellikleri tamamen aynıdır. Brick teknik özelliklerine değinecek olursak; Atmel® 32-bit ARM® işlemci, 256 KB FLASH ve 64 KB RAM bulunmaktadır. Ayrıca dâhili hoparlör ile Bluetooth bulunmaktadır. Dört adet girişe aynı anda dört sensor bağlanabilmekte iken, üç adet çıkışa ise paket içeriğine dahil olan üç adet motor bağlanabilmektedir. Bilgisayar bağlantısı USB 2.0 ile yapılabileceği gibi Bluetooth üzerinden de yapılabilmektedir. 6 adet kalem pil ile çalışan Brick için en makul çözüm Re-Cyko model her zaman kullanıma hazır olan şarjlı pil kullanmaktır. Yüksek amper kapasitesine (2000mA/h) sahip şarjlı piller ile gayet tatminkâr sonuçlar elde edilmektedir. Tabi bağlı motor sayısı, kullanım türü, vs kullanım özellikleri bu süreyi etkilemektedir.
Resim 1-7 NXT akıllı tuğla (NXT brick).
Paket içeriğine dâhil olan NXT yazılımları ise, NXT Software 1.0 ve NXT Software 2.0 olarak gelmektedir. Eğer NXT1.0 ürününe sahip olsanız bile, NXT 2.0 yazılımı hatta EV3 yazılımı kullanarak sorunsuz bir şekilde kodlamalar yapabilirsiniz.Kısaca özetleyecek olur isek NXT 1.0 ürününüzü bir adet dokunmatik sensor ve renk sensörü satın alarak kolayca NXT 2.0 ‘a upgrade edebilirsiniz. NXT parça listeleri Resim 1-8’ de sunulmuştur. Parça numarasına göre çevrimiçi satış yapan sitelerden bu parçalara kolaylıkla ulaşılabilir.
Resim 1-8(a) NXT 1.0 parça listesi.
Resim 1-8(b) NXT 2.0 parça listesi.
Üçüncü nesil LEGO® MINDSTORMS® Ocak 2013 de tanıtılmış ve Eylül 2013 yılında tüm dünyada, Lego evrimine (evolution of LEGO) ve üçüncü nesil olmasına gönderme yaparak; LEGO® MINDSTORMS® EV3 olarak satışa sunulmuştur. (Resim 1-9)
Resim 1-9 LEGO® MINDSTORMS® EV3
31313 model numarası ile satın aldığınız LEGO® MINDSTORMS® EV3 setinde; 594 adet Lego Technic parçası, üç adet sensör, üç adet motor, uzaktan kumada, akıllı tuğla ve bağlantı kabloları yer almaktadır. Ayrıca yaklaşık iki kat fiyat farkı ile satışa sunulan 45554 model numaralı LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set’ de 522 Lego Technic parçası, ilave ultrasonik sensor ve Gyro Sensoru olmak üzere beş adet sensör, 3 adet motor, akıllı tuğla, şarj bloğu ve bağlantı kabloları yer almaktadır (Resim 1-10).
Resim 1-10 LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set.
EV3 ile artık dört motoru kontrol edebilirken, akıllı tuğlamız bir SD kart yuvası ile daha karmaşık kodlamalar için hafızasında yer açmış oldu. USB 2.0 portuna ile opsiyonel olarak satılan WI-FI adaptör takılarak PC bağlantısı yapılabilmekte olup, dâhili hoparlör ve Bluetooth yerlerini korumuştur. Bağlantı kablolarında değişiklik yapılmadığı için; NXT sensörleri ve motorları daha önce bahsettiğimiz gibi EV3 akıllı tuğlada sorunsuzca kullanılmaktadır. Ancak hiçbir EV3 sensörü NXT akıllı tuğlalarında çalışmamaktadır. Üç nesil Mindstorms ailesinden bahsettikten sonra, artık LEGO® MINDSTORMS® EV3 setimizi tam anlamıyla detaylı bir şekilde incelemeye başlayabiliriz.
1.2. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Elektronik Parçalar
EV3 elektronik parçaları; akıllı tuğla, sensörler (kızılötesi, dokunmatik, renk, ultrasonik ve gyro sensor), uzaktan kumanda, şarjlı batarya bloğu ve bağlantı kablolarından oluşmaktadır.
Sadece bir sete bağlı kalmayıp, satışa sunulan her iki LEGO® MINDSTORMS® EV3 setine ait parçalar tanıyacağız. Genelde ev kullanıcılarının daha çok tercih ettiği 31313 setini satın aldı iseniz, ultrasonik sensör, gyro sensör ve şarjlı batarya bloğu setiniz içinden çıkmayacaktır. Yada FIRST Lego Ligi (FIRST = Foundation For Inspiration and Recognition of Science and Technology) turnuvalarına katılım amacı ile kullandığınız 45554 parça numaralı LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set’ te ise uzaktan kumanda ve kızıl ötesi sensor setinizde olmayacaktır.
1.2.1. EV3 Akıllı Tuğla (EV3 Brick)
EV3 setimizin en önemli parçası, beyni sayılabilecek kısmı akıllı tuğladır (EV3 brick). (Resim 1-11). Pilsiz hali ile yaklaşık 255gr olan EV3 Brick 6 adet AA kalem pil ile çalışmaktadır. Her ne kadar 9 volt ile çalışıyor görünse de EV3 brick 7.2 volt hatta 5 volt ile sorunsuz çalışmaktadır. Maliyet etkinlik açısından değerlendirildiğinde yüksek amperli şarjlı kalem pil kullanılması en uygun çözümdür. Diğer bir çözüm ise Lego’nun resmî sitesinde 88 dolar gibi satışı olan şarjlı batarya bloğudur (parça no 45501). 10 volt 2050 mA kapasiteye sahip olan batarya bloğu kullanıldığında brick üzerinde çıkıntı yaptığından bazı modellerin yapılmasını zorlaştırmaktadır.
Resim 1-11a EV3 brick.
Aynı anda 4 adet motorun kumanda edilebildiği 4 port çıkış ile yine dört sensörün bağlanabildiği 4 giriş mevcuttur. Maalesef kutudan üç adet motor ve üç adet sensor çıkıyor. Tekrar etmekte fayda var NXT 1.0 ve NXT 2.0 da kullanılan tüm sensör ve motorları EV3 akıllı tuğlamızda sorunsuzca kullanabiliyoruz. PC bağlantısını USB portu yada dâhili bluetooth ile yapabilmekteyiz. Ayrıca EV3 akıllı tuğlamızı bir bilgisayara USB kablo ile bağlarken, aynı anda ikinci bir bilgisayara ise bluetooth ile sorunsuzca bağlayabiliyoruz. Kablosuz ağlara WI_FI bağlanabilmek için harici adaptör almanız gerekmektedir. Her kablosuz adaptörün uyumlu olmadığı için, Lego müşteri hizmetleri internet sayfasında “Netgear N150 Wireless Adapter” tavsiye edilmektedir.
Akıllı tuğlamızın fiziksel özelliklerinden sonra teknik özelliklerini inceleyecek olursak EV3 akıllı tuğla; 300 MHz ARM9 işlemci, 16 MB Flash Bellek, 64 MB RAM, 178x128 çözünürlüğe sahip siyah beyaz ekran, maksimum 32 GB destekli Micro SD Kart yuvası ve dâhili hoparlörden oluşmaktadır.
Resim 1-11b EV3 brick.
1.2.2. EV3 Motorlar:
Satın alacağımız her iki EV3 ( Home Edition ya da Core Set) seti içerisinden üç adet motor çıkacaktır. 45502 parça numaralı EV3 Large Servo Motor; dakikada 160-170 dönüş hızına (RPM) ve 20 N/Cm çalışma torkuna sahiptir. Diğer motorumuz ise 45503 parça numaralı EV3 Medium Servo motordur. Daha küçük yapıda olan orta motorumuz; 240/250 RPM dönüş hızı ile 20 N/cm çalışma torkuna sahiptir (Resim 1-12). Her iki motor da, içerisinde 1 derece hassasiyet ile ölçüm yapan rotasyon sensörüne sahiptir. Böylelikle motorlarımızı 180 derece + yönde dön, 360 derece – yönde dön gibi programlayabilir, akıllı tuğla ya da yazılım üzerinden motorlarımızın ne kadar dönüş yaptığını izleyebiliriz. Ayrıca her iki motorda doğrudan sürülmeyip, içerisine yerleştirilen çok sayıda dişli çark ile motor hareketi motordan çıkışa aktarılmıştır.
Resim 1-12 Large ve Medium motorlar.
1.2.3. EV3 Sensorler
EV3 Home Edition seti ile kızıl ötesi, dokunmatik ve renk sensörü gelmekte iken, core seti satın aldığımızda ultrasonik, gyro, renk ve dokunmatik sensörler kutu içeriğinden çıkacaktır (Resim 1-13).
Resim 1-13 EV3 Sensörler
Kızıl ötesi sensor (infrared sensor): 45509 parça numaralı kızıl ötesi sensor; insan gözünün göremediği ışınlar yayınlar ve bu ışınların nesnelere çarparak geri yansıması ile önündeki cisimleri ve bunların yerlerini tespit eder. Kızılötesi sensor 70 cm mesafeye kadar önünde olan cisimleri algılar. Kızıl ötesi sensor üç faklı modda çalışır. Proximity (yakınlık) modu ile sensör önündeki nesne ile arasındaki mesafeyi algılar. Böylece kızılötesi sensor ile engellerden kaçınan, labirentten çıkan, duvar takip eden robotları programlayabiliriz. Beacon (işaret verici) Modu ile kızıl ötesi sensor kumandayı algılar. Yaklaşık 200 cm mesafeye kadar kumandayı görebilir. Kumandanın yerine göre -25 ile +25 aralığında bir değer üretir. Bu modu kullanarak kitabımızın ilerleyen bölümlerinde robotumuzu kumandayı arayacak/takip edecek şekilde programlamayı öğreneceğiz. Kızıl ötesi sensörün son çalışma modu ise Remote (uzaktan kumanda) modudur. Kumandamızın tuşlarına istediğimiz görevleri atayarak robotumuzu uzaktan kumanda ile kontrol edebiliriz. Uzaktan kumanda 4 farklı kanala sahiptir. Böylelikle aynı anda ve yerde birbirlerinden etkilenmeden 4 ayrı robot kumanda edilebilir. Ek bilgi olarak söylemek gerekirse; EV3 kumanda ile diğer Lego Technic setlerini kumanda edebilir, ya da Lego Technic setlerinden çıkan kumanda ile kısıtlıda olsa EV3 robotumuzu hareket ettirebiliriz.
Dokunmatik sensor (Touch Sensor): Ön kısmında bulunan kırmızı düğme vasıtası ile basma-bırakma ve bas/bırak olarak algılama yapan bir sensordur. 6008472 parça numarası satışa sunulmuştur. Her ne kadar analog bir sensor olarak görünse bile, iç yapısında bulunan elektronik yapısı nedeni ile, NXT akıllı tuğlaları tanımaz.
Renk sensor (Color Sensor): 6008919 parça numarasına sahip renk sensörü, tıpkı kızılötesi sensor gibi üç farklı modda çalışır. 1. Renk modu; renk sensorü siyah, mavi, yeşil, sarı, kırmızı, beyaz, kahverengi olmak üzere 7 rengi algılayabilmektedir. Renk yok seçeneği ile bu sayı sekiz olmaktadır. Renk modu ile farklı renklere göre farklı tepkiler veren, yukarıdaki yedi renkten biri ile oluşturulmuş bir hattı takip eden, renkli blokları ayırt ederek düzenleyen robotlar programlayabiliriz. 2. Yansıyan Işık Yoğunluğu Modunda ise sensör bir ışık yayınlar ve yansıyan ışığın yoğunluğunu ölçerek 0 ile 100 arasında bir değer oluşturur. Çok karanlık ve koyu renkli alanlar için değer sıfıra yakın, çok aydınlık ve açık renkli beyaza yakın alanlar için değer 100’e yakın çıkar. Sağlıklı bir ölçüm yapılabilmesi için sensör ölçüm yapılacak alana temas etmeden, tam dik ve en fazla bir cm uzaklığında olmalıdır. 3. Ortam Işığı Yoğunluğu Modu: bu modda renk sensörü ortamın aydınlık derecesini ölçerek yine 0 ile 100 arasında bir değer oluşturur. Çok aydınlık ortam için değer yüksek ve 100 e yakın, çok karanlık ortamlar için ise değer sıfıra yakın çıkacaktır.
Gyro sensor: 45505 parça numarasına sahip gyro sensor, EV3 Home Edition versiyon setlerde bulunmayıp, eğer bir EV3 Core Set satın aldı iseniz paket içeriğinden çıkacaktır. Gyro sensör ile robotumuzun yatayda ya da düşeyde açısını/açısal değişimini ölçmekler beraber, ayrıca robotun dönüş hareketlerinde açısal hızını ölçeriz.
Ultrasonik sensor: Yine EV3 Home Edition Set’i içerisinden çıkmayıp, EV3 Core Set parçalarından biri olan ultrasonik sensor (Parça numarası 45504), bir verici ve bir alıcıdan oluşur. İnsan kulağının duyamayacağı sesler yayınlar ve yansıyan sesi algılayarak önündeki nesnelerin yerlerini belirler. 250 cm e kadar 1 cm hassasiyetle mesafe ölçebilir sonuç akıllı tuğlada ve EV3 yazılımında cm ya da inç olarak ekrana getirilir.
1.2.4. Bağlantı Kabloları
Sensörlerin ve motorların, EV3 akıllı tuğla ile gerekli güç ve veri transferini sağlayan bağlantı elemanlarıdır. (Resim 1-14). Dört adet 25cm, iki adet 35cm ve bir adet 50cm kablo EV3 Home Edition Set’inden çıkmaktadır. RJ12 konnektör kullanılan EV3 kabloları, takılırken ve sökülürken çok dikkat edilmeli, tırnaklarına basılmadan yapılan takma ve sökme işlemlerinde soketlere ya da kablolara zarar verilebilir. Mavi-Sarı-Yeşil-Kırmızı-Siyah-Beyaz iç bağlantı yapısına sahip EV3 kabloları, Yeşil kablo güç ve siyah kablo toprak hatlarını kullanarak biraz da hayal gücü ile çok eğlenceli eklentiler yapabiliriz. Ayrıca 8528-1 parça numaralı dönüştürücü kablolar ile akıllı tuğlalarınıza Lego Technic motorları bağlayabilirsiniz.
Resim 1-14a EV3 kabloları.
Resim 1-14b EV3 lego technic kablo dönüştürücü.
1.3. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Yapılandırma Parçaları.
31313 model numarası ile satın aldığınız LEGO® MINDSTORMS® EV3 setinde; 594 adet Lego Technic parçası bulunmaktadır. Bu parçalar ile LEGO® yazılımı ile gelen beş adet robota ilave olarak 12 adet robot yapım kılavuzu yazılım içerisinde mevcuttur. Ancak asıl önemli olan kendi hayal gücünüzü kullanarak kendi tasarlayacağınız özgün robotları inşa edip, bunları programlamanızdır. Bunun için set ile birlikte gelen Technic parçalarını detaylı incelemekte fayda var. Çünkü her bir parça diğerine ne kadar benzese de bu parçaların bazen kendine özel işlevleri ve kullanım yerleri olmaktadır. Şimdi sırası ile bu parçaları inceleyelim ve bazı örnek inşa tekniklerine göz atalım.
1.3.1 Kirişler (Beam)
Düz, açılı ve çerçeve şeklinde olmak üzere üç farklı kiriş bulunmaktadır. Kirişler üzerindeki delik sayısına göre ölçülendirilmekte ve her bir delik “1M” olarak belirtilmektedir. 1M ise yaklaşık 8 mm ye denk gelmektedir. En uzun düz kiriş 15M ve en kısası ise 2M dir. Düz kiriş ebatları 15M, 13M, 11M, 9M, 7M, 5M, 3M olarak tek sayı şeklindedir. (Resim 1-15).
Resim 1-15 düz krişler.
Açılı kirişler; “T” kiriş, 90 derecelik 2x4M ve 3x5M “L” kiriş, 4x4M “36.8 derecelik kiriş”, 3x7M “36.8 derecelik kiriş” ve iki adet 45 derecelik “3x4x7M çift açılı kiriş” parçalarından oluşmaktadır (Resim 1-15).
Çerçeve kiriş ise “O Frame” ve “H frame” adı altında iki farklı modeldedir (Resim 1-16).
Resim 1-15 Açılı kirişler.
Resim 1-16 “O” ve “H” çerçeveler.
1.3.2. Bağlantı Pinleri.
İki Technic parçasını birleştirmek amacı ile kullanılır. Resim 1-17 de görüldüğü üzere çok farklı çeşit göstermektedir. Gri renkli (bazıları açık sarı olabilir) olan pinler sürtünmesiz olarak tanımlanmış olup, bu pinler ile iki parça irtibatlandığında hareketli olacaktır. Siyah ve kırmızı parçalar ise sürtünme yüzeylerine sahip olup parçaları sabitlemek için kullanılır.
Resim 1-17 Pin çeşitleri
Resim 1-18a Universal Joint
Resim 1-18b Universal Joint Uygulaması.
1.3.3. Akslar. (Axle)
Parçaları birleştirmek, hareketli mekanizmalar oluşturmak, hareketi bir yerden bir yere aktarmak, tasarımımızı sağlamlaştırmak ve daha çeşitli uygulamalarda aksları kullanacağız. Birçok çeşidi olan akslar, kirişler gibi uzunluğu “M” olarak belirtilir. 2M uzunluğundan başlayarak; 3, 4, 5, 5.5, 7, 8, 9M ve daha fazla uzunluğa sahiptir. Resim 1-20 de görüldüğü gibi baş yapısına göre, düz ve stop mekanizmasına sahip çeşitliliktedirler.
Resim 1-20 Axe çeşitleri.
1.3.4. Dişli Çarklar.
Hareketin; kendisini, yönünü ya da gücünü aktarmaya, azaltmaya ve arttırmaya yarayan Technic yapı elemanlarıdır (Resim 1-21).
Resim 1-22 Sürtünmesiz pinler.
Tork kavramı: kuvvetin döndürücü etkisine tork denir. Daha anlaşılır ifade etmek gerekir ise, yaptığımız robotun gücüdür. Dişli çarkları kullanarak robotumuzun gücünü ya da hızını arttırabiliriz. Ancak unutulmamalıdır ki, dişli çark kullanarak gücümüzü arttırdığımız kadar, hızımız azalacaktır. Aynı şekilde hızımızı ne kadar arttırır isek robotumuzun gücüde o oranda azalacaktır. Bu oran dişli çarkların diş sayıları bölünerek bulunur.
Resim 1-42. Güçlü Robot.
Motorumuza (input ya da giriş)12 adet dişe sahip küçük dişli çark takılı iken, hareketli tekerleğimize (output ya da çıkış) 36 adet dişe sahip büyük dişli çark takılıdır. Yani güç kazancımız 36/12=3 tür. Buna göre robotumuzun gücü 3 kat artarken, hızımız ise 3 kat azalmaktadır. Halat çekme, rakip robotu pist dışına ittirme, rampa tırmanma gibi oyunların oynandığı turnuvalarda bu türde kombinasyonlar kullanarak robotumuzun gücüne gü
Tarih: 2021-07-23 12:30:35 Kategori: Oyun
Soru Tarat
Kitaptan sorunu tarat hemen cevaplansın.
Sorunu sor hemen cevaplansın.
Lego Mindstorms EV3 üzerine Nedir
BİRİNCİ BÖLÜM... 3
“Lego® Mindstorms® Ev3” Donanımı Tanıyalım... 3
1.1. Mindstorms Evrimi 3
1.2. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Elektronik Parçalar. 10
1.2.1. EV3 Akıllı Tuğla (EV3 Brick). 10
1.2.2. EV3 Motorlar: 11
1.2.3. EV3 Sensorler. 12
1.2.4. Bağlantı Kabloları 13
1.3. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Yapılandırma Parçaları. 14
1.3.1 Kirişler (Beam). 14
1.3.2. Bağlantı Pinleri. 16
1.3.3. Akslar. (Axle). 17
1.3.4. Dişli Çarklar. 18
BİRİNCİ BÖLÜM
“Lego® Mindstorms® Ev3” Donanımı Tanıyalım
1.1. Mindstorms Evrimi
LEGO® Robotik uygulamaları 1980’ li yıllara dayansa da ilk LEGO® MINDSTORMS® uygulaması Ocak 1988’ de “LEGO MINDSTORMS RCX Intelligent Brick and Robotics Invention System” adı ile dünyaya tanıtıldı (Resim 1-1). İlk Mindstorms’a ait olan programlanabilir tuğla ya da akıllı tuğla ( Tüm dünyada orijinal hali “brick” olarak anıldığından kitabımızda bundan sonra akıllı tuğla “brick” olarak geçecektir.) RCX olarak adlandırılmıştır. RCX İngilizce Robotic Command eXplorers kelimelerinden gelmektedir. Sonrasında da Lego akıllı tuğlalarına, NXT ve EV3 adlarını vermiştir. 16MHz işlemci ve 32 KB RAM kapasitesine sahip RCX; üç motor çıkışına, iki dokunmatik sensore ve bir ışık sensorüne sahipti. (Resim 1-2). Ayrıca bir infrared kumanda ile yapılan robotların kontrolü sağlanabilmekle beraber 717 parçalık Lego technic parçaları ile robot inşası yapılabiliyordu. Windows 98 ile çalışmak üzere geliştirilen RCX yazılımına Microsoft tarafından destek verilmediği için, artık günümüz PC ve işletim sistemlerinde çalıştırılması sadece emulatörler ile mümkün olmaktadır.
Resim 1-1 LEGO MINDSTORMS RCX Intelligent Brick and Robotics Invention System
Resim 1-2 Mindstorms RCX Akıllı Tuğla ve çevre birimleri.
İkinci nesil Mindstorms ailesi; Ağustos 2006 LEGO® MINDSTORMS® NXT (resim 1-3) ve birkaç yıl ardından Ağustos 2009’ da LEGO® MINDSTORMS® NXT 2.0 (resim 1-4) olarak çıkarıldı. RCX’ den “Next Generation” kavramına karşılık gelen her iki MINDSTORMS® NXT modeli bir kaç fark dışında tamamen birlerinin aynısıdır.
Resim 1-3 LEGO® MINDSTORMS® NXT. Resim 1-4 LEGO® MINDSTORMS® NXT 2.0
8525 parça numarası ile satışa sunulan NXT 1.0 modeli; 577 adet LEGO Technic yapı elamanı, 3 adet servo motor, dokunmatik sensor, ses sensörü, ışık sensörü, akıllı tuğla (NXT Brick) ve NXT 1.0 yazılım CD’sinden oluşmaktadır.
8547 parça numarası ile satışa sunulan NXT 2.0 modeli; 619 adet LEGO Technic yapı elamanı, 3 adet servo motor, iki adet dokunmatik sensor, renk sensörü, akıllı tuğla (NXT Brick) ve NXT 2.0 yazılım CD’sinden oluşmaktadır.
Görüldüğü gibi yapı parçalarındaki farklılıkları (renk, sayı ve ilave palet) görmezden gelirsek, NXT 1.0 ve NXT 2.0 arasındaki en önemli fark sensor farklılıklarıdır. Motorlar ve Brick her iki model için aynıdır.
İlk fark NXT 1.0’da sunulmuş olup, NXT 2.0’da kaldırılan 55963 parça numaralı ses sensorudur. (Resim 1-5). Kullanımda görüldü ki ses sensörü ilk çalıştırma için kodlandığında gayet başarılı sonuçlar vermesine karşın, robotun çalışması sırasında motorlardan gelen gürültü nedeni ile yanlış değerlendirmelere neden olmaktadır. Örneğin el çırpması ile çalışan ve tekrar el çırptığımızda yön değiştiren bir robot kodladığımızı varsayalım. İlk anda sessiz ortam olduğu için ilk el çırpmamız ile robot çalışmaya başlayacak, ancak motorlardan gelen gürültü nedeni ile ya ikinci el çırpmamızı algılayamayacak ya da motor gürültüsünü el çırpma sesi olarak algılayarak yanlış tepki verecektir. Bu yüzden önce veri toplama ile gelen ses ölçüm değerleri çok iyi analiz edilmeli, kodlamalar bu analizler doğrultusunda yapılmalıdır. Gerek NXT 2.0 yazılımında gerekse EV3 yazılımında LEGO ses sensörü desteklenmekte, EV3’ e bu sensor takılıp kullanılabilmektedir.
Resim 1-5 NXT ses sensörü. ( kullanılan brickler: NXT, NXT 2.0 vs EV3)
NXT 1.0 ve NXT 2.0 arasındaki ikinci ve en büyük fark; NXT 1.0’ da kullanılan ışık sensörü (parça no: 55969) ile NXT 2.0’da renk sensörü (parça no: 64892) olarak karşımıza çıkıyor (resim 1-6).
Resim 1-6. Işık (light) ve Renk (color) sensörleri. ( kullanılan brickler: NXT, NXT 2.0 vs EV3)
Işık Sensorü ile Renk Sensorü Karşılaştırmasını yapacak olur isek;
NXT 1.0 ile gelen ışık sensörü sadece ışık yoğunluğunu (light intensity) ölçmekte, ölçülen değere göre 0 (çok karanlık) ile 100 (çok aydınlık) arası bir değer üretmektedir. Bu sensor ile çizgi izleyen robot projeleri yada benzer projeler uygulanabilmekte, ancak çizgi ile zeminin sensorün iyi sonuçlar elde etmesi için uygun seçilmesi gerekmektedir. Beyaz zemin üzerinde siyah patern en iyi sonucu vermektedir. NXT 2.0’da ise artık RGB (Red-Green-Blue) Renk Sensörü bulunmaktadır. NXT 1.0’ın Renk Sensörü özelliklerine ek olarak; Siyah, Beyaz, Yeşil, Mavi, Sarı ve Kırmızı olmak üzere altı farklı rengi ayırt etme özelliğine sahiptir. Ayrıca lamba modu ile kırmızı, yeşil ve mavi renkte ışık üreterek modellere ayrı bir hava katılabilmektedir.
LEGO® MINDSTORMS® NXT’lerin beyni sayılabilecek NXT Brick (Resim 1-7) ise her iki modelde de 53788 parça numarası ile çıkmaktadır. Fiziki görünüş ve teknik özellikleri tamamen aynıdır. Brick teknik özelliklerine değinecek olursak; Atmel® 32-bit ARM® işlemci, 256 KB FLASH ve 64 KB RAM bulunmaktadır. Ayrıca dâhili hoparlör ile Bluetooth bulunmaktadır. Dört adet girişe aynı anda dört sensor bağlanabilmekte iken, üç adet çıkışa ise paket içeriğine dahil olan üç adet motor bağlanabilmektedir. Bilgisayar bağlantısı USB 2.0 ile yapılabileceği gibi Bluetooth üzerinden de yapılabilmektedir. 6 adet kalem pil ile çalışan Brick için en makul çözüm Re-Cyko model her zaman kullanıma hazır olan şarjlı pil kullanmaktır. Yüksek amper kapasitesine (2000mA/h) sahip şarjlı piller ile gayet tatminkâr sonuçlar elde edilmektedir. Tabi bağlı motor sayısı, kullanım türü, vs kullanım özellikleri bu süreyi etkilemektedir.
Resim 1-7 NXT akıllı tuğla (NXT brick).
Paket içeriğine dâhil olan NXT yazılımları ise, NXT Software 1.0 ve NXT Software 2.0 olarak gelmektedir. Eğer NXT1.0 ürününe sahip olsanız bile, NXT 2.0 yazılımı hatta EV3 yazılımı kullanarak sorunsuz bir şekilde kodlamalar yapabilirsiniz.Kısaca özetleyecek olur isek NXT 1.0 ürününüzü bir adet dokunmatik sensor ve renk sensörü satın alarak kolayca NXT 2.0 ‘a upgrade edebilirsiniz. NXT parça listeleri Resim 1-8’ de sunulmuştur. Parça numarasına göre çevrimiçi satış yapan sitelerden bu parçalara kolaylıkla ulaşılabilir.
Resim 1-8(a) NXT 1.0 parça listesi.
Resim 1-8(b) NXT 2.0 parça listesi.
Üçüncü nesil LEGO® MINDSTORMS® Ocak 2013 de tanıtılmış ve Eylül 2013 yılında tüm dünyada, Lego evrimine (evolution of LEGO) ve üçüncü nesil olmasına gönderme yaparak; LEGO® MINDSTORMS® EV3 olarak satışa sunulmuştur. (Resim 1-9)
Resim 1-9 LEGO® MINDSTORMS® EV3
31313 model numarası ile satın aldığınız LEGO® MINDSTORMS® EV3 setinde; 594 adet Lego Technic parçası, üç adet sensör, üç adet motor, uzaktan kumada, akıllı tuğla ve bağlantı kabloları yer almaktadır. Ayrıca yaklaşık iki kat fiyat farkı ile satışa sunulan 45554 model numaralı LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set’ de 522 Lego Technic parçası, ilave ultrasonik sensor ve Gyro Sensoru olmak üzere beş adet sensör, 3 adet motor, akıllı tuğla, şarj bloğu ve bağlantı kabloları yer almaktadır (Resim 1-10).
Resim 1-10 LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set.
EV3 ile artık dört motoru kontrol edebilirken, akıllı tuğlamız bir SD kart yuvası ile daha karmaşık kodlamalar için hafızasında yer açmış oldu. USB 2.0 portuna ile opsiyonel olarak satılan WI-FI adaptör takılarak PC bağlantısı yapılabilmekte olup, dâhili hoparlör ve Bluetooth yerlerini korumuştur. Bağlantı kablolarında değişiklik yapılmadığı için; NXT sensörleri ve motorları daha önce bahsettiğimiz gibi EV3 akıllı tuğlada sorunsuzca kullanılmaktadır. Ancak hiçbir EV3 sensörü NXT akıllı tuğlalarında çalışmamaktadır. Üç nesil Mindstorms ailesinden bahsettikten sonra, artık LEGO® MINDSTORMS® EV3 setimizi tam anlamıyla detaylı bir şekilde incelemeye başlayabiliriz.
1.2. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Elektronik Parçalar
EV3 elektronik parçaları; akıllı tuğla, sensörler (kızılötesi, dokunmatik, renk, ultrasonik ve gyro sensor), uzaktan kumanda, şarjlı batarya bloğu ve bağlantı kablolarından oluşmaktadır.
Sadece bir sete bağlı kalmayıp, satışa sunulan her iki LEGO® MINDSTORMS® EV3 setine ait parçalar tanıyacağız. Genelde ev kullanıcılarının daha çok tercih ettiği 31313 setini satın aldı iseniz, ultrasonik sensör, gyro sensör ve şarjlı batarya bloğu setiniz içinden çıkmayacaktır. Yada FIRST Lego Ligi (FIRST = Foundation For Inspiration and Recognition of Science and Technology) turnuvalarına katılım amacı ile kullandığınız 45554 parça numaralı LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set’ te ise uzaktan kumanda ve kızıl ötesi sensor setinizde olmayacaktır.
1.2.1. EV3 Akıllı Tuğla (EV3 Brick)
EV3 setimizin en önemli parçası, beyni sayılabilecek kısmı akıllı tuğladır (EV3 brick). (Resim 1-11). Pilsiz hali ile yaklaşık 255gr olan EV3 Brick 6 adet AA kalem pil ile çalışmaktadır. Her ne kadar 9 volt ile çalışıyor görünse de EV3 brick 7.2 volt hatta 5 volt ile sorunsuz çalışmaktadır. Maliyet etkinlik açısından değerlendirildiğinde yüksek amperli şarjlı kalem pil kullanılması en uygun çözümdür. Diğer bir çözüm ise Lego’nun resmî sitesinde 88 dolar gibi satışı olan şarjlı batarya bloğudur (parça no 45501). 10 volt 2050 mA kapasiteye sahip olan batarya bloğu kullanıldığında brick üzerinde çıkıntı yaptığından bazı modellerin yapılmasını zorlaştırmaktadır.
Resim 1-11a EV3 brick.
Aynı anda 4 adet motorun kumanda edilebildiği 4 port çıkış ile yine dört sensörün bağlanabildiği 4 giriş mevcuttur. Maalesef kutudan üç adet motor ve üç adet sensor çıkıyor. Tekrar etmekte fayda var NXT 1.0 ve NXT 2.0 da kullanılan tüm sensör ve motorları EV3 akıllı tuğlamızda sorunsuzca kullanabiliyoruz. PC bağlantısını USB portu yada dâhili bluetooth ile yapabilmekteyiz. Ayrıca EV3 akıllı tuğlamızı bir bilgisayara USB kablo ile bağlarken, aynı anda ikinci bir bilgisayara ise bluetooth ile sorunsuzca bağlayabiliyoruz. Kablosuz ağlara WI_FI bağlanabilmek için harici adaptör almanız gerekmektedir. Her kablosuz adaptörün uyumlu olmadığı için, Lego müşteri hizmetleri internet sayfasında “Netgear N150 Wireless Adapter” tavsiye edilmektedir.
Akıllı tuğlamızın fiziksel özelliklerinden sonra teknik özelliklerini inceleyecek olursak EV3 akıllı tuğla; 300 MHz ARM9 işlemci, 16 MB Flash Bellek, 64 MB RAM, 178x128 çözünürlüğe sahip siyah beyaz ekran, maksimum 32 GB destekli Micro SD Kart yuvası ve dâhili hoparlörden oluşmaktadır.
Resim 1-11b EV3 brick.
1.2.2. EV3 Motorlar:
Satın alacağımız her iki EV3 ( Home Edition ya da Core Set) seti içerisinden üç adet motor çıkacaktır. 45502 parça numaralı EV3 Large Servo Motor; dakikada 160-170 dönüş hızına (RPM) ve 20 N/Cm çalışma torkuna sahiptir. Diğer motorumuz ise 45503 parça numaralı EV3 Medium Servo motordur. Daha küçük yapıda olan orta motorumuz; 240/250 RPM dönüş hızı ile 20 N/cm çalışma torkuna sahiptir (Resim 1-12). Her iki motor da, içerisinde 1 derece hassasiyet ile ölçüm yapan rotasyon sensörüne sahiptir. Böylelikle motorlarımızı 180 derece + yönde dön, 360 derece – yönde dön gibi programlayabilir, akıllı tuğla ya da yazılım üzerinden motorlarımızın ne kadar dönüş yaptığını izleyebiliriz. Ayrıca her iki motorda doğrudan sürülmeyip, içerisine yerleştirilen çok sayıda dişli çark ile motor hareketi motordan çıkışa aktarılmıştır.
Resim 1-12 Large ve Medium motorlar.
NOT Akıllı tuğla üzerinde bulunan her bir düğme, özel bir görevi yerine getirecek şekilde programlanabilmektedir. |
1.2.3. EV3 Sensorler
EV3 Home Edition seti ile kızıl ötesi, dokunmatik ve renk sensörü gelmekte iken, core seti satın aldığımızda ultrasonik, gyro, renk ve dokunmatik sensörler kutu içeriğinden çıkacaktır (Resim 1-13).
Resim 1-13 EV3 Sensörler
Kızıl ötesi sensor (infrared sensor): 45509 parça numaralı kızıl ötesi sensor; insan gözünün göremediği ışınlar yayınlar ve bu ışınların nesnelere çarparak geri yansıması ile önündeki cisimleri ve bunların yerlerini tespit eder. Kızılötesi sensor 70 cm mesafeye kadar önünde olan cisimleri algılar. Kızıl ötesi sensor üç faklı modda çalışır. Proximity (yakınlık) modu ile sensör önündeki nesne ile arasındaki mesafeyi algılar. Böylece kızılötesi sensor ile engellerden kaçınan, labirentten çıkan, duvar takip eden robotları programlayabiliriz. Beacon (işaret verici) Modu ile kızıl ötesi sensor kumandayı algılar. Yaklaşık 200 cm mesafeye kadar kumandayı görebilir. Kumandanın yerine göre -25 ile +25 aralığında bir değer üretir. Bu modu kullanarak kitabımızın ilerleyen bölümlerinde robotumuzu kumandayı arayacak/takip edecek şekilde programlamayı öğreneceğiz. Kızıl ötesi sensörün son çalışma modu ise Remote (uzaktan kumanda) modudur. Kumandamızın tuşlarına istediğimiz görevleri atayarak robotumuzu uzaktan kumanda ile kontrol edebiliriz. Uzaktan kumanda 4 farklı kanala sahiptir. Böylelikle aynı anda ve yerde birbirlerinden etkilenmeden 4 ayrı robot kumanda edilebilir. Ek bilgi olarak söylemek gerekirse; EV3 kumanda ile diğer Lego Technic setlerini kumanda edebilir, ya da Lego Technic setlerinden çıkan kumanda ile kısıtlıda olsa EV3 robotumuzu hareket ettirebiliriz.
Dokunmatik sensor (Touch Sensor): Ön kısmında bulunan kırmızı düğme vasıtası ile basma-bırakma ve bas/bırak olarak algılama yapan bir sensordur. 6008472 parça numarası satışa sunulmuştur. Her ne kadar analog bir sensor olarak görünse bile, iç yapısında bulunan elektronik yapısı nedeni ile, NXT akıllı tuğlaları tanımaz.
Renk sensor (Color Sensor): 6008919 parça numarasına sahip renk sensörü, tıpkı kızılötesi sensor gibi üç farklı modda çalışır. 1. Renk modu; renk sensorü siyah, mavi, yeşil, sarı, kırmızı, beyaz, kahverengi olmak üzere 7 rengi algılayabilmektedir. Renk yok seçeneği ile bu sayı sekiz olmaktadır. Renk modu ile farklı renklere göre farklı tepkiler veren, yukarıdaki yedi renkten biri ile oluşturulmuş bir hattı takip eden, renkli blokları ayırt ederek düzenleyen robotlar programlayabiliriz. 2. Yansıyan Işık Yoğunluğu Modunda ise sensör bir ışık yayınlar ve yansıyan ışığın yoğunluğunu ölçerek 0 ile 100 arasında bir değer oluşturur. Çok karanlık ve koyu renkli alanlar için değer sıfıra yakın, çok aydınlık ve açık renkli beyaza yakın alanlar için değer 100’e yakın çıkar. Sağlıklı bir ölçüm yapılabilmesi için sensör ölçüm yapılacak alana temas etmeden, tam dik ve en fazla bir cm uzaklığında olmalıdır. 3. Ortam Işığı Yoğunluğu Modu: bu modda renk sensörü ortamın aydınlık derecesini ölçerek yine 0 ile 100 arasında bir değer oluşturur. Çok aydınlık ortam için değer yüksek ve 100 e yakın, çok karanlık ortamlar için ise değer sıfıra yakın çıkacaktır.
Gyro sensor: 45505 parça numarasına sahip gyro sensor, EV3 Home Edition versiyon setlerde bulunmayıp, eğer bir EV3 Core Set satın aldı iseniz paket içeriğinden çıkacaktır. Gyro sensör ile robotumuzun yatayda ya da düşeyde açısını/açısal değişimini ölçmekler beraber, ayrıca robotun dönüş hareketlerinde açısal hızını ölçeriz.
Ultrasonik sensor: Yine EV3 Home Edition Set’i içerisinden çıkmayıp, EV3 Core Set parçalarından biri olan ultrasonik sensor (Parça numarası 45504), bir verici ve bir alıcıdan oluşur. İnsan kulağının duyamayacağı sesler yayınlar ve yansıyan sesi algılayarak önündeki nesnelerin yerlerini belirler. 250 cm e kadar 1 cm hassasiyetle mesafe ölçebilir sonuç akıllı tuğlada ve EV3 yazılımında cm ya da inç olarak ekrana getirilir.
1.2.4. Bağlantı Kabloları
Sensörlerin ve motorların, EV3 akıllı tuğla ile gerekli güç ve veri transferini sağlayan bağlantı elemanlarıdır. (Resim 1-14). Dört adet 25cm, iki adet 35cm ve bir adet 50cm kablo EV3 Home Edition Set’inden çıkmaktadır. RJ12 konnektör kullanılan EV3 kabloları, takılırken ve sökülürken çok dikkat edilmeli, tırnaklarına basılmadan yapılan takma ve sökme işlemlerinde soketlere ya da kablolara zarar verilebilir. Mavi-Sarı-Yeşil-Kırmızı-Siyah-Beyaz iç bağlantı yapısına sahip EV3 kabloları, Yeşil kablo güç ve siyah kablo toprak hatlarını kullanarak biraz da hayal gücü ile çok eğlenceli eklentiler yapabiliriz. Ayrıca 8528-1 parça numaralı dönüştürücü kablolar ile akıllı tuğlalarınıza Lego Technic motorları bağlayabilirsiniz.
Resim 1-14a EV3 kabloları.
Resim 1-14b EV3 lego technic kablo dönüştürücü.
DİKKAT Kablolarınızı takar ve çıkarırken çekiştirmeyiniz, kibarca tırnaklarına bastırınız. Aksi halde konnektör tırnakları kırılabilir, soketler zarar görebilir. Robot tasarımlarınızda en uygun kablo seçimi çok önemlidir. Çok kısa ve gergin bağlantılar ile çok uzun bağlantılar istenmeyen sonuçlara neden olabilir. |
1.3. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Yapılandırma Parçaları.
31313 model numarası ile satın aldığınız LEGO® MINDSTORMS® EV3 setinde; 594 adet Lego Technic parçası bulunmaktadır. Bu parçalar ile LEGO® yazılımı ile gelen beş adet robota ilave olarak 12 adet robot yapım kılavuzu yazılım içerisinde mevcuttur. Ancak asıl önemli olan kendi hayal gücünüzü kullanarak kendi tasarlayacağınız özgün robotları inşa edip, bunları programlamanızdır. Bunun için set ile birlikte gelen Technic parçalarını detaylı incelemekte fayda var. Çünkü her bir parça diğerine ne kadar benzese de bu parçaların bazen kendine özel işlevleri ve kullanım yerleri olmaktadır. Şimdi sırası ile bu parçaları inceleyelim ve bazı örnek inşa tekniklerine göz atalım.
1.3.1 Kirişler (Beam)
Düz, açılı ve çerçeve şeklinde olmak üzere üç farklı kiriş bulunmaktadır. Kirişler üzerindeki delik sayısına göre ölçülendirilmekte ve her bir delik “1M” olarak belirtilmektedir. 1M ise yaklaşık 8 mm ye denk gelmektedir. En uzun düz kiriş 15M ve en kısası ise 2M dir. Düz kiriş ebatları 15M, 13M, 11M, 9M, 7M, 5M, 3M olarak tek sayı şeklindedir. (Resim 1-15).
Resim 1-15 düz krişler.
Açılı kirişler; “T” kiriş, 90 derecelik 2x4M ve 3x5M “L” kiriş, 4x4M “36.8 derecelik kiriş”, 3x7M “36.8 derecelik kiriş” ve iki adet 45 derecelik “3x4x7M çift açılı kiriş” parçalarından oluşmaktadır (Resim 1-15).
Çerçeve kiriş ise “O Frame” ve “H frame” adı altında iki farklı modeldedir (Resim 1-16).
Resim 1-15 Açılı kirişler.
Resim 1-16 “O” ve “H” çerçeveler.
1.3.2. Bağlantı Pinleri.
İki Technic parçasını birleştirmek amacı ile kullanılır. Resim 1-17 de görüldüğü üzere çok farklı çeşit göstermektedir. Gri renkli (bazıları açık sarı olabilir) olan pinler sürtünmesiz olarak tanımlanmış olup, bu pinler ile iki parça irtibatlandığında hareketli olacaktır. Siyah ve kırmızı parçalar ise sürtünme yüzeylerine sahip olup parçaları sabitlemek için kullanılır.
Resim 1-17 Pin çeşitleri
NOT Eğer gelişmiş aktarma sistemleri inşa etmek istiyorsanız sabit ve düz aksların hareketini açısal olarak aktarmak için Resim 1-18 61903 parça numaralı “universal joint” parçasını tedarik etmeniz gerekecektir. |
Resim 1-18a Universal Joint
Resim 1-18b Universal Joint Uygulaması.
1.3.3. Akslar. (Axle)
Parçaları birleştirmek, hareketli mekanizmalar oluşturmak, hareketi bir yerden bir yere aktarmak, tasarımımızı sağlamlaştırmak ve daha çeşitli uygulamalarda aksları kullanacağız. Birçok çeşidi olan akslar, kirişler gibi uzunluğu “M” olarak belirtilir. 2M uzunluğundan başlayarak; 3, 4, 5, 5.5, 7, 8, 9M ve daha fazla uzunluğa sahiptir. Resim 1-20 de görüldüğü gibi baş yapısına göre, düz ve stop mekanizmasına sahip çeşitliliktedirler.
Resim 1-20 Axe çeşitleri.
1.3.4. Dişli Çarklar.
Hareketin; kendisini, yönünü ya da gücünü aktarmaya, azaltmaya ve arttırmaya yarayan Technic yapı elemanlarıdır (Resim 1-21).
NOT Tekerlek, dişli çark vb hareketli aksam kullanmak için sarı ya da gri renkli sürtünmesiz pin kullanılır. 31313 Home Edition EV3 setlerde 3749 parça numaralı sürtünmesiz pin yoktur (Resim 1-38). Eğer FLL türü yarışmalara katılmak veya gelişmiş tasarımlar yapmak istiyorsanız oldukça kullanışlı olan bu parçadan tedarik etmelisiniz. |
Resim 1-22 Sürtünmesiz pinler.
Tork kavramı: kuvvetin döndürücü etkisine tork denir. Daha anlaşılır ifade etmek gerekir ise, yaptığımız robotun gücüdür. Dişli çarkları kullanarak robotumuzun gücünü ya da hızını arttırabiliriz. Ancak unutulmamalıdır ki, dişli çark kullanarak gücümüzü arttırdığımız kadar, hızımız azalacaktır. Aynı şekilde hızımızı ne kadar arttırır isek robotumuzun gücüde o oranda azalacaktır. Bu oran dişli çarkların diş sayıları bölünerek bulunur.
Resim 1-42. Güçlü Robot.
Motorumuza (input ya da giriş)12 adet dişe sahip küçük dişli çark takılı iken, hareketli tekerleğimize (output ya da çıkış) 36 adet dişe sahip büyük dişli çark takılıdır. Yani güç kazancımız 36/12=3 tür. Buna göre robotumuzun gücü 3 kat artarken, hızımız ise 3 kat azalmaktadır. Halat çekme, rakip robotu pist dışına ittirme, rampa tırmanma gibi oyunların oynandığı turnuvalarda bu türde kombinasyonlar kullanarak robotumuzun gücüne güç katarız.
DEVAMI GELECEK……
Merhaba arkadaşlar, bu video serisi ile Lego Mindstorms EV3’ü tanıyacağız.
Birlikte çeşitli robot projeleri yapacak ve başlangıç seviyesinden ileri seviyelere kadar kodlama etkinliklerini birlikte gerçekleştireceğiz.
Serimizin bu ilk bölümünde EV3 donanımını inceleyeceğiz. Motor ve sensörlerin teknik özelliklerini öğrenecek ve akıllı tuğlamız hakkında detaylı bilgi sahibi olacağız.
Başlamadan yani EV3’e geçmeden önce biraz Lego Mindstorms geçmişinden bahsedelim.
İlk Lego Mindstorms seti 1988 yılında Robotic Command eXplorers kelimeleri ile kısaltılan Lego Mindstorms RCX olarak satışa sunulmuştur. Günümüzde rastlanması oldukça zor olan bu mindstorms modeli:
16MHz işlemci ve 32 KB RAM kapasitesine sahip RCX; üç motor çıkışına, iki dokunmatik sensore ve bir ışık sensorüne sahipti.
Programlaması sadece Windows 98 ile yapılabildiği için artık günümüz PC ve işletim sistemlerinde çalıştırılması sadece emulatörler ile mümkün olmaktadır.
İkinci nesil Mindstorms ailesi; 2006 yılında satışa sunulan LEGO® MINDSTORMS® NXT ve birkaç yıl ardından 2009’ da satışa sunulan LEGO® MINDSTORMS® NXT 2.0’ dır.
“Next Generation” kavramına gönderme yapılarak NXT adı ile adlandırılmıştır. Her iki MINDSTORMS® NXT modeli birkaç fark dışında, özellikle akıllı tuğla yapısı ile tamamen birlerinin aynısıdır.
NXT Özelliklerinden kısaca bahsedecek olur isek;
Atmel® 32-bit ARM® işlemci,
256 KB FLASH ve 64 KB RAM bulunmaktadır. Ayrıca dâhili hoparlör ile Bluetooth bulunmaktadır.
Dört sensor ve üç adet motor bağlanabilmektedir.
NXT 1.0 ve NXT 2.0 arasında sadece sensör farklı bulunmakta olup, birinde ışık sensörü var iken diğerinde RGB Renk sensörü bulunmaktadır. Ayrıca NXT1.0 da bulunan ses sensörünün yerini NXT 2.0 da iki adet dokunmatik sensör almıştır.
Üçüncü nesil LEGO® MINDSTORMS® 2013 yılında Lego evrimine (evolution of LEGO) ve üçüncü nesil olmasına gönderme yaparak; LEGO® MINDSTORMS® EV3 olarak satışa sunulmuştur.
NXT modeline ait tüm motor ve sensörler EV3 ile sorunsuz bir şekilde kullanılabilir. Ancak EV3 motor ve sensörleri aynı bağlantı yapısına sahip olmasına rağmen NXT ile kullanılamaz
EV3 seti ev kullanıcılarına yönelik ve eğitim amacına yönelik iki farklı set halinde satışa sunulmuştur.
31313 model numarası ile satın aldığınız LEGO® MINDSTORMS® EV3 setinde; 594 adet Lego Technic parçası, üç adet sensör, üç adet motor, uzaktan kumada, akıllı tuğla ve bağlantı kabloları yer almaktadır.
45554 model numaralı LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set’ de 522 Lego Technic parçası, ultrasonik sensor ve Gyro Sensoru olmak üzere beş adet sensör, 3 adet motor, akıllı tuğla, şarj bloğu ve bağlantı kabloları yer almaktadır.
EV3 setimizin en önemli parçası ve beyni sayılabilecek kısmı akıllı tuğladır.
EV3 brick olarak da adlandırılan akıllı tuğlamız boş halde yaklaşık 255gr’dır.
EV3 akıllı tuğla içerisinde; 300 MHz ARM9 işlemci,
16 MB Flash Bellek, 64 MB RAM barındırmaktadır.
LCD ekran 178x128 çözünürlüğe sahip olup, siyah beyazdır.
EV3 ön yüzünde 6 adet buton bulunmaktadır. Merkezde bulunan buton açma ve onaylama butonudur.
Bu butonun etrafındaki butonlar navigasyon butonlarıdır. Menüler arasında bu butonlar ile geziniriz.
Son olarak geri butonu aynı zamanda iptal, ya da bir önceki menüye geçiş butonudur.
EV3 ün üst tarafında bulunan mini USB portu ile EV3 ile bilgisayarımızı birbirine bağlanır. Program yükleme, yazılım güncelleme gibi işlemlerimizi bu sayede yapabiliriz.
EV3 ün üst yüzünde A-B-C-D harfleri ile işaretlenmiş, dört adet port motor bağlantı portudur. Bir adet motor bağlayabileceğimiz gibi tüm portların hepsine motor bağlayabiliriz
EV3 ün sol yan tarafında bulunan USB portu kablo bağlantısı için kullanılmaz. Sadece Wi-Fi adaptörü içindir. Uygun adaptör ile birden fazla akıllı tuğla birbirine bağlanabilir ve kablosuz bilgisayar bağlantısı yapılabilir. Aynı bölgede EV3 akıllı tuğlanın hafıza kapasitesini artırmak için 32 GB destekli mikro SD kart girişi bulunmaktadır.
EV3 ün alt tarafında ise yine 4 adet port bulunmaktadır. 1-2-3-4 olarak işaretlemiş bu portlara ise sadece sensörler bağlanmaktadır.
Dikkat edilmesi gereken nokta harf ile etiketlenmiş portlar çıkış yani motor portları, numara ile işaretlenmiş portlar giriş yani sensör portlarıdır. Karıştırtılmamalıdır.
EV3 ün sağ yan tarafında ise dahili bir hoparlör bulunmaktadır. Bu sayede yaptığımız robotlara çok değişik ses efektleri ekleyebiliriz. EV3 yazılımı ile gelen hazır ses efektlerini kullanabileceğimiz gibi kendi ses dosyalarımızı hazırlayabilir bunları yaptığımız robotlarda kullanabiliriz.
EV3 alt tarafında ise pil yuvası bulunmaktadır. EV3 6 adet AA boyutunda kalem pil ile çalışmaktadır. Şarjlı pil ya da batarya bloğu kullanılabilir.
EV3 den bir önceki versiyon olan NXT setine ait motor ve sensörleri EV3 ile kullanabiliriz. Fakat NXT de EV3 e ait hiçbir modül kullanılamaz. NXT setimizi kendi motor ve sensörleri ile EV3 yazılımı kullanarak kodlayabiliriz. Port yapıları, hoparlör, pin yapıları ile EV3 ve NXT birbirlerine fiziksel olarak oldukça benzemektedir.
Motorlar:
Satın alacağımız her iki EV3 (Home Edition ya da Core Set) seti içerisinden üç adet motor çıkacaktır.
45502 parça numaralı EV3 Large Servo Motor;
Dakikada 160-170 dönüş hızına (RPM) ve 20 N/Cm çalışma torkuna sahiptir.
45503 parça numaralı EV3 Medium Servo motorumuz; 240/250 RPM dönüş hızı ile 8 N/cm çalışma torkuna sahiptir.
Her iki motor da içerisinde 1 derece hassasiyet ile ölçüm yapan rotasyon sensörüne sahiptir. Böylelikle motorlarımızı istediğimiz derece kadar dönecek şekilde programlayabilir, akıllı tuğla ya da yazılım üzerinden motorlarımızın ne kadar dönüş yaptığını izleyebiliriz. Ayrıca her iki motorda doğrudan sürülmeyip, içerisine yerleştirilen çok sayıda dişli çark ile motor hareketi motordan çıkışa aktarılmıştır.
EV3 sensörlerine gelecek olursak;
45509 parça numaralı kızıl ötesi sensor üç faklı modda çalışır.
Proximity (yakınlık) modu ile sensör 70 cm mesafeye kadar önünde olan cisimleri algılar. Böylece kızılötesi sensor ile engellerden kaçınan, labirentten çıkan, duvar takip eden robotları programlayabiliriz.
Remote (uzaktan kumanda) modu ile robotumuzu uzaktan kumanda ile kontrol edebiliriz. Uzaktan kumanda 4 farklı kanala sahiptir. Böylelikle aynı anda ve yerde birbirlerinden etkilenmeden 4 ayrı robot kumanda edilebilir.
Beacon (işaret verici) Modu ile kızıl ötesi sensor kumandayı algılar. Yaklaşık 200 cm mesafeye kadar kumandayı görebilir. Kumandanın yerine göre -25 ile +25 aralığında bir değer üretir. Bu modu kullanarak robotumuzu kumandayı arayacak/takip edecek şekilde programlayabiliriz.
6008919 parça numarasına sahip renk sensörü, tıpkı kızılötesi sensor gibi üç farklı modda çalışır.
- Renk modu; renk sensorü siyah, mavi, yeşil, sarı, kırmızı, beyaz, kahverengi olmak üzere 7 rengi algılayabilmektedir. Renk yok seçeneği ile bu sayı sekiz olmaktadır. Renk modu ile farklı renklere göre farklı tepkiler veren, yukarıdaki yedi renkten biri ile oluşturulmuş bir hattı takip eden, renkli blokları ayırt ederek düzenleyen robotlar programlayabiliriz.
- Yansıyan Işık Yoğunluğu Modunda ise sensör bir ışık yayınlar ve yansıyan ışığın yoğunluğunu ölçerek 0 ile 100 arasında bir değer oluşturur. Çok karanlık ve koyu renkli alanlar için değer sıfıra yakın, çok aydınlık ve açık renkli beyaza yakın alanlar için değer 100’e yakın çıkar. Sağlıklı bir ölçüm yapılabilmesi için sensör ölçüm yapılacak alana temas etmeden, tam dik ve en fazla bir cm uzaklığında olmalıdır.
- Ortam Işığı Yoğunluğu Modu: bu modda renk sensörü ortamın aydınlık derecesini ölçerek yine 0 ile 100 arasında bir değer oluşturur. Çok aydınlık ortam için değer yüksek ve 100’e yakın, çok karanlık ortamlar için ise değer sıfıra yakın çıkacaktır.
Dokunmatik sensor (Touch Sensor): Ön kısmında bulunan kırmızı düğme vasıtası ile basma-bırakma ve bas/bırak olarak algılama yapan bir sensordur. 6008472 parça numarası satışa sunulmuştur.
EV3 Home Edition Set’i içerisinden çıkmayıp, EV3 Core Set parçalarından biri olan ultrasonik sensor (Parça numarası 45504), bir verici ve bir alıcıdan oluşur. İnsan kulağının duyamayacağı sesler yayınlar ve yansıyan sesi algılayarak önündeki nesnelerin yerlerini belirler. 250 cm’e kadar 1 cm hassasiyetle mesafe ölçebilir sonuç akıllı tuğlada ve EV3 yazılımında cm ya da inç olarak ekrana getirilir.
45505 parça numarasına sahip gyro sensor, ile robotumuzun yatayda ya da düşeyde açısal değişimini ve robotun dönüş hareketlerinde açısal hızını ölçeriz.
Son olarak lego teknik parçaları robotumuzun iskeletini oluşturur. Her bir parçanın çeşitli özelliği bulunmakla beraber, ilerleyen videolarımızda detaylı olarak bu parçaların özelliklerinden bahsedeceğiz.
Şimdi EV3 akıllı tuğlamızı çalıştıralım. Orta tuşa basarak çalıştırırız. Açılma süresi için yaklaşık 30 sn. beklemeliyiz.
Brick Buttons (Brick Düğmeleri) etrafındaki Brick Status Light (Brick Durum Işığı), EV3 Brick'in mevcut durumunu bildirir.
Yeşil, turuncu veya kırmızı olabilir ve yanıp sönebilir.
Brick Status Light (Brick Durum Işığı) kodları;
+ Kırmızı = Açılıyor, Güncelleniyor, Kapanıyor
+ Kırmızı yanıp sönen = Meşgul
+ Turuncu = Uyarı, Hazır
+ Turuncu yanıp sönen = Uyarı, Çalışıyor
+ Yeşil = Hazır
+ Yeşil yanıp sönen = Çalışan program
Ayrıca Brick Status Light (Brick Durum Işığı)'nı farklı renkler ile yakabilir veya yanıp sönecek şekilde programlayabiliriz
Şu an yeşil ışık yandı ve akıllı tuğlamız hazır hale geldi.
Açılış ekranında dört farklı menü bulunur.
Birinci ekranda en son çalıştırdığımız programları görebiliriz. Bu alandan bir programı seçelim ve çalıştıralım. Yanıp sönen yeşil ışık programın çalıştığını gösterir. Robotumuz yapılı halde olmadığı için program çalışmasına rağmen şimdilik herhangi bir hareket göremiyoruz.
İkinci bölüm projeler alanını oluşturur. Bir proje birden fazla program içerebilir. Bu alandan istediğimiz programı çalıştırabiliriz.
Üçüncü bölümde akıllı tuğlanın çeşitli özellikleri bulunur. “Port view” ekranında akıllı tuğlaya bağlı sensör ve motorlar ile ilgili özellikleri izleyebiliriz.
Bir numaralı porta ultrasonic sensor takalım. Akıllı tuğla ekranında sensörden gelen mesafe bilgilerini izleyebiliriz. Bir numaralı porta ultrasonik sensörü bağladığımızda sensörden gelen mesafe bilgilerini EV3 ekranında okuyabiliriz.
Dokunmatik sensör takalım. EV3 ekranında sensör bilgileri 1 ya da 0 olarak görünür.
Bu sefer motor portlarından herhangi birisine bir motor takalım. EV3 ekranında motorun dönüş açı bilgileri görünecektir.
Diğer bir menü motor kontrol menüsü. Bu menü ile bağladığımız motorları EV3 üzerindeki tuşlar ile kontrol edebiliriz.
IR kontrol alanında ise bağladığımız motoru kızıl ötesi sensör ve kumanda ile kontrol edebiliriz. Dikkat etmemiz gereken nokta kızıl ötesi sensörü 4 numaralı porta takmak ve kumanda üzerinden ekranda görülen kanalı seçmek olacaktır.
Brick program menüsünde bilgisayar olmadan programlama yapabiliriz. Fakat biz programlarımızda bilgisayar kullanacağımız için bu menüyü geçiyoruz.
Ayarlar menüsünde sırası ile akıllı tuğlanın ses seviyesini ayarlayabilir, kapanma süresini seçebiliriz. Bluetooth menüsünde ise bluetooth bağlantısını aktif hale getirebiliriz.
Wi-fi adaptörümüz olmadığı için bu alan şu an aktif değildir.
“brick name” alanında ise akıllı tuğlamızın ismini değiştirebiliriz.
Şimdilik anlatacaklarım bu kadar. Bir sonraki derste görüşmek üzere, şimdilik hoşça kalın.
Teşekkürler.
İÇİNDEKİLER
BİRİNCİ BÖLÜM... 3
“Lego® Mindstorms® Ev3” Donanımı Tanıyalım... 3
1.1. Mindstorms Evrimi 3
1.2. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Elektronik Parçalar. 10
1.2.1. EV3 Akıllı Tuğla (EV3 Brick). 10
1.2.2. EV3 Motorlar: 11
1.2.3. EV3 Sensorler. 12
1.2.4. Bağlantı Kabloları 13
1.3. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Yapılandırma Parçaları. 14
1.3.1 Kirişler (Beam). 14
1.3.2. Bağlantı Pinleri. 16
1.3.3. Akslar. (Axle). 17
1.3.4. Dişli Çarklar. 18
BİRİNCİ BÖLÜM
“Lego® Mindstorms® Ev3” Donanımı Tanıyalım
1.1. Mindstorms Evrimi
LEGO® Robotik uygulamaları 1980’ li yıllara dayansa da ilk LEGO® MINDSTORMS® uygulaması Ocak 1988’ de “LEGO MINDSTORMS RCX Intelligent Brick and Robotics Invention System” adı ile dünyaya tanıtıldı (Resim 1-1). İlk Mindstorms’a ait olan programlanabilir tuğla ya da akıllı tuğla ( Tüm dünyada orijinal hali “brick” olarak anıldığından kitabımızda bundan sonra akıllı tuğla “brick” olarak geçecektir.) RCX olarak adlandırılmıştır. RCX İngilizce Robotic Command eXplorers kelimelerinden gelmektedir. Sonrasında da Lego akıllı tuğlalarına, NXT ve EV3 adlarını vermiştir. 16MHz işlemci ve 32 KB RAM kapasitesine sahip RCX; üç motor çıkışına, iki dokunmatik sensore ve bir ışık sensorüne sahipti. (Resim 1-2). Ayrıca bir infrared kumanda ile yapılan robotların kontrolü sağlanabilmekle beraber 717 parçalık Lego technic parçaları ile robot inşası yapılabiliyordu. Windows 98 ile çalışmak üzere geliştirilen RCX yazılımına Microsoft tarafından destek verilmediği için, artık günümüz PC ve işletim sistemlerinde çalıştırılması sadece emulatörler ile mümkün olmaktadır.
Resim 1-1 LEGO MINDSTORMS RCX Intelligent Brick and Robotics Invention System
Resim 1-2 Mindstorms RCX Akıllı Tuğla ve çevre birimleri.
İkinci nesil Mindstorms ailesi; Ağustos 2006 LEGO® MINDSTORMS® NXT (resim 1-3) ve birkaç yıl ardından Ağustos 2009’ da LEGO® MINDSTORMS® NXT 2.0 (resim 1-4) olarak çıkarıldı. RCX’ den “Next Generation” kavramına karşılık gelen her iki MINDSTORMS® NXT modeli bir kaç fark dışında tamamen birlerinin aynısıdır.
Resim 1-3 LEGO® MINDSTORMS® NXT. Resim 1-4 LEGO® MINDSTORMS® NXT 2.0
8525 parça numarası ile satışa sunulan NXT 1.0 modeli; 577 adet LEGO Technic yapı elamanı, 3 adet servo motor, dokunmatik sensor, ses sensörü, ışık sensörü, akıllı tuğla (NXT Brick) ve NXT 1.0 yazılım CD’sinden oluşmaktadır.
8547 parça numarası ile satışa sunulan NXT 2.0 modeli; 619 adet LEGO Technic yapı elamanı, 3 adet servo motor, iki adet dokunmatik sensor, renk sensörü, akıllı tuğla (NXT Brick) ve NXT 2.0 yazılım CD’sinden oluşmaktadır.
Görüldüğü gibi yapı parçalarındaki farklılıkları (renk, sayı ve ilave palet) görmezden gelirsek, NXT 1.0 ve NXT 2.0 arasındaki en önemli fark sensor farklılıklarıdır. Motorlar ve Brick her iki model için aynıdır.
İlk fark NXT 1.0’da sunulmuş olup, NXT 2.0’da kaldırılan 55963 parça numaralı ses sensorudur. (Resim 1-5). Kullanımda görüldü ki ses sensörü ilk çalıştırma için kodlandığında gayet başarılı sonuçlar vermesine karşın, robotun çalışması sırasında motorlardan gelen gürültü nedeni ile yanlış değerlendirmelere neden olmaktadır. Örneğin el çırpması ile çalışan ve tekrar el çırptığımızda yön değiştiren bir robot kodladığımızı varsayalım. İlk anda sessiz ortam olduğu için ilk el çırpmamız ile robot çalışmaya başlayacak, ancak motorlardan gelen gürültü nedeni ile ya ikinci el çırpmamızı algılayamayacak ya da motor gürültüsünü el çırpma sesi olarak algılayarak yanlış tepki verecektir. Bu yüzden önce veri toplama ile gelen ses ölçüm değerleri çok iyi analiz edilmeli, kodlamalar bu analizler doğrultusunda yapılmalıdır. Gerek NXT 2.0 yazılımında gerekse EV3 yazılımında LEGO ses sensörü desteklenmekte, EV3’ e bu sensor takılıp kullanılabilmektedir.
Resim 1-5 NXT ses sensörü. ( kullanılan brickler: NXT, NXT 2.0 vs EV3)
NXT 1.0 ve NXT 2.0 arasındaki ikinci ve en büyük fark; NXT 1.0’ da kullanılan ışık sensörü (parça no: 55969) ile NXT 2.0’da renk sensörü (parça no: 64892) olarak karşımıza çıkıyor (resim 1-6).
Resim 1-6. Işık (light) ve Renk (color) sensörleri. ( kullanılan brickler: NXT, NXT 2.0 vs EV3)
Işık Sensorü ile Renk Sensorü Karşılaştırmasını yapacak olur isek;
NXT 1.0 ile gelen ışık sensörü sadece ışık yoğunluğunu (light intensity) ölçmekte, ölçülen değere göre 0 (çok karanlık) ile 100 (çok aydınlık) arası bir değer üretmektedir. Bu sensor ile çizgi izleyen robot projeleri yada benzer projeler uygulanabilmekte, ancak çizgi ile zeminin sensorün iyi sonuçlar elde etmesi için uygun seçilmesi gerekmektedir. Beyaz zemin üzerinde siyah patern en iyi sonucu vermektedir. NXT 2.0’da ise artık RGB (Red-Green-Blue) Renk Sensörü bulunmaktadır. NXT 1.0’ın Renk Sensörü özelliklerine ek olarak; Siyah, Beyaz, Yeşil, Mavi, Sarı ve Kırmızı olmak üzere altı farklı rengi ayırt etme özelliğine sahiptir. Ayrıca lamba modu ile kırmızı, yeşil ve mavi renkte ışık üreterek modellere ayrı bir hava katılabilmektedir.
LEGO® MINDSTORMS® NXT’lerin beyni sayılabilecek NXT Brick (Resim 1-7) ise her iki modelde de 53788 parça numarası ile çıkmaktadır. Fiziki görünüş ve teknik özellikleri tamamen aynıdır. Brick teknik özelliklerine değinecek olursak; Atmel® 32-bit ARM® işlemci, 256 KB FLASH ve 64 KB RAM bulunmaktadır. Ayrıca dâhili hoparlör ile Bluetooth bulunmaktadır. Dört adet girişe aynı anda dört sensor bağlanabilmekte iken, üç adet çıkışa ise paket içeriğine dahil olan üç adet motor bağlanabilmektedir. Bilgisayar bağlantısı USB 2.0 ile yapılabileceği gibi Bluetooth üzerinden de yapılabilmektedir. 6 adet kalem pil ile çalışan Brick için en makul çözüm Re-Cyko model her zaman kullanıma hazır olan şarjlı pil kullanmaktır. Yüksek amper kapasitesine (2000mA/h) sahip şarjlı piller ile gayet tatminkâr sonuçlar elde edilmektedir. Tabi bağlı motor sayısı, kullanım türü, vs kullanım özellikleri bu süreyi etkilemektedir.
Resim 1-7 NXT akıllı tuğla (NXT brick).
Paket içeriğine dâhil olan NXT yazılımları ise, NXT Software 1.0 ve NXT Software 2.0 olarak gelmektedir. Eğer NXT1.0 ürününe sahip olsanız bile, NXT 2.0 yazılımı hatta EV3 yazılımı kullanarak sorunsuz bir şekilde kodlamalar yapabilirsiniz.Kısaca özetleyecek olur isek NXT 1.0 ürününüzü bir adet dokunmatik sensor ve renk sensörü satın alarak kolayca NXT 2.0 ‘a upgrade edebilirsiniz. NXT parça listeleri Resim 1-8’ de sunulmuştur. Parça numarasına göre çevrimiçi satış yapan sitelerden bu parçalara kolaylıkla ulaşılabilir.
Resim 1-8(a) NXT 1.0 parça listesi.
Resim 1-8(b) NXT 2.0 parça listesi.
Üçüncü nesil LEGO® MINDSTORMS® Ocak 2013 de tanıtılmış ve Eylül 2013 yılında tüm dünyada, Lego evrimine (evolution of LEGO) ve üçüncü nesil olmasına gönderme yaparak; LEGO® MINDSTORMS® EV3 olarak satışa sunulmuştur. (Resim 1-9)
Resim 1-9 LEGO® MINDSTORMS® EV3
31313 model numarası ile satın aldığınız LEGO® MINDSTORMS® EV3 setinde; 594 adet Lego Technic parçası, üç adet sensör, üç adet motor, uzaktan kumada, akıllı tuğla ve bağlantı kabloları yer almaktadır. Ayrıca yaklaşık iki kat fiyat farkı ile satışa sunulan 45554 model numaralı LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set’ de 522 Lego Technic parçası, ilave ultrasonik sensor ve Gyro Sensoru olmak üzere beş adet sensör, 3 adet motor, akıllı tuğla, şarj bloğu ve bağlantı kabloları yer almaktadır (Resim 1-10).
Resim 1-10 LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set.
EV3 ile artık dört motoru kontrol edebilirken, akıllı tuğlamız bir SD kart yuvası ile daha karmaşık kodlamalar için hafızasında yer açmış oldu. USB 2.0 portuna ile opsiyonel olarak satılan WI-FI adaptör takılarak PC bağlantısı yapılabilmekte olup, dâhili hoparlör ve Bluetooth yerlerini korumuştur. Bağlantı kablolarında değişiklik yapılmadığı için; NXT sensörleri ve motorları daha önce bahsettiğimiz gibi EV3 akıllı tuğlada sorunsuzca kullanılmaktadır. Ancak hiçbir EV3 sensörü NXT akıllı tuğlalarında çalışmamaktadır. Üç nesil Mindstorms ailesinden bahsettikten sonra, artık LEGO® MINDSTORMS® EV3 setimizi tam anlamıyla detaylı bir şekilde incelemeye başlayabiliriz.
1.2. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Elektronik Parçalar
EV3 elektronik parçaları; akıllı tuğla, sensörler (kızılötesi, dokunmatik, renk, ultrasonik ve gyro sensor), uzaktan kumanda, şarjlı batarya bloğu ve bağlantı kablolarından oluşmaktadır.
Sadece bir sete bağlı kalmayıp, satışa sunulan her iki LEGO® MINDSTORMS® EV3 setine ait parçalar tanıyacağız. Genelde ev kullanıcılarının daha çok tercih ettiği 31313 setini satın aldı iseniz, ultrasonik sensör, gyro sensör ve şarjlı batarya bloğu setiniz içinden çıkmayacaktır. Yada FIRST Lego Ligi (FIRST = Foundation For Inspiration and Recognition of Science and Technology) turnuvalarına katılım amacı ile kullandığınız 45554 parça numaralı LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Core Set’ te ise uzaktan kumanda ve kızıl ötesi sensor setinizde olmayacaktır.
1.2.1. EV3 Akıllı Tuğla (EV3 Brick)
EV3 setimizin en önemli parçası, beyni sayılabilecek kısmı akıllı tuğladır (EV3 brick). (Resim 1-11). Pilsiz hali ile yaklaşık 255gr olan EV3 Brick 6 adet AA kalem pil ile çalışmaktadır. Her ne kadar 9 volt ile çalışıyor görünse de EV3 brick 7.2 volt hatta 5 volt ile sorunsuz çalışmaktadır. Maliyet etkinlik açısından değerlendirildiğinde yüksek amperli şarjlı kalem pil kullanılması en uygun çözümdür. Diğer bir çözüm ise Lego’nun resmî sitesinde 88 dolar gibi satışı olan şarjlı batarya bloğudur (parça no 45501). 10 volt 2050 mA kapasiteye sahip olan batarya bloğu kullanıldığında brick üzerinde çıkıntı yaptığından bazı modellerin yapılmasını zorlaştırmaktadır.
Resim 1-11a EV3 brick.
Aynı anda 4 adet motorun kumanda edilebildiği 4 port çıkış ile yine dört sensörün bağlanabildiği 4 giriş mevcuttur. Maalesef kutudan üç adet motor ve üç adet sensor çıkıyor. Tekrar etmekte fayda var NXT 1.0 ve NXT 2.0 da kullanılan tüm sensör ve motorları EV3 akıllı tuğlamızda sorunsuzca kullanabiliyoruz. PC bağlantısını USB portu yada dâhili bluetooth ile yapabilmekteyiz. Ayrıca EV3 akıllı tuğlamızı bir bilgisayara USB kablo ile bağlarken, aynı anda ikinci bir bilgisayara ise bluetooth ile sorunsuzca bağlayabiliyoruz. Kablosuz ağlara WI_FI bağlanabilmek için harici adaptör almanız gerekmektedir. Her kablosuz adaptörün uyumlu olmadığı için, Lego müşteri hizmetleri internet sayfasında “Netgear N150 Wireless Adapter” tavsiye edilmektedir.
Akıllı tuğlamızın fiziksel özelliklerinden sonra teknik özelliklerini inceleyecek olursak EV3 akıllı tuğla; 300 MHz ARM9 işlemci, 16 MB Flash Bellek, 64 MB RAM, 178x128 çözünürlüğe sahip siyah beyaz ekran, maksimum 32 GB destekli Micro SD Kart yuvası ve dâhili hoparlörden oluşmaktadır.
Resim 1-11b EV3 brick.
1.2.2. EV3 Motorlar:
Satın alacağımız her iki EV3 ( Home Edition ya da Core Set) seti içerisinden üç adet motor çıkacaktır. 45502 parça numaralı EV3 Large Servo Motor; dakikada 160-170 dönüş hızına (RPM) ve 20 N/Cm çalışma torkuna sahiptir. Diğer motorumuz ise 45503 parça numaralı EV3 Medium Servo motordur. Daha küçük yapıda olan orta motorumuz; 240/250 RPM dönüş hızı ile 20 N/cm çalışma torkuna sahiptir (Resim 1-12). Her iki motor da, içerisinde 1 derece hassasiyet ile ölçüm yapan rotasyon sensörüne sahiptir. Böylelikle motorlarımızı 180 derece + yönde dön, 360 derece – yönde dön gibi programlayabilir, akıllı tuğla ya da yazılım üzerinden motorlarımızın ne kadar dönüş yaptığını izleyebiliriz. Ayrıca her iki motorda doğrudan sürülmeyip, içerisine yerleştirilen çok sayıda dişli çark ile motor hareketi motordan çıkışa aktarılmıştır.
Resim 1-12 Large ve Medium motorlar.
NOT Akıllı tuğla üzerinde bulunan her bir düğme, özel bir görevi yerine getirecek şekilde programlanabilmektedir. |
1.2.3. EV3 Sensorler
EV3 Home Edition seti ile kızıl ötesi, dokunmatik ve renk sensörü gelmekte iken, core seti satın aldığımızda ultrasonik, gyro, renk ve dokunmatik sensörler kutu içeriğinden çıkacaktır (Resim 1-13).
Resim 1-13 EV3 Sensörler
Kızıl ötesi sensor (infrared sensor): 45509 parça numaralı kızıl ötesi sensor; insan gözünün göremediği ışınlar yayınlar ve bu ışınların nesnelere çarparak geri yansıması ile önündeki cisimleri ve bunların yerlerini tespit eder. Kızılötesi sensor 70 cm mesafeye kadar önünde olan cisimleri algılar. Kızıl ötesi sensor üç faklı modda çalışır. Proximity (yakınlık) modu ile sensör önündeki nesne ile arasındaki mesafeyi algılar. Böylece kızılötesi sensor ile engellerden kaçınan, labirentten çıkan, duvar takip eden robotları programlayabiliriz. Beacon (işaret verici) Modu ile kızıl ötesi sensor kumandayı algılar. Yaklaşık 200 cm mesafeye kadar kumandayı görebilir. Kumandanın yerine göre -25 ile +25 aralığında bir değer üretir. Bu modu kullanarak kitabımızın ilerleyen bölümlerinde robotumuzu kumandayı arayacak/takip edecek şekilde programlamayı öğreneceğiz. Kızıl ötesi sensörün son çalışma modu ise Remote (uzaktan kumanda) modudur. Kumandamızın tuşlarına istediğimiz görevleri atayarak robotumuzu uzaktan kumanda ile kontrol edebiliriz. Uzaktan kumanda 4 farklı kanala sahiptir. Böylelikle aynı anda ve yerde birbirlerinden etkilenmeden 4 ayrı robot kumanda edilebilir. Ek bilgi olarak söylemek gerekirse; EV3 kumanda ile diğer Lego Technic setlerini kumanda edebilir, ya da Lego Technic setlerinden çıkan kumanda ile kısıtlıda olsa EV3 robotumuzu hareket ettirebiliriz.
Dokunmatik sensor (Touch Sensor): Ön kısmında bulunan kırmızı düğme vasıtası ile basma-bırakma ve bas/bırak olarak algılama yapan bir sensordur. 6008472 parça numarası satışa sunulmuştur. Her ne kadar analog bir sensor olarak görünse bile, iç yapısında bulunan elektronik yapısı nedeni ile, NXT akıllı tuğlaları tanımaz.
Renk sensor (Color Sensor): 6008919 parça numarasına sahip renk sensörü, tıpkı kızılötesi sensor gibi üç farklı modda çalışır. 1. Renk modu; renk sensorü siyah, mavi, yeşil, sarı, kırmızı, beyaz, kahverengi olmak üzere 7 rengi algılayabilmektedir. Renk yok seçeneği ile bu sayı sekiz olmaktadır. Renk modu ile farklı renklere göre farklı tepkiler veren, yukarıdaki yedi renkten biri ile oluşturulmuş bir hattı takip eden, renkli blokları ayırt ederek düzenleyen robotlar programlayabiliriz. 2. Yansıyan Işık Yoğunluğu Modunda ise sensör bir ışık yayınlar ve yansıyan ışığın yoğunluğunu ölçerek 0 ile 100 arasında bir değer oluşturur. Çok karanlık ve koyu renkli alanlar için değer sıfıra yakın, çok aydınlık ve açık renkli beyaza yakın alanlar için değer 100’e yakın çıkar. Sağlıklı bir ölçüm yapılabilmesi için sensör ölçüm yapılacak alana temas etmeden, tam dik ve en fazla bir cm uzaklığında olmalıdır. 3. Ortam Işığı Yoğunluğu Modu: bu modda renk sensörü ortamın aydınlık derecesini ölçerek yine 0 ile 100 arasında bir değer oluşturur. Çok aydınlık ortam için değer yüksek ve 100 e yakın, çok karanlık ortamlar için ise değer sıfıra yakın çıkacaktır.
Gyro sensor: 45505 parça numarasına sahip gyro sensor, EV3 Home Edition versiyon setlerde bulunmayıp, eğer bir EV3 Core Set satın aldı iseniz paket içeriğinden çıkacaktır. Gyro sensör ile robotumuzun yatayda ya da düşeyde açısını/açısal değişimini ölçmekler beraber, ayrıca robotun dönüş hareketlerinde açısal hızını ölçeriz.
Ultrasonik sensor: Yine EV3 Home Edition Set’i içerisinden çıkmayıp, EV3 Core Set parçalarından biri olan ultrasonik sensor (Parça numarası 45504), bir verici ve bir alıcıdan oluşur. İnsan kulağının duyamayacağı sesler yayınlar ve yansıyan sesi algılayarak önündeki nesnelerin yerlerini belirler. 250 cm e kadar 1 cm hassasiyetle mesafe ölçebilir sonuç akıllı tuğlada ve EV3 yazılımında cm ya da inç olarak ekrana getirilir.
1.2.4. Bağlantı Kabloları
Sensörlerin ve motorların, EV3 akıllı tuğla ile gerekli güç ve veri transferini sağlayan bağlantı elemanlarıdır. (Resim 1-14). Dört adet 25cm, iki adet 35cm ve bir adet 50cm kablo EV3 Home Edition Set’inden çıkmaktadır. RJ12 konnektör kullanılan EV3 kabloları, takılırken ve sökülürken çok dikkat edilmeli, tırnaklarına basılmadan yapılan takma ve sökme işlemlerinde soketlere ya da kablolara zarar verilebilir. Mavi-Sarı-Yeşil-Kırmızı-Siyah-Beyaz iç bağlantı yapısına sahip EV3 kabloları, Yeşil kablo güç ve siyah kablo toprak hatlarını kullanarak biraz da hayal gücü ile çok eğlenceli eklentiler yapabiliriz. Ayrıca 8528-1 parça numaralı dönüştürücü kablolar ile akıllı tuğlalarınıza Lego Technic motorları bağlayabilirsiniz.
Resim 1-14a EV3 kabloları.
Resim 1-14b EV3 lego technic kablo dönüştürücü.
DİKKAT Kablolarınızı takar ve çıkarırken çekiştirmeyiniz, kibarca tırnaklarına bastırınız. Aksi halde konnektör tırnakları kırılabilir, soketler zarar görebilir. Robot tasarımlarınızda en uygun kablo seçimi çok önemlidir. Çok kısa ve gergin bağlantılar ile çok uzun bağlantılar istenmeyen sonuçlara neden olabilir. |
1.3. LEGO® MINDSTORMS® EV3 Yapılandırma Parçaları.
31313 model numarası ile satın aldığınız LEGO® MINDSTORMS® EV3 setinde; 594 adet Lego Technic parçası bulunmaktadır. Bu parçalar ile LEGO® yazılımı ile gelen beş adet robota ilave olarak 12 adet robot yapım kılavuzu yazılım içerisinde mevcuttur. Ancak asıl önemli olan kendi hayal gücünüzü kullanarak kendi tasarlayacağınız özgün robotları inşa edip, bunları programlamanızdır. Bunun için set ile birlikte gelen Technic parçalarını detaylı incelemekte fayda var. Çünkü her bir parça diğerine ne kadar benzese de bu parçaların bazen kendine özel işlevleri ve kullanım yerleri olmaktadır. Şimdi sırası ile bu parçaları inceleyelim ve bazı örnek inşa tekniklerine göz atalım.
1.3.1 Kirişler (Beam)
Düz, açılı ve çerçeve şeklinde olmak üzere üç farklı kiriş bulunmaktadır. Kirişler üzerindeki delik sayısına göre ölçülendirilmekte ve her bir delik “1M” olarak belirtilmektedir. 1M ise yaklaşık 8 mm ye denk gelmektedir. En uzun düz kiriş 15M ve en kısası ise 2M dir. Düz kiriş ebatları 15M, 13M, 11M, 9M, 7M, 5M, 3M olarak tek sayı şeklindedir. (Resim 1-15).
Resim 1-15 düz krişler.
Açılı kirişler; “T” kiriş, 90 derecelik 2x4M ve 3x5M “L” kiriş, 4x4M “36.8 derecelik kiriş”, 3x7M “36.8 derecelik kiriş” ve iki adet 45 derecelik “3x4x7M çift açılı kiriş” parçalarından oluşmaktadır (Resim 1-15).
Çerçeve kiriş ise “O Frame” ve “H frame” adı altında iki farklı modeldedir (Resim 1-16).
Resim 1-15 Açılı kirişler.
Resim 1-16 “O” ve “H” çerçeveler.
1.3.2. Bağlantı Pinleri.
İki Technic parçasını birleştirmek amacı ile kullanılır. Resim 1-17 de görüldüğü üzere çok farklı çeşit göstermektedir. Gri renkli (bazıları açık sarı olabilir) olan pinler sürtünmesiz olarak tanımlanmış olup, bu pinler ile iki parça irtibatlandığında hareketli olacaktır. Siyah ve kırmızı parçalar ise sürtünme yüzeylerine sahip olup parçaları sabitlemek için kullanılır.
Resim 1-17 Pin çeşitleri
NOT Eğer gelişmiş aktarma sistemleri inşa etmek istiyorsanız sabit ve düz aksların hareketini açısal olarak aktarmak için Resim 1-18 61903 parça numaralı “universal joint” parçasını tedarik etmeniz gerekecektir. |
Resim 1-18a Universal Joint
Resim 1-18b Universal Joint Uygulaması.
1.3.3. Akslar. (Axle)
Parçaları birleştirmek, hareketli mekanizmalar oluşturmak, hareketi bir yerden bir yere aktarmak, tasarımımızı sağlamlaştırmak ve daha çeşitli uygulamalarda aksları kullanacağız. Birçok çeşidi olan akslar, kirişler gibi uzunluğu “M” olarak belirtilir. 2M uzunluğundan başlayarak; 3, 4, 5, 5.5, 7, 8, 9M ve daha fazla uzunluğa sahiptir. Resim 1-20 de görüldüğü gibi baş yapısına göre, düz ve stop mekanizmasına sahip çeşitliliktedirler.
Resim 1-20 Axe çeşitleri.
1.3.4. Dişli Çarklar.
Hareketin; kendisini, yönünü ya da gücünü aktarmaya, azaltmaya ve arttırmaya yarayan Technic yapı elemanlarıdır (Resim 1-21).
NOT Tekerlek, dişli çark vb hareketli aksam kullanmak için sarı ya da gri renkli sürtünmesiz pin kullanılır. 31313 Home Edition EV3 setlerde 3749 parça numaralı sürtünmesiz pin yoktur (Resim 1-38). Eğer FLL türü yarışmalara katılmak veya gelişmiş tasarımlar yapmak istiyorsanız oldukça kullanışlı olan bu parçadan tedarik etmelisiniz. |
Resim 1-22 Sürtünmesiz pinler.
Tork kavramı: kuvvetin döndürücü etkisine tork denir. Daha anlaşılır ifade etmek gerekir ise, yaptığımız robotun gücüdür. Dişli çarkları kullanarak robotumuzun gücünü ya da hızını arttırabiliriz. Ancak unutulmamalıdır ki, dişli çark kullanarak gücümüzü arttırdığımız kadar, hızımız azalacaktır. Aynı şekilde hızımızı ne kadar arttırır isek robotumuzun gücüde o oranda azalacaktır. Bu oran dişli çarkların diş sayıları bölünerek bulunur.
Resim 1-42. Güçlü Robot.
Motorumuza (input ya da giriş)12 adet dişe sahip küçük dişli çark takılı iken, hareketli tekerleğimize (output ya da çıkış) 36 adet dişe sahip büyük dişli çark takılıdır. Yani güç kazancımız 36/12=3 tür. Buna göre robotumuzun gücü 3 kat artarken, hızımız ise 3 kat azalmaktadır. Halat çekme, rakip robotu pist dışına ittirme, rampa tırmanma gibi oyunların oynandığı turnuvalarda bu türde kombinasyonlar kullanarak robotumuzun gücüne gü
Tarih: 2021-07-23 12:30:35 Kategori: Oyun
Kitaptan sorunu tarat hemen cevaplansın.
Yorum Yapx