mBlock ile Arduino! Robot Kol Kurulumu ve Programlanması

mBlock Robot Kol içeriğimize başlamadan önce; En başından beri sizlere hep STEM kavramının öneminden bahsetmiştik. Bu konu hakkında çeşitli uygulamaları ve projeleri hep birlikte inceledik. Hatta bu konu hakkında sizlerle beraber mBlock serimizi oluşturduk. Bugün ise yapmakta olduğumuz robot kol projemiz, bu konu hakkında son yazımız olacaktır. Tabii ki bu serimiz bitse bile öğrenme sürecimiz ömür boyu sürecektir.

Güncel mBlock sürümüne buradan ulaşabilirsiniz.

Robot Kol Nedir?

Teknoloji gün geçtikçe daha da gelişmekte ve karmaşık bir hale gelmektedir. Günümüzde endüstriyel üretim yapılan tesislerde Robot Kolları çok önemli bir yer tutmaktadır. Montajdan, nokta kaynağına oradan mekanik kesmeye ve benzeri kendi içinde bir sürü kullanım alanına sahiptir. Yani bu noktada kollar tamamen kullanıcın isteğine bağlı olarak gelişmektedir. Bazı zamanlarda kendi başına karmaşık bir oluşum olabilmekteyken, bazen ise çok daha karmaşık bir yapının, bütünün bir parçası haline gelmektedir. Peki neden bu kadar tercih ediliyor? Bunun en büyük sebeplerinden biri, günümüzde insan gücünü daha az kullanmamızı sağlamakla birlikte, yapılan montaj ve yazılan programa bağlı olarak hata payını da aşağı çekebilmektedir.

Robot Kol Çeşitleri Nelerdir?

• Kartezyen Robot Kolu
• SCARA Robot Kolu
• Silindirik Robot Kolu
• Küresel Robot Kolu
• Eklemli Robot Kolu

mBlock Robot Kol Uygulaması

Bugün ki uygulamamız bildiğiniz gibi mBlock aracılığı ile programlayarak çalışan bir robot kolu olacaktır. Robotumuzun kontrol sürecini 2 adet joystick sayesinde gerçekleştireceğiz. Parçalarınızı 3D yazıcı sayesinde çıkartabilirsiniz veya internet üzerinden sipariş verebilirsiniz. Bu konu tamamen size kalmış oluyor. Kullanım amacı ise yine size kalmış, yani yapmış olduğunuz robotu kullanmış olduğunuz malzemelere bağlı olarak her türlü alanda kullanabilirsiniz.

mBlock Robot Kol için Gerekli Malzemeler

• Arduino UNO
• Robot Kol Parçaları (Bu malzemelerin kalitesi size bağlı)
• 4 Adet Servo Motor
• 2 Adet Joystick
• Jumper Kablo

Montaj Aşaması

Montaj aşamasına odaklandığımızda ilk yapmamız gereken şey güzel bir analiz olacaktır. Bir işe güzel bir analizle başlarsanız, o işin devamını getirmek çok daha kolay bir hale gelecektir. Analiz sonrası montaj aşamasında ise ilk yapacağımız şey robot kolumuzun bel kısmı dediğimiz, parçanın montajı ile başlıyoruz. Zaten eğer hali hazırda yazıcıdan çıkmış malzemeleri sipariş ederseniz, servo motor yatakları, vida delikleri ve benzeri yerler zaten sizin için hazır hale gelmiş olacaktır. Sizin yapmanız gereken tek şey onları yerlerine yerleştirmek olacaktır.

Devamında ise robot kolumuzun dirsek, kol gibi kısımlarının montajı gerçekleşecektir. Bu noktada bir kritik yer ise vidaları sıkarken ve onları somun ile sağlamlaştırırken, vidayı kolun ve dirseklerin iç kısmına bakacak şekilde yerleştirirseniz olası sürtünmelere daha kolay engel olmuş olursunuz. Ekstra olarak zaten 3 adet kritik link parçamız bulunmaktadır, onları dikkat ederek kolumuzun ana parçasına bağlıyoruz.

Kol, dirsek kısımlarının montajlarını tamamladıktan sonra bir diğer kritik nokta olan el ve parmak kısmının montajına geçmiş bulunmaktayız. Bu noktada yapmamız gereken ilk adım elimizde olan çarkların birbirleri ile olan ilişkisini anlamak. Ardından onların teker teker sırası ile montajlarını gerçekleştirmek olacaktır. Bu noktada yine servo motorumuzu, düzgünce yuvasına oturtmamız gerekmektedir.

Devamında artık çok karmaşık bir adım kalmamaktadır. Zaten genel hatlarıyla robot kol montajımız yavaş yavaş oturmaktadır. Sadece somunlarla sıkıştırırken ne kadar sıkıştırdığınıza dikkat edin. Sebebi ise çok fazla sıkıştırma yaparsanız parçalar hareket etmez veya çok serbest kalırsa yerinden çıkar. Biz bunun yaşanmasını istemiyoruz. Artık en alt kısmını da oturtarak programlamamıza geçebiliriz.

mBlock Robot Kol Bağlantı Şeması

Bağlantı şemamızda gerçekten çok kolaydır. Zaten önceki yazılarımızda da bahsettiğimiz gibi servolarımızın bağlantılarını gerçekleştiriyoruz. 3 adet pin girişi vardır ve 4 adet servomuz olduğu için GND ve 5V bağlantılarını lehimleyerek tek hat üzerinden yapıyoruz. Siz istediğiniz gibi gerçekleştirebilirsiniz. Sinyallerimiz zaten bildiğimiz gibi PWM pinlerine sırası ile bağlanıyor. Devamında joystick bağlantılarımızı yapıyoruz. Bu noktada en kritik yer joystickin x ve y eksenlerini, çalıştırmak için oradan değer almamız gerekmektedir. Bunu x ve y pinlerimizi analog pin girişine bağlayarak yapmaktayız. Devamında zaten GND ve 5V yine bildiğimiz gibi bağlanıyor. Bağlantıları kurarken kablolar karışırsa, onları görevlerine göre, geldikleri yere göre geçici bantlayarak ayırabilirsiniz. Ben bu yöntemi bazen uygulamaktayım. Farklı bir yol isterseniz, kendinize küçük bir kutu tasarlayabilir ve devrenizi bu kutunun içine kurabilirsiniz.

mBlock Robot Kol Kod Yapısı

Kod blok yapımıza “Arduino Programı” adlı blokla başlıyoruz. Ardından sürekli tekrarla bloğunu sürüklüyoruz. Devamında ise 4 adet değişken oluşturmamız gerekiyor. Bunlar bizim için servolardan alacağımız değerleri temsil etmektedir ve onlara x-ekseni 1, x-ekseni2 gibi isimleri koyacağız. Buradaki 1 ve 2 joystick numaralarımızı temsil etmektedir. Bu sayede parçamızın bağlantıları da tamamlandığı için, pinlere bağlı olarak hangi joystickin neyi kontrol edeceğini istediğimiz gibi ayarlayabileceğiz. Bunu tabii ki “değişken adı (A) 1 analog pini oku / 6 olsun” bloğunu oluşturarak yapıyoruz. Ardından robot kolumuz daha güzel çalışsın diye her hareket sonrası 0,1 saniye bekleme veriyoruz. Kod Blok yapımız bu kadar basittir.

Son Görüntü

Robot Kolda Servo Senkronizasyonu ve Güç Dağıtımı Notu

Çok eksenli robot kol projelerinde en kritik sorunlardan biri servo senkronizasyonu ve anlık akım çekişidir. Aynı anda birden fazla servonun hareket etmesi besleme hattında gerilim düşümü oluşturabilir ve kontrol kararsızlığına yol açabilir. Bu yüzden güç hattını ayrı planlamak ve ortak topraklamayı doğru kurmak gerekir. Hareketleri kademeli başlatmak, mekanik zorlanmayı ve titreşimi azaltır. Kalibrasyonlu başlangıç pozisyonu ile yazılım tarafında daha tekrarlanabilir hareket elde edilir.