Arduino, elektronik projelerde bir Giriş / Çıkış kartı ve yazılım dilinin uygulanabileceği mikrokontrolcü platformudur. Devrenin üzerinde bulunan mikrokontrolcü çipi bilgisayarınız üzerinden programlayarak çıkış pinlerini istediğiniz gibi kontrol edebilirsiniz. Küçük bir devre üzerinden daha büyük devre ve elemanları kontrol edebilmenizi sağlayan bir sistemdir. Arduino’nuzu projenizde ihtiyaç duyacağınız ek özellikler için hazır shield kartları ile birlikte kullanabileceğiniz gibi, harici olarak kendi elektronik devrelerinizi kurmanıza imkan verir. Arduino Uno, Arduino Meg, Arduino Nano, Arduino Micro, Arduino Mini, Arduino Leonardo, Arduino Esplora, Arduino Yun, Arduino Due ve LilyPad platformlarını tanıtacağız. Bu devrelerin Mikro denetleyicisi, çalışma voltajlarını, Dijital Giriş/Çıkış Pin sayılarını, Analog Giriş/Çıkış Pin saıylarını, Flash Hafıza Kapasitesine, SRAM Kapasitesine ve Çalışma Frekansına varsa diğer özelliklerine değineceğiz.

Arduino Platformu

Günümüz eğitim sistemlerine bakıldığında önem verilen konulardan birinin de kodlama okuryazarlığı olduğunu görüyoruz. Çocuklarda bu beceriyi geliştirmek adına pek çok yöntem, platform ve araç kullanılmaktadır. Yine son zamanlarda her yerde sıkça duyduğumuz ve eğitim sistemlerini buna göre revize etmeye çalıştığımız Endüstri 4.0 kavramı ile de kodlama ve temel elektronik okuryazarlığı daha da ön plana çıkmakta ve bu sistemlere uygun bir eğitim sürecinin geliştirilmesi çok büyük önem kazanmaktadır. Bu konudaki becerileri geliştirmek adına kullanılacak araçlardan biri de Arduino platformudur. Arduino, üzerinde programlanabilir bir mikro denetleyici bulunduran elektronik bir devre kartıdır. Bu karta harici olarak bağlanabilen pek çok sensör sayesinde ortam verilerini toplayabilir, çevremizdeki her türlü elektronik aygıtlarla haberleşebilir ve bu aygıtları yönlendirebiliriz. Arduino uzun yıllardır kodlama eğitiminde ve birçok projede yaygın olarak kullanılan bir karttır. Bu kartın üzerindeki çipe birçok farklı programlama dili kullanarak ne zaman ne yapması gerektiğini söyleyebiliriz.

Örneğin uzaktan erişim sağlayarak evimizde bulunan bir cihaza farklı görevler yaptırabiliriz. Arduino donanım ve yazılım olarak açık kaynak bir platformdur. Bu sayede birçok farklı firma tarafından da üretimi yapılabilmektedir. Arduino denildiğinde aklımıza pek çok farklı kart gelmekte. Bu kartlar kendi aralarında birçok farklı özelliğe ve yeteneğe sahiptirler. Maliyet ve performans açısından en yaygın olarak kullanılan çeşidi ise Arduino Uno dur. Bizim bu kitap için tercih edeceğimiz model de Arduino Uno olacak. Arduino Uno ile LED yakıp söndürmek gibi en temel uygulamalardan drone, robot, akıllı ev otomasyonu, hırsız alarm sistemi, park sensörü gibi daha gelişmiş projeler de yapılabilmektedir. Kısacası Arduino Uno, standart boyutlarda bir kontrol kartı olup, basitten zora birçok uygulamada elektronik devreleri kontrol etmemizi sağlamaktadır.

Arduino Uno Nedir Özellikleri

Arduino Uno, ATmega328 mikro denetleyici içeren bir Arduino kartıdır. Arduino ‘nun en yaygın kullanılan kartı olduğu söylenebilir. Arduino Uno ‘nun ilk modelinden sonra Arduino Uno R2, Arduino Uno SMD ve son olarak Arduino Uno R3 çıkmıştır.

Arduino Uno elektronik yazılım ve donanım temelli bir devre kartıdır. Bu kart ile yeni başlayan öğrenciler ya da profesyoneller, temel programlama bilgileri ile hobi amaçlı, eğitim amaçlı profesyonel anlamda projeler yapabilirler. Arduino Uno ile kullanacağımız sensörler sayesinde fiziksel veri alabilir, çevremizdeki elektronik aygıtlarla haberleşebilir ve çeşitli projeler yapabiliriz. Ayrıca Arduino Uno bir çok şekilde haberleşme işlemini gerçekleştirir. RX ve TX pinleri ile seri haberleşme sağlanır. Arduino ile bilgisayarımız arasındaki haberleşme USB ile olduğunda Arduino üzerindeki bu RX ve TX pinleri yanar. 7-12 V arası çalışan bu platform, 14 adet dijital giriş çıkış pinine sahiptir. Bu da 14 adet dijital sensör kullanabileceğimiz anlamına gelmektedir. Bu dijital çıkışlardan 6 tanesi PWM çıkışıdır.

Arduino Uno Teknik Özellikleri

Mikro denetleyici: Atmega328
Çalışma Voltajı: 5V
Besleme Voltajı (Tavsiye Edilen): 7-12V
Besleme Voltajı (limit): 6-20V
Dijital Giriş/Çıkış Pinleri: 14
PWM Dijital Giriş/Çıkış Pinleri: 6
Analog Giriş Pinleri: 6
G/Ç Pin Başına DC Akım: 40mA
Flash Hafıza: 32kB
SRAM: 2kB
Çalışma Frekansı: 16MHz
Uzunluk: 68.6 mm
Genişlik: 53.4 mm

Arduino Uno Güç

Arduino Uno, gücünü USB üzerinden veya adaptör girişinden alabilir. Yani bilgisayarınızın USB girişinden veya bilgisayarınızdan bağımsız olarak bir adaptör veya bataryadan güç elde edebilirsiniz. Doğrudan Vin (+) ve GND (-) pinlerinden de besleyebiliriz. Harici güç kaynağı olarak 6-20V arası limit değerleri bulunmaktadır. Önerilen harici besleme gerilimi ise 7-12 V arasındadır. Bunun sebebi 7V altındaki gerilimin stabil çalışmayıp, 12V üzeri gerilimin de aşırı ısınma yapabilecek olmasıdır. Kart üzerinde bulunan regülatör sayesinde 7-12V arası gerilim 5V’a düşürülür ve kart bu şekilde çalışır.

Vin: Harici güç kaynağı için kullanılan pin.

5V: Regülatörden çıkan 5V çıkış gerilimini sağlar.

3.3V: Kart üzerinde bulunan 3.3V regülatörü çıkış pinidir.

GND: Toprak (-) pinleridir.

Arduino Uno Giriş/Çıkış (I/O):

Arduino Uno üzerinde 14 adet dijital, 6 adet analog giriş/çıkış pini bulunmaktadır. Bu pinlerin tamamının lojik seviyesi 5V’dur. Her pin maksimum 40mA giriş ve çıkış akımı ile çalışır. Bazı pinlerin farklı özellikleri bulunmaktadır. Özel pinler:

Seri Haberleşme- 0 (RX) ve 1 (TX): TTL Seri veri alıp (RX), vermek (TX) için kullanılır. Örnek olarak bir cep telefonu üzerindeki Bluetooth yardımıyla iki cihaz arasında haberleşme sağlanabilir. Bilgisayardan karta program yüklenirken veya bilgisayar ile Arduino Uno arasında karşılıklı haberleşme yapılırken de bu pinlerden faydalanılır. Bu sebeple, karta program yüklendiği esnada veya kartla bilgisayar arası iletişim kurulduğunda bu pinleri kullanmamak gerekir.

PWM- 3, 5, 6, 9, 10 ve 11: Bu pinler PWM (önlerinde ~ işaretli olan pinler).

SPI- 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK): SPI haberleşmesi için bu pinler kullanılır.

LED- 13: Kart üzerinde dahili bir LED bulunmaktadır (L harfi ile gösterilmiş). Bu LED 13.pine bağlıdır. HIGH yapıldığında LED yanacak, LOW yapıldığında ise sönecektir.

Analog- A0, A1, A2, A3, A4, A5: 6 adet analog giriş pini bulunmaktadır. Bu pinler dijital giriş ve çıkış için de kullanılabilir. Pinlerin ölçüm aralığı 0-5V’tur.

I2C- A4 veya SDA pini ve A5 veya SCL pini: I2C haberleşmesi için bu pinler kullanılır.

AREF: Analog girişler için ölçüm referansı pini.

Reset: Resetleme işlemi için bu pin LOW yapılır. Bunun yerine kartta bulunan Reset butonuna da basılabilir.

Farklı Arduino Modelleri

Farklı projelerde kullanılmak üzere tasarlanmış ve birbirinden farklı özelliklere sahip Arduino kartlarından bazılarının temel teknik özelliklerine göz atalım.

Arduino Mega

Arduino Mega, daha karmaşık projeler için tasarlanmıştır. 54 dijital I / O pini, 16 analog giriş ve taslaklarınız için daha büyük bir alan ile 3D yazıcılar ve robotik projeler için önerilen karttır.

Arduino Mega Teknik Özellikleri

Mikro denetleyici: ATmega2560
Çalışma Voltajı: 5V
Dijital Giriş/Çıkış Pinleri: 54
Analog Giriş Pinleri: 16
Flash Hafıza: 256kB
SRAM: 8kB
Çalışma Frekansı: 16MHz

Arduino Nano

Arduino Nano Teknik Özellikleri

Mikro Denetleyici: ATmega328
Çalışma Voltajı: 5V
Dijital Giriş/Çıkış Pinleri: 14
Analog Giriş Pinleri: 8
Flash Hafıza: 32kB
SRAM: 2kB
Çalışma Frekansı: 16Mhz

Arduino Micro

Arduino Micro, ailenin en küçük kartıdır ve günlük nesnelerle etkileşimli hale getirmek için entegre etmek kolaydır. Micro bir fare veya klavye olarak tanınabilmektedir.

Arduino Micro Teknik Özellikleri

Mikro denetleyici: Atmega32U4
Çalışma Voltajı: 5V
Dijital Giriş/Çıkış Pinleri: 20
Analog Giriş Pinleri: 16
Flash Hafıza: 32kB
SRAM: 2.5kB
Çalışma Frekansı: 16MHz

Arduino Mini

Arduino Mini, bir USB üzerinden Seri bağlantıya gerek duymayan, Arduino Nano’nun çok kompakt bir versiyonudur.

Arduino Mini Teknik Özellikleri

Mikro denetleyici: Atmega328
Çalışma Voltajı: 5V
Dijital Giriş/Çıkış Pinleri: 14
Analog Giriş Pinleri: 8
Flash Hafıza: 32kB
SRAM: 2kB
Çalışma Frekansı: 16MHz

Arduino Leonardo

Yapı olarak Arduino UNO’ya benzemekle birlikte, bilgisayar tarafından bir fare veya klavye olarak tanınabilmektedir.

Arduino Leonardo Teknik Özellikleri

Mikro denetleyici: Atmega32U4
Çalışma Voltajı: 5V
Dijital Giriş/Çıkış Pinleri: 20
Analog Giriş Pinleri: 12
Flash Hafıza: 32kB
SRAM: 2.5kB
Çalışma Frekansı: 16MHz

Arduino Esplora

Arduino Esplora, entegre sensörler ve aktüatörler ile Arduino Leonardo tabanlı bir karttır.

Arduino Esplora Teknik Özellikleri

Mikro denetleyici: Atmega32U4
Çalışma Voltajı: 5V
Flash Hafıza: 32kB
SRAM: 2.5kB
Çalışma Frekansı: 16MHz

Arduino Yun

Arduino Yun, Arduino dışında güçlü bir işlemci ve Linux desteği ile, IoT projeleriniz için mükemmel bir karttır.

Arduino Yun Teknik Özellikleri

Mikro denetleyici: Atmega32U4
Dijital Giriş/Çıkış Pinleri: 20
Analog Giriş Pinleri: 12
Flash Hafıza: 32kB
SRAM: 2.5kB
Çalışma Frekansı: 16MHz
İşlemci: Atheros AR9331
Çalışma Frekansı: 400MHz
RAM: 64MB DDR2
Flash Hafıza: 16MB
Wifi: IEE 802.3 10/100Mbit/s

Arduino Due

Arduino Due, 32-bit ARM çekirdekli mikro denetleyiciye sahip ilk Arduino kartıdır. 54 dijital giriş / çıkış pini, 12 analog giriş ile, güçlü ve büyük ölçekli Arduino projeleri için mükemmel bir karttır.

Arduino Due Teknik Özellikleri

Mikro denetleyici: AT91SAM3X8E
Çalışma Voltajı: 3.3V
Dijital Giriş/Çıkış Pinleri: 54
Analog Giriş Pinleri: 12
Analog Çıkış Pinleri: 2
Flash Hafıza: 512kB
SRAM: 96kB
Çalışma Frekansı: 84MHz

LilyPad

LilyPad, tekstil ve giyilebilir projeler için tasarlanmıştır. İletken iplikler ile sensör ve güç kaynağı bulunan kumaşlara dikilebilir.

LilyPad Teknik Özellikleri

Mikro denetleyici: ATmega32U4
Çalışma Voltajı: 2.7 – 5.5V
Dijital Giriş/Çıkış Pinleri: 14
Analog Giriş Pinleri: 6
Flash Hafıza: 16kB
SRAM: 1kB
Çalışma Frekansı: 8MHz