1961’de ilk silikon çipin geliştirilmesinden bu yana teknoloji önemli ölçüde ilerledi. Günümüzde bir kart üzerindeki çok sayıda bileşenin arasında gömülü olan silikon tabanlı çipler, birçok mikrodenetleyici uygulamasının hayata geçmesini sağladı. Bu mikrodenetleyici kartları, sensörlerden ve diğer devrelerden dijital/analog sinyaller göndermek ve almak için kullanılır. Bu sinyaller, mikrodenetleyici kartının beyni olan CPU’da (merkezi işlem birimi) işlenerek olayları tetikler; ister bir lineer aktüatörü kontrol etmek, ister sadece birkaç LED’i yanıp söndürmek olsun.
Progressive Automations, hayal edebileceğiniz her projeye uygun çeşitli mikrodenetleyici kartları, genişletme shield’ları ve sensörler stoklar. Uygulamanız için hangisinin en iyi olduğuna dair bilinçli bir karar verebilmek için mevcut seçenekler hakkında fikir sahibi olmak ve bir mikrodenetleyici satın alırken neleri göz önünde bulundurmanız gerektiğini bilmek önemlidir.
Mikrodenetleyici Türleri
En popüler mikrodenetleyici kartı Arduino serisidir. Farklı sayıda giriş/çıkış pini ve CPU’nun işlem hızına göre değişen çeşitli konfigürasyonlarda gelirler. Bu kartlar C programlama diliyle programlanır. Neyse ki Arduino serisinden bir mikrodenetleyiciyi programlamak zor değildir; çevrimiçi çok sayıda kaynak vardır. Yine de pratik yapmak isterseniz Progressive Automations, başlangıç için 200’den fazla elektrik bileşeni ve parçayı içeren bir Arduino Başlangıç Kiti sunar.
Arduino Uno Rev3 ve Arduino Leonardo kartları, hem yeni başlayanlar hem de yalnızca birkaç giriş/çıkış pini gerektiren küçük projeler için harikadır. Arduino Uno 14 dijital ve 6 analog pine sahipken, Leonardo 20 dijital ve 12 analog pinle gelir. Uno ile karşılaştırıldığında, Leonardo’nun USB üzerinden bir bilgisayar ile iletişim kurmasını sağlayan yerleşik USB 2.0 iletişimi vardır. Projenizde alan bir endişe ise Arduino Micro, Arduino Leonardo ile aynı işlevselliği daha küçük bir pakette sunar.
Arduino Mega ve Arduino Due, çok sayıda giriş/çıkış pinine ihtiyaç duyan daha büyük projelerde kullanılır. İşlem gücü açısından ise Arduino Due, 84 MHz CPU hızıyla diğer Arduino modellerinin 16 MHz’ine kıyasla beş kattan daha hızlıdır. Her iki model de 54 dijital giriş/çıkış piniyle gelir.
Mikrodenetleyici Projeleri
Bir mikrodenetleyici kullanarak hangi uygulamaları geliştirebileceğimizi tartışalım. Çeşitli işlevleri yerine getirmek için bir mikrodenetleyicinin entegrasyonu ile mümkün olan çok çeşitli projeler vardır. Örneğin, programlanabilir bir mikrodenetleyici, belirli zamanlarda bir robot kolunun uç etkileyicisini (yani, pens/gripper) açıp kapatmak için bir lineer aktüatörü kontrol edebilir. Ek olarak, uç etkileyicinin uçlarına yerleştirilen geri besleme sensörleri de mikrodenetleyicide bir sinyal değişimini tetiklemek için kullanılabilir. Bu, uç etkileyicinin yalnızca gerektiğinde veya kavranacak bir nesneyi algıladığında etkinleştirilmesini sağlar.
Mikrodenetleyicinin bir diğer kullanım alanı da erişim kontrolüdür. Örneğin, teknisyenlerin türbinin nacelle (gövde) kısmının içine erişmesini sağlamak için bazen bir rüzgâr türbini kapağında lineer aktüatörler kullanılır. Bir mikrodenetleyici, kapağı kilitleyen/kilidini açan bir RFID/NFC okuyucuya ve lineer aktüatöre bağlanabilir. Yetkili bir teknisyen kartını okuyucuya dokundurduğunda, mikrodenetleyici giriş izninin olup olmadığını kontrol eder ve varsa lineer aktüatör kapağı açar.
Stewart Platform Robotu, bir platformu stabilize eden altı lineer aktüatörü kontrol etmek için Arduino mikrodenetleyicisinin kullanıldığı bir projedir. Platformu stabilize etmek için gereken karmaşık ters kinematiğin hesaplanabilmesi adına yüksek işlem hızı nedeniyle seçilmiştir. Bir projeye mikrodenetleyici uygulandığında kullanım senaryoları sonsuzdur. Gerekli olan her türlü işlem, bir mikrodenetleyici tarafından gerçekleştirilebilir; böylece projenizi dilediğiniz gibi dijitalleştirir ve otomatikleştirir.
Bir Proje için Mikrodenetleyici Nasıl Seçilir
Artık mevcut farklı mikrodenetleyicileri ve mümkün projeleri belirlediğimize göre, spesifik uygulamanız için bir mikrodenetleyici nasıl seçilir? En iyi mikrodenetleyici, proje/uygulamaya bağlıdır. Aşağıda, bir mikrodenetleyici seçerken akılda tutulması gereken faktörlerin bir listesini derledik.
Güç Gereksinimleri
Bahsi geçen tüm Arduino mikrodenetleyicilerin çalışma gerilimi 6-20 V’tur. Gerilim bir batarya beslemesinden veya AC-DC güç kaynağından gelebilir. Ancak 7 V’tan düşük herhangi bir gerilim, DC besleme %100 düzgün değilse mikrodenetleyicinin kararsız hale gelmesine neden olabilir. Ayrıca, 20 V’tan fazla beslemek, gerilim regülatörlerinin bozulmasına ve aşırı ısı yayımına yol açacaktır.
Her model, güç kaynağı ve giriş/çıkış pinleri için akım (Akım) spesifikasyonlarıyla gelir. Giriş/çıkış pinlerinin maksimum 200 mA akım çekimi varsa, bu pinlere bağladığınız şeyin bu değeri aşmayacağından emin olun. Örneğin, tam Yük altında 1 A çeken bir lineer aktüatörünüz varsa, bunun Arduino’daki giriş/çıkış pininin akım çekimini aşacağını bilirsiniz. Bu nedenle bir sürücü kartı kullanmak ve lineer aktüatörü daha yüksek akım değerine sahip ayrı bir güç kaynağıyla beslemek en iyisidir.
İşlem Hızı
Çoğu Arduino mikrodenetleyicinin işlem hızı 16 MHz’tir. Hız gerekiyorsa Arduino Due 84 MHz’e kadar saat hızına sahiptir – yani saniyede 84 milyon komut çalıştırabilir. Bu hız, birden fazla giriş/çıkışın minimum gecikmeyle yürütülmesi gerektiğinde (ör. hesaplama işlemleri, seri iletişim ve pinlerden okuma/yazma) gereklidir.
Pratik bir örnek olarak, bir lineer aktüatör ve bir anahtara bağlı bir mikrodenetleyici, lineer aktüatör anahtara değdiğinde uzamasını durduracak şekilde programlanmıştır. Eğer lineer aktüatörün Hız’ı çok yüksek ve Arduino’nun işlem kapasitesi çok yavaşsa, lineer aktüatör anahtara hızla çarpacak ve hasar verecektir. Çözüm, lineer aktüatörü yavaşlatmak ya da daha yüksek işlem hızına sahip bir mikrodenetleyici kullanmaktır.
Pinler
Projenizin karmaşıklığına bağlı olarak yalnızca birkaç pine sahip bir mikrodenetleyiciye ihtiyaç duyabilir ya da çok sayıda pine sahip bir mikrodenetleyici gerekebilir. Bazı durumlarda, bağlamayı düşündüğünüz elektronik çeşitliliğini mümkün kılmak için birden fazla mikrodenetleyici gerekebilir.
Ayrıca, birden fazla Arduino kartının seri iletişim portlarını zincirleyerek birbirleriyle etkileşime giren bir denetleyici ağı oluşturmak da mümkündür. Bu tür bir uygulama için mikrodenetleyici programları daha karmaşık olsa da bu teknoloji esnekliğini gösterir. Genel bir kılavuz olarak, projenizin ihtiyaç duyacağı pin sayısına sahip bir Arduino seçin ve ne olur ne olmaz bir veya iki pin de ekstra bırakın.
Shield’lar veya Ek Devreler
Bir giriş/çıkış genişletme kartı veya başka bir Arduino shield’ı satın almayı düşünüyorsanız, seçtiğiniz modelin kullandığınız Arduino modeliyle uyumlu olduğundan emin olun. Progressive Automations tarafından sağlanan shield’ların çoğu, aynı anda birden fazla lineer aktüatörü çalıştırmak üzere tasarlanmış MegaMoto GT H-köprüsü gibi, Arduino Uno ile uyumludur. Çoğu lineer aktüatörün, bir Arduino giriş/çıkış pininin maksimum akımını aşacak Akım çekmesi nedeniyle, MegaMoto sürücü kartı bir anahtar olarak kullanılır; aktüatörü aç/kapatmak, gerilimi değiştirmek veya yönü değiştirmek için yalnızca dijital bir sinyal gerektirir.
Projenizde bir lineer aktüatörün ağa üzerinden kontrolünü sağlamak isteyebilirsiniz. Seçtiğiniz Arduino ile uyumlu bir WIFI veya Bluetooth modülü satın alarak kablosuz bir mikrodenetleyici seçmeniz gerekir. Bu modüller, projenizin kablosuz uzaktan kontrolünü mümkün kılacaktır.
Dijital Gelecek
Projeniz için mikrodenetleyici seçimi karmaşık olmak zorunda değildir. Daha önce tartışılan noktaları aklınızda bulundurun; tek bir lineer aktüatörü veya çok sayıda lineer aktüatörü kontrol etmek olsun, projenizi otomatikleştirme yolunda iyi ilerleyeceksiniz. Bir mikrodenetleyici, dijital olarak otomatikleştirilmiş bir geleceğe doğru ilerleyerek projenize pek çok yönden katkı sağlayabilir!
Mikrodenetleyiciler veya ürünlerimizden herhangi biri hakkında daha fazla bilgi için, bizimle iletişime geçin; uzman mühendislerimizden biri sizinle irtibata geçecektir!