Arduino İle Programlama. Aslı Ergün

Transkript

1 Arduino İle Programlama Aslı Ergün

2 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.1: MİKRODENETLEYİCİ NEDİR? Genel olarak mikrodenetleyici giriş portlarından aldığı veriyi kendisine verilen komutlar dahilinde işleyerek çıkış portlarına ileten, bir çok defa programlanabilen bir mikroişlemcidir. Mikrodenetleyiciler çalışmak için kendilerine yüklenen program haricinde bilgisayarlar gibi bir işletim sistemine ihtiyaç duymazlar. Günümüzde çok çeşitli mikrodenetleyici marka ve modelleri mevcuttur, fakat bu dersin konusu Arduino mikrodenetleyicilerin özellikleri ve programlamasını kapsamaktadır.

3 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.1.1: ARDUINO NEDİR? Arduino, kullanımı kolay, açık kaynak kodlu yazılım ve donanıma sahip bir mikrodenetleyici prototipleme platformudur. Açık kaynak ifadesi, yazılımın kaynak koduna ve donanım bilgilerine erişiminin serbest olması ve isteğe göre değiştirilebilmesi anlamındadır. Baskılı devresi, şematik tasarımı, PC üzerinde çalışan derleyicisi, kütüphaneleri ve tüm detayları ile internet ortamında paylaşılmaktadır. Arduino platformunda Atmega ailesinden mikrodenetleyiciler kullanılır.

4 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.1.1: ARDUINO NEDİR? Arduino platformu, alt seviye mikroişlemci bilgisi gerektirmemesi ve zengin bir kütüphane desteği olması sebebiyle kolaylık sağlar. Arduino platformunun resmi web sitesidir. Arduino programlamada C/C++/ Java tabanlı bir dil kullanmaktadır. Baş tasarımcılarının (Massimo Banzi ve David Cuartielles) İtalyan olmaları nedeniyle cihazın adı da doğal olarak İtalyancadan seçilmiş. Kelime Sıkı arkadaş anlamına gelen bir erkek ismidir. Wikipedia kaynağına göre Arduino'ya ilham veren Wiring platformu, Ivrea Tasarım Enstitüsü'nde Hernando Barragan tarafından geliştrilmiş. Ivrea'lı Arduin ise bu enstitünün bulunduğu kasabaya ait tarihi bir karakterdir.

5 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.2: ARDUINO İLE NE YAPABİLİRSİNİZ? Giyilebilir Uygulamalar (Bisikletçinin arkasındaki dönüş sinyalleri. Medikal Uygulamalar (Kalp sinyali izleme) RFID Uygulamalar (Kimlik Giriş Sistemleri) Askeri Uygulamalar (Mini drone lar) Tarımsal Uygulamalar Robotik Uygulamalar Ev Güvenliği ve Otomasyonu Uygulamaları 3 Boyutlu Yazıcı Uygulamaları Mobil Uygulamalar

6 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.3: NEDEN ARDUINO KULLANMALIYIZ? Hem donanımı, hem de yazılımı açık kaynaklıdır, bu sebeple ucuzdur ve erişilebilirdir, deneysel amaçlı yapılacak işler için uygun fiyatlı geliştirme ortamı sunar. Zengin kütüphane desteği sayesinde ileri teknolojileri Arduino Boarda kolayca entegre edebilirsiniz. USB ve Bluetooth gibi evrensel iletişim haberleşme sistemlerini kullanabilir. İşlemci ile veri giriş çıkışları kolaylıkla sağlanabilir. Bu ise, serigrafi ile kart yapma ihtiyacını ortadan kaldırmıştır. Alt seviye mikroişlemci bilgisi gerektirmez.

7 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.4: ÇEŞİTLİ ARDUINO KARTLARI Arduino Diecimila Arduino Uno Arduino Mega Arduino Duemilanove Arduino Mini Arduino LilyPad Arduino Nano Arduino Primo Revize edilen bu kartların özellikleri Arduino ve websayfasında verilmiştir. Her ne kadar Arduino kartlar çok çeşitli görünse de, yapısal mantığı ve programlama yaklaşımları aynıdır..

8 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.4: ÇEŞİTLİ ARDUINO KARTLARI Arduino Uno Arduino Uno 14 adet dijital giriş / çıkış, bu çıkışlardan 6 tanesi PWM çıkışı olarak kullanılır. Bunun yanı sıra, 6 adet analog giriş vardır. ATMega328 işlemcisi kullanır. USB-seri iletişim dönüştürücü olarak FTDI entegre kullanmaz, onun yerine dönüştürme işini ATmega8U2 yapar. Bu durum, daha hızlı aktarım olanak sağlar. FTDI chipi kullanılmamış olmasının verdiği başka bir özellik de Arduino Uno yu klavye, mouse, joystick vs. olarak tanıtabilme ve sistemde bu şekilde kullanabilme kolaylığıdır. Çok popüler ve uygun fiyatlı olmasından dolayı Arduino Uno ile yapılmış proje örnekleri çokça bulunabilir.

9 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.4: ÇEŞİTLİ ARDUINO KARTLARI Arduino Duemilanove Arduino Duemilanove ATMega328 işlemcisini kullanır. Donanım özellikleri olarak Arduino Uno nun neredeyse aynısıdır, Uno dan farkı USB-seri iletişim dönüştürücü olarak FTDI entegresinin olmasıdır. Duemilanove da yeni bir özellik olarak otomatik güç algılama sistemi bulunur. Bu sistem gücü USB den veya adaptör girişinden kendisi seçer.

10 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.4: ÇEŞİTLİ ARDUINO KARTLARI Arduino Diecimila Arduino Diecimila Temel Arduino USB kartının bir önceki versiyonudur. Diğerlerine göre daha yavaş, ATmega168 işlemcisini kullanır. 14 adet dijital giriş / çıkış, bu çıkışlardan 6 tanesi PWM çıkışı olarak kullanılır. Bunun yanı sıra, 6 adet analog giriş vardır

11 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.4: ÇEŞİTLİ ARDUINO KARTLARI Arduino Mega Arduino Mega Atmega2560 işlemcisini kullanır. Daha fazla dijital çıkışı (54 adet) ve bunlar içinde 14 PWM çıkışı vardır. USB-seri iletişim dönüştürücü olarak ATmega8U2 veya ATmega16U2 kullanır. Bu daha hızlı aktarıma olanak sağlar. Bellek olarak daha yüksektir. ATmega2560 ya yükseltilmesi sayesinde 256k flash memory ye yükselmiştir.

12 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.4: ÇEŞİTLİ ARDUINO KARTLARI Arduino LilyPad Arduino LilyPad Giyilebilir uygulamalar için geliştirilmiş. Kumaş üzerine dikilebilir. Aynı zamanda yıkanabilir. Kendine has aksesuar sınıfı vardır. Yani sadece LilyPad için tasarlanmış Arduino eklentileri, switchleri, kabloları vardır. Dahili USB girişi var.

13 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.4: ÇEŞİTLİ ARDUINO KARTLARI Arduino Nano Arduino Nano Breadboard üzerinde kullanılmak üzere tasarlanmış bir kompakt bir karttır. DC güç girişi yoktur ve USB Mini-B kablosuyla bilgisayara bağlanır. Arduino Nano, Atmega328 işlemcisi kullanır. 14 adet dijital giriş / çıkış, bu çıkışlardan 6 tanesi PWM çıkışı olarak kullanılır. Bunun yanı sıra, 8 adet analog giriş vardır. Boyutları 1.8cm x 4.3cm olması sebebiyle küçük boyutlu prototiplemede kullanılır.

14 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.4: ÇEŞİTLİ ARDUINO KARTLARI Arduino Mini Arduino Mini Sadece 1.8cm x 3.3cm boyutlarında en küçük Arduino kartıdır. Kullanım boyutunun küçük olması istenen yerlerde tercih edilir. Dahili USB girişi yok, bu yüzden bilgisayara harici USB-TTL arabirimi - Mini USB Adaptör ile bağlanabilir. ATmega328 çipi kullanır. Düşük voltajla çalıştığından, özellikle pil ile çalışması gereken uygulamalarda düşük güç tüketimi sayesinde tercih edilir.

15 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.4: ÇEŞİTLİ ARDUINO KARTLARI Arduino Primo Nordic nrf52 işlemcisi kullanır. Espressif ESP8266 for WiFi modülü içerir. İçerisinde bluetooth modülü içerir. Az enerji harcadığından düşük güç tüketimi isteyen uygulamalarda kullanılır. Arduino Primo

16 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.5a: ARDUINO UNO DONANIM YAPISI Yukarıdaki şekilde görülen ATmega328 mikrodenetleyicisi kullanan Arduino Uno Kartı çeşididir. 14 dijital giriş/çıkış pini bulunur, bunlardan 6 sı PWM çıkışı olarak kullanılabilir ve dijital dalga genişliği ayarlanarak analog değerler elde edilebilir. 6 analog giriş pinine sahiptir. 16 MHz kristal osilatörü, USB bağlantısı, 2.1mm güç girişi, ICSP başlığı ve reset butonu vardır. Mikroişlemciyi destekleyecek herşeye sahiptir. Çalıştırmak için DC 7~12V güç kaynağına bağlamak yeterlidir 1 : USB jakı 2 : Power jakı (7-12 V DC) 3 : Mikrodenetleyici ATmega328 4 : Haberleşme çipi 5 : 16 MHz kristal 6 : Reset butonu 7 : Power ledi 8 : TX / NX ledleri 9 : Led 10 : Power pinleri 11 : Analog girişleri 12 : TX / RX pinleri 13 : Dijital giriş / çıkış pinleri (yanında ~ işareti olan pinler PWM çıkışı olarak kullanılabilir.) 14 : Ground ve AREF pinleri 15 : ATmega328 için ICSP 16 : USB arayüzü için ICSP İşlemci Özellikleri: Flash: 32KB (0.5KB bootloader için kullanılır) SRAM: 2KB EEPROM: 1KB Saat frekansı: 16MHz

17 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.5b: ARDUINO MEGA DONANIM YAPISI

18 Bölüm 1: ARDUINO PROJE GELİŞTİRME ADIMLARI Konu 1.6: ARDUINO GÜÇ BESLEME KAYNAKLARI Arduino UNO nun pille çalıştırılması Arduino harici besleme kaynaklarıyla da çalıştırılabilir. Bunun için Arduino üzerinde birbirine bağlı iki farklı giriş bulunmaktadır. Bu girişlerden ilki, yukarıdaki şekilde 2 numara ile gösterilen jak girişidir. Bu girişe 7 ile 12 Volt arasındaki gerilimler uygulanabilir. Arduino üzerinde bulunan 'Vin' pini, Arduino'nun jak girişine bağlı bir pindir. Bu pine uygulanan gerilim, Arduino'ya ulaşmadan önce bu pine bağlı regülatör yardımıyla Arduino için uygun gerilime düşürülür. 'Vin' girişine 7 ile 12 Volt arasındaki gerilimler uygulanmalıdır. Pilin artı (+) ucu 'Vin' pinine bağlandıktan sonra, pilin eksi (-) ucu Arduino'nun 'GND' yani toprak ucuna bağlanmalıdır. 'Vin' pini önceki slayttaki şekilde 3 numara ile gösterilmiştir. Eğer bu girişlere 12 Volt üzerinde bir gerilim uygulanırsa Arduino zarar görebilir. Arduino UNO nun 5 Volt pininden beslenmesi Arduino üzerinde bulunan 5 Volt pini de Arduino'yu beslemek için kullanılabilir. Bu pine 5 Volt geriliminden fazla bir gerilim uygulanması, Arduino'nun bozulmasına neden olabilir. 5 Volt gerilim veren bir kaynağın artı (+) ucunu Arduino'nun 5 Volt, eksi (-) ucunu da Arduino'nun 'GND' pinine bağlanabilir. Bu pin önceki slattaki şekilde 4 numara olarak gösterilmiştir.

19 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.6: SHIELDS (Katman veya Zırh) Shield (Zırh) : Arduino kartı üzerindeki devre eklentileridir. Bu eklentiler ile kartın kapasitesi veya işlevselliğini arttırılabilirsiniz. Çok sayıda ucuz maliyetli katmanlar ve bunların kütüphaneleri mevcuttur. Motor kontrolü için kullanılan Arduino Motor Shield R3 un ön ve arka görünüşü.

20 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.4: ÇEŞİTLİ ARDUINO KARTLARI -Arduino mikrodenetleyicilerin işlevselliğini arttıran giriş ve çıkış portlarının gelen bilgiyi işleme kapasitesini arttıran modüller mikrodenetleyici kartının üzerine katman olarak ilgili bağlantı jaklarından bağlanarak eklenebilir. Böylelikle kompakt yapıda ve hem işlevselliği hem de kapasitesi arttırılmış modüller elde edilebilir. Arduino katmanlarının üst üste montajlanması -Örneğin Arduino mikrodenetleyici kartı üzerindeki dijital çıkışların akım kapasiteleri genellikle bir servo veya step motor sürmeye yetmez dolayısıyla bir sürücü katmanı mikrodenetleyiciye eklenebilir.

21 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.7: ARDUINO DONANIMI NASIL TEMİN EDİLİR? Aşağıda Arduino donanımlarını satın alabileceğiniz sitelerin listesi verilmiştir

22 Bölüm 1: MİKRODENETLEYİCİ VE ELEMANLARI Konu 1.8: ARDUINO REFERANS KAYNAKLARI Fritzing- Çizim programı: Fritzing- Çizim programı:

23 Bölüm 2: ARDUINO PROJE GELİŞTİRME ADIMLARI Konu 2.2: ARDUINO PROGRAMININ KURULMASI(WINDOWS) Arduino yazılımı ile Arduino boardınızı programlamak için, Windows, Mac ve Linux işletim sistemleri kullanılabilir. Yükleme işlemi, her üç platform için de farklıdır. Yazılımı yüklemek için bir takım ayarlamalar yapmak gereklidir. Herhangi bir yükleyici (setup) programı yoktur. Arduino programı klasör içinde sıkıştırılmış durumdadır. Kullanıcı herhangi bir yere Arduino klasörü oluşturabilir. Bu dosyaları bir sıkıştırma programı ile istenilen yere açabilir. Ayrı bir adımda, Arduino UNO board için gerekli olan USB sürücülerini yüklemeniz gerekir. Bu adıma Arduino.cc web sitesini ziyaret ederek başlayın. Arduino UNO boardın USB sürücüsü için bu yazıyı okuduğunuz zaman, en son sürümünü yükleyebilirsiniz. Yukarıdaki linkten, Windows için ZIP dosyasını bilgisayarınıza indirin. Yazılım yalnızca Windows XP den Windows 10 a kadar bütün Windows yazılımlarında kullanılabilir.

24 Bölüm 2: ARDUINO PROJE GELİŞTİRME ADIMLARI Konu 2.2: ARDUINO PROGRAMININ KURULMASI(WINDOWS) Zip dosyası indirildiğinde, dosya üzerinde sağ tıklayınız. Açılan menüden 'Extract All...' komutunu çalıştırınız.

25 Bölüm 2: ARDUINO PROJE GELİŞTİRME ADIMLARI Konu 2.2: ARDUINO PROGRAMININ KURULMASI(WINDOWS) Açılmış olan klasörü, istediğiniz yere taşıyabilirsiniz. Ancak; şu anda masaüstünde tutun. Arduino klasörü içinde, hem programın kendisi, hem de Arduino Board için sürücüler(drivers) vardır. Bu sürücüler(drivers) Arduino kartınızın, USB kablosu ile bilgisayarınıza bağlanmasını sağlar. Arduino yazılımını çalıştırmadan önce, USB sürücülerini yüklemeniz gereklidir. USB kablosunun ucunu Arduino kartınıza, diğer ucunu bilgisayarınızdaki bir USB soketine takın. LED güç ışığı yanar ve Windows işletim sisteminde, 'Yeni Donanım Bulundu' mesajı ekranda görünür. Bu mesajı iptal tuşuna basarak yok sayınız. Windows un sürücüleri otomatik olarak sürücüleri yüklemesini engelleyiniz. Sürücüler manuel olarak yüklenecektir. USB sürücüleri yükleyerek en güvenilir yöntem Aygıt Yöneticisi kullanmaktır. Aygıt yöneticisine Windows un sürümüne bağlı olarak farklı şekillerde erişilir. Windows 7 de, ilk önce Denetim Masası'nı açın, sonra simgeleri görüntüleyin ve listede Aygıt Yöneticisini bulunuz. 'Diğer Aygıtlar' bölümünün altında, küçük sarı uyarı üçgeni ile 'bilinmeyen aygıt' isimli bir simge göreceksiniz. Bu; sizin Arduino kartınızdır.

26 Bölüm 2: ARDUINO PROJE GELİŞTİRME ADIMLARI Konu 2.2: ARDUINO PROGRAMININ KURULMASI(WINDOWS) Uptade Driver Software (... Sürücü Yazılımını Güncelleştir) sol tıklayın ve üst menü seçeneği seçin. Daha sonra ya 'güncelleştirilmiş sürücü yazılımı için otomatik arama' veya 'Sürücü yazılımı için bilgisayarıma gözat' istenir. Sürücüler \ arduino windows \ arduino1.0.2 içindedir.

27 Bölüm 2: ARDUINO PROJE GELİŞTİRME ADIMLARI Konu 2.2: ARDUINO PROGRAMININ KURULMASI(WINDOWS) 'İleri' tıklayın ve bir güvenlik uyarısı alabilirsiniz. Eğer bu güvenlik mesajı çıkarsa, yazılım yüklenmesine izin verin. Yazılım kurulduktan sonra, bir onay mesajı alırsınız.

28 Bölüm 2: ARDUINO PROJE GELİŞTİRME ADIMLARI Konu 2.2: ARDUINO PROGRAMININ KURULMASI(WINDOWS) Artık Arduino UNO board ı kullanmak için hazırsınız.

29 Bölüm 2: ARDUINO PROJE GELİŞTİRME ADIMLARI Konu 2.3: ARDUINO PROGRAMININ KURULMASI(MAC ve LINUX) Arduino.cc web sitesini ziyaret ediniz ve işletim sisteminiz için uygun IDE indirerek başlayın. Mart 2016 itibariyle v1.6.8 olarak bulabilirsiniz. Bu yazıyı okuduğunuz zaman bu versiyon artık yoksa yeni versiyonu deneyebilirsiniz. Yükleme yazılımını masaüstüne veya herhangi bir yere kaydediniz. MAC Arduino yazılımı yüklemek, PC'ye yüklemekten çok daha kolaydır. Daha önce olduğu gibi, ilk adım ZIP dosyasını indirmektir. Yukarıda MAC zip dosyası görülüyor

30 Bölüm 2: ARDUINO PROJE GELİŞTİRME ADIMLARI Konu 2.3: ARDUINO PROGRAMININ KURULMASI(MAC ve LINUX) Bir kere indirildikten sonra, zip dosyasını çift tıklayın. Bu durumda 'Arduino.app' adında tek bir dosya oluşacaktır. Bu dosyayı Uygulamalar Klasörünün içine sürükleyin. Bu sizin Arduino uygulamanızdır.

31 Bölüm 2: ARDUINO PROJE GELİŞTİRME ADIMLARI Konu 2.3: ARDUINO PROGRAMININ KURULMASI(MAC ve LINUX)

32 Bölüm 2: ARDUINO PROJE GELİŞTİRME ADIMLARI Konu 2.4: ARDUINO KARTININ TESTİ Arduino kartınızı, USB kablosu ile bilgisayarınızın USB girişine takın ve 'Arduino Kart Tipi' ve 'Seri Portun' doğru ayarlanmış olup olmadığını kontrol edin. Eğer sorun çıkarsa, 2. Dersin ilk konusuna geri dönmeniz gerekebilir. Arduino IDE penceresinin alt kısmındaki pano, sizin için geçerli ayarları gösterir. Bilgisayarınız ile Arduino kartınız iletişim kurduğu anda, sağ alt köşedeki Arduino Uno on COM4 ifadesine dikkat ediniz.

33 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu: GİRİŞ Arduino Programlama dili basitleştirilmiş C++ veya C kullanır. Burada genel olarak tüm Arduino komutları ve operatörleri ele alınmayacaktır. Daha ziyade yeni başlayanlar için en çok kullanılan fonksiyonlar ve operatörler ele alınacaktır.

34 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.1: C PROGRAMLAMA DİLİNİN GENEL YAPISI Programdaki açıklamalar // veya /* */ işaretleri kullanılarak belirtilir. Program başında sistem tanımlı komutların bulunduğu kütüphaneler ve kullanıcıların sonradan tanımlayabileceği komutların bulunduğu kütüphaneler #include komutuyla eklenir. Tüm komutlar ; ile biter. Komutlar bloklar içine alınmak istenirse {} içene yazılırlar. Ana program içinden çağrılacak fonksiyonlar yazılabilir. Bu fonksiyonların fonksiyon prototip tanımları ana programdan önce, fonksiyonların kendisi ana programdan sonra yazılır. Fonksiyonlara parametre gönderilecekse () arasına yazılır. Programdaki sabit değerler #define ve const tanımlarıyla belirtilir, değişeken değerler ise değişken veri türleri ile belirtilirler. // Program tanim ve aciklamasi #include <stdio.h> /* sistem tanımlı kütüphane dosyalari */ #include "mystuff.h" /* kullanıcı tanımlı kütüphane dosyalari */ #define CONST 2000 /* macro ve sabit tanımları */ int m,n; float x,y; /* global değişken tanımları */ double fn1(double x, int y); /* fonksiyon prototipleri */ int main(argv, char **argc) { /* ana program baslangici */ int i,j; char str[128]; /* lokal değişkenler */ const int ci = 123; /* sabit tanımları */ j = 17; /* ana program */ for (i=0; i<j; i++) {...}... return 0; } double fn1(double x, int y) /* kullanıcı tanımlı fonksiyonlar */ { float u; //program... return x*u; }

35 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.2: Arduino Programlama Taslağı (Sketch) Arduino programlarına sketch adı verilir. Bir Arduino taslağı (programı) genel olarak üç bölümden oluşur: -Tanımlamalar (defines), -Kurulum( setup) ve -Ana program bloğu (loop). Tanımlamalar en başta yapılırsa global tanımlamalar, setup veya loop veya kullanıcı tanımlı başkafonksiyon içinde yapılırsa lokal tanımlamalar denir. Setup fonksiyonu, program çalışmaya başladığını ilk kısımdır. Bu kısım sadece bir kere okunur ve program esnasında yeniden okunmaz. Bu alanda, pinlerin çalışma modları, seri iletişim başlatılması gibi önemli ve bir kere yapılması yeterli olacak ayarlamalar yapılır. Loop fonksiyonu, setup fonksiyonu okunduktan sonra başlar. Buraya yapılmasını istenen görevler yazılır. Loop fonksiyonu, sonsuz döngü şeklindedir, yani buradaki görevler tamamlandığında, program tekrar başa dönerek işlemleri yeniden yapar. Bu döngü, Arduino çalıştığı sürece devam eder.

36 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.3: SABİT TANIMLAMALAR(DEFINES) Sabit tanımlamalarında kullanılan «define» komutu, bazı değerleri sabitlemek, pin ayarlarını yapabilmek için kullanılır. #define tanımlamalara örnek verecek olursak; örneğin dijital bir çıkış numarasına isim verebiliriz. Böylece Her seferinde çıkış numarasını hatırlamak zorunda kalmayız. Bunun haricinde sabit sayılara da tanımlama yapılabilir. Her tanımlamanın başında # işaretini kullanmalısınız. #define ledpin 3 // Bu şekilde kullanılırsa derleyici program her ledpin deyimini görünce bunu 3 sayısı ile eşleştirir. #define ledpin 3 ; // kullanılırsa hata mesajı alınır. Çünkü define dan sonra ; kullanıldı. #define ledpin = 3 // Bu da hatalı bir tanımlamadır. Veya Sabit Tanımlama const float pi = 3.14; // Dikkat edilirse const tanımlamasından sonra ; kullanılmıştır. Const tan sonra ; kullanılır. #define BENIM_LEDIM 8 // Bu da doğru bir tanımlamadır. 8 sayısı ile BENIM_LEDIM deyimi eşleştirilir. Derleyici BENIM_LEDIM olarak yazılan bütün ifadeleri 8 sayısı olarak algılar.

37 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.4:DEĞİŞKENLER (VARIABLES) ÇEŞİTLERİ Fonksiyonlar Konusunu işlemeden önce, uygulamalarımızda çok sık kullanacağımız değişkenler konusundan burada bahsedilecektir. C dilinde çok önem arzeden değişkenler konusu aynı önemi Arduino ile program yazılımı konusunda da göstermektedir. Bir değeri veya karakteri daha sonra tekrardan kullanmak/değiştirmek için hafızada tutabilirsiniz. Bu değerler değişkenlerde tutulur. Hafızada tutacağınız değerin türüne göre değişken tanımlanması gerekir. Aşağıdaki tabloda, Arduino'da kullanılan değişken türlerini ve tutabilecekleri değerleri görebilirsiniz. Değişken Boyut Açıklama byte 1 byte arası işaretsiz sayılar. boolean 1 byte 0 (FALSE) veya 1 (TRUE) değerini alır. char 1 byte -128 ile 127 arasındaki değerleri alır. Tek bir karakterin saklanması için kullanılır. string 1 byte Metin işlemleri için kullanılır (char dizisi) int long 2 byte 4 byte İşaretli sayılar için İşaretsiz sayıları için 0 65,535 İşaretli sayılar için İşaretsiz sayılar için float 4 byte İşaretli ondalıklı sayılar -3, E 3, E double 4 byte 3, E+38 ile -3, E+38 arasında hassasiyeti yüksek kesirli sayılar barındırır

38 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.5: İLK PROGRAM: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) UYGULAMASI Bu derste, program Arduino kartınızda, yerleşik bulunan LED i yakıp söndürme uygulamasını öğreneceğiz.

39 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.5: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) UYGULAMASI MALZEME LİSTESİ MALZEME LİSTESİ Arduino Uno R3-1 Adet USB Kablosu Tip A to B 1 Adet Arduino kartının, elektronik elemanlara bağlanması için, her iki tarafında dizi halinde konnektörler mevcuttur. Aynı zamanda, bu konnektörlere kalkan (shield) adı verilen uyumlu elektronik cihazlar takılabilir.

40 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.5: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) UYGULAMASI Ayrıca, Arduino da sizin programlarınızda kullanmanız için devre içi bir Led bulunuyor. Bu LED Arduino UNO kartın üzerinde bulunmaktadır. Genellikle bu LED, 'L' harfi ile devre üzerinde işaretlenmiştir. Arduino Kartınızı bilgisayarın USB çıkışına bağladığınızda 'L' LED inin, yanıp söndüğünü görebilirsiniz. Arduino Boardları genellikle, örnek 'Blink' taslağı (sketch) ile önceden yüklenmiş olarak gelir. Bu derste, kendi Blink programınız ile Arduino yu programlayıp ve daha sonra 'L' LED inin yanma sönme hızını değiştireceksiniz

41 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.5: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) UYGULAMASI UYGULAMANIN ARDUINO IDE ORTAMINA ÇAĞRILMASI Arduino IDE kurulumunu yaptınız ve Arduino kartına bağlanmak için doğru seri bağlantı noktası kullandığınızdan emin oldunuz. Arduino taslağınızı (Sketch) mikrodenetleyiciye gönderme zamanı geldi. Arduino IDE de, Dosya Örnekler Basics menüsü altında, Blink isimli taslağı editör alanına yükleyin. Taslak (Sketch) penceresi açıldığında bütün programı görebilecek şekilde, pencereyi ekran boyutuna büyütünüz.

42 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.5: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) UYGULAMASI UYGULAMANIN KAYIT EDİLMESİ Arduino IDE ile birlikte gelen örnek taslaklar (sketch) 'salt okunur' dosyalardır. Yani bir Arduino örnek taslağını yukarıdaki gibi yükleyebilirsiniz, ancak bu dosyalarda değişiklik yaparsanız, farklı bir dosya olarak kaydetmeniz gerekir. Arduino örnek dosyalarının salt okunur özelliğinden dolayı, aynı dosya üzerine kayıt yapamazsınız. Arduino IDE nin Dosya menüsünden 'Farklı Kaydet..' seçeneğini seçin ve ardından 'MyBlink' adı ile yeni çalışmanızı kaydedin.

43 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.5: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) UYGULAMASI UYGULAMANIN KAYIT EDİLMESİ Taslak defterine 'Blink' dosyasının bir kopyasını kaydettiniz. Bu çalışmayı tekrar yüklemek için Dosya Taslak Defteri(Sketchbook) menü seçeneğinden MyBlink üzerine tıklayınız.

44 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.5: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) UYGULAMASI UYGULAMANIN ARDUINO KARTINA YÜKLENMESİ Arduino kartınızı, USB kablosu ile bilgisayarınızın USB girişine takın ve 'Arduino Kart Tipi' ve 'Seri Portun' doğru ayarlanmış olup olmadığını kontrol edin. Eğer sorun çıkarsa, 2. Derse tekrar geri dönmeniz gerekebilir. Arduino IDE penceresinin alt kısmındaki pano, sizin için geçerli ayarları gösterir.

45 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.5: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) UYGULAMASI UYGULAMANIN ARDUINO KARTINA YÜKLENMESİ Bir programı makine diline çevirmek için «Derle» butonuna tıklayın, eğer derleme hataları varsa düzeltin. Daha sonra, makine diline çevrilen kodu Arduino ortamına göndermek için, 'Yükle' butonuna tıklayın. Araç çubuğunda derleme ve yükleme butonları yandaki şekilde gösterilmiştir. Eğer IDE programlama ortamının altt bulunan durum alanını izlerseniz, bir ilerleme çubuğu ve bir dizi mesaj göreceksiniz. İlk başta 'Taslak Derleniyor..'('Compiling Sketch..') diyecektir. Bu aşamada taslak çalışmanız, Arduino kartınıza yüklemesi için uygun formata dönüşmektedir.

46 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.5: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) UYGULAMASI ARDUINO KARTA YÜKLEME Sonraki durumda IDE üzerindejki yazı 'Yükleniyor'-('Uploading') olarak değişecektir. Bu noktada, Arduino LED'ler, taslak çalışmanızın yüklenmesi esnasında, yanıp sönmeye başlayacaktır. Son olarak, yükleme durumu 'Bitti' olarak değişecektir.

47 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.5: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) UYGULAMASI ARDUINO KARTA YÜKLEME Taslak çalışmamızda byte kullanılabilir alan olduğu ve 1084 byte alan kullanıldığı görülmektedir. Taslağınızın derlenmesinden sonra aşağıdaki hata iletisini alabilirsiniz. Yukarıdaki pencerede ipucu pencerenin üst kısmındadır. Muhtemelen Arduino Kartınız hiç bağlı değildir, ya da sürücüleri yüklü değildir. Ya da yanlış seri port seçili olduğundan anlamına gelir. Bu iletiyi alırsanız, Arduino Kart kurulumunu kontrol edin. Yükleme tamamlandıktan sonra, Arduino Kartınız yeniden başlar ve port 13 e bağlı L LED inin yanıp sönmeye başlaması gerekir.

48 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.5: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) TASLAĞI NASIL ÇALIŞIR? Bu kısımda BLINK program parçasının çalışması incelenecektir. /* LED yakma söndürme (Blink) Bir saniye boyunca bir LED i yakma ve söndürme işlemini tekrarlayarak yapar Aşağıdaki kod açık erişimdedir. */ // Pin 13 Arduino uno kartında bir LED e bağlıdır. // bir isim verin: int led = 13; // reset butonuna bastığınızda setup döngüsü çalışır: void setup() { // Dijital pin i çıkış olarak tanımla pinmode(led, OUTPUT); } // döngü sonsuza kadar çalışır: void loop() { digitalwrite(led, HIGH); // LED yanar (HIGH gerilim seviyesidir) delay(1000); // bir saniye bekle digitalwrite(led, LOW); // gerilimi LOW yaparak LED i söndür delay(1000); // bir saniye bekle }

49 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.5: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) TASLAĞI NASIL ÇALIŞIR? // döngü sonsuza kadar çalışır: void loop() { digitalwrite(led, HIGH); // LED yanar (HIGH gerilim seviyesidir) delay(1000); // bir saniye bekle digitalwrite(led, LOW); // gerilimi LOW yaparak LED i söndür delay(1000); // bir saniye bekle } Döngü (Loop) işlevi şöyle işlemektedir. İlk komutta LED pini dijital 1-(HIGH) yapılır, sonra 1000 milisaniyelik (1 saniye) 'gecikme' yapılır, daha sonra LED pinini dijital 0-(LOW) yapılır ve son olarak tekrar 1000 milisaniyelik (1 saniye) 'gecikme' yapılır. Programda / * ve * / sembolleri arasındaki arasında karakterler açıklama, Arduino IDE tarafından derlenmez. // ile başlayan satırlar, satır sonuna kadar yorum olarak kabul edilir. Sonrasında, 'setup' fonksiyonu vardır. Yorumların açıkladığı gibi reset düğmesine basıldığında kod, buradan çalıştırılır. Kartınız herhangi bir nedenle resetlenirse program yine ilk satırdan çalışmaya başlayacaktır. Örneğin kartın enerjilenmesi veya taslak çalışmanızın yeniden yüklenmesi RESET durumuna yol açacaktır.

50 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.6: GECİKME VE ZAMAN FONKSİYONLARI Delay() : milisaniye cinsinden gecikme sağlar delaymicroseconds(us_gecikme) : Microsaniye cinsinden gecikme sağlar. millis() fonksiyonu Arduino nun çalışmasından itibaren geçen süreyi ms cinsinden döndürür. Dönüş değeri yüksek bir değer olabileceğinden unsigned long tipi kullanılmalıdır. ( unsigned long işaretsiz long tipindeki sayıdır. Alabileceği değerler arasındadır) Aşağıda gecikme ile ilgili örnek program parçacıkları görülüyor. delay(1000); delaymicroseconds(50); // 1000 Ms (1 Saniyelik) gecikme sağlar. // 50 microsaniyelik gecikme sağlar. Serial.print("Time: "); // Bilgisayar ekranında Time: yazısını göster. time = millis(); //Arduino programının çalışmasından itibaren geçen süreyi milisaniye Serial.println(time); // ms cinsinden geçen zamanı gösterir.

51 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.6: LEDİ DAHA HIZLI YAKIP SÖNDÜRME LED i daha hızlı yakıp söndüreceğiz. Tahmin edebileceğiniz gibi, anahtar komut delay() dir. 'delay' komutu içindeki (1000) parametresi değiştirilmelidir. Gecikme süresi milisaniye cinsindendir. LED in iki kat daha hızlı yanıp sönmesini istiyorsanız 1000 değerini 500 olarak değiştiriniz. Tekrar taslak çalışmanızı (programınızı) Arduino kartınıza yükleyiniz. LED iniz daha hızlı yanıp sönmeye başlayacaktır.

52 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.7: HARİCİ LED YAKIP SÖNDÜRME UYGULAMASI MALZEME LİSTESİ Bu uygulama için gereken malzemeler aşağıda listelenmiştir: Led 1 adet Arduino UNO R3 board -1 adet Yarı-boyutlu Breadboard- 1 adet 470 Ω Direnç (Sarı, mor, kahverengi )- 1 Adet Bağlantı kabloları 2 Adet

53 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.7.1: DENEY MALZEMELERİNİN TANITILMASI -BREADBOARD Breadboard, elektronik devreleri pratik olarak kurmak ve test etmek için kullanılan kullanışlı bir ekipmandır. Breadboard üzerinde devre kurarken bağlantı kablolarını ve komponentleri birbirine lehimlemek zorunda kalmazsınız. Komponentleri birbirine ve iletkenlere bağlamak oldukça kolaydır. Lehimleme gerekmediği için komponenetleri rahatça sökebilir ve tekrar bağlayabilirsiniz, bu sayede elemanlar ve breadboard hiçbir zarar görmez.

54 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.7.1: DENEY MALZEMELERİNİN TANITILMASI -BREADBOARD Yandaki resimde breadboard'un iç yapısı açıkça görülüyor. Metal iletken dizileri için genellikle iletkenliği, korozyona karşı dayanıklılığı ve esnekliği sayesinde nikelgümüş tercih edilir. Breadboard, plastik bir kasanın içine dizilmiş ve birbirilerinden yalıtılmış iletkenler dizisidir. Breadboard'un üzerinde belirli sayıda delikler vardır ve komponentler bu delikler aracılığıyla iletkenlere temas ederler. Breadboard tipik olarak iki çeşit iletken dizimi içerir. Bus dizisi ve soket dizisi. Bus dizisi genellikle devreye gerilim sağlamak için kullanılır. Yatay olarak sıralanmış iki adet bus dizisi vardır. Bunlardan birisi devreye gerilim bağlamak (Kırmızı hat) için kullanılır, diğeri ise güç kaynağının şasesi (Mavi hat) içindir. Soket dizisi breadboard'un üzerinde dikey olarak sıralanmıştır. Uygulamaya göre değişmekle beraber tipik bir breadboard'da 5 ayrı delikten oluşan, 32 soket sütunu bulunur. 5'li sütundaki soketler birbirine bağlıdır ancak farklı sütunlar birbirinden izoledir.

55 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.7.1: DENEY MALZEMELERİNİN TANITILMASI -LED LED'lerden gösterge ışıkları yapabilirsiniz. Elektrik tüketimleri çok azdır ve ömürleri çok uzundur. Bu derste, muhtemelen en çok en yaygın olan 5mm kırmızı LED kullanacaksınız. 5mm., LED in dış çapını ifade eder. 5mm lik LED lerin yanı sıra, 3 mm ve 10 mm. çaplarında LED ler de mevcuttur. LED inizi, doğrudan bir pil veya gerilim kaynağına bir bağlayamazsınız.. LED in Anod ve Katod uçları vardır ve Anot ucuna (+) ve Katod ucuna (-) bağlanmalıdır. Aksi durumda LED ışık yaymaz. Kırmızı LED in çalışma gerilimi 1.5 Volttur. LED in çalışma gerilimini sınırlandırmak için, ön direnç takılmalıdır. Aksi takdirde LED hasar görebilir. Eğer bir LED ile bir direnç kullanmazsanız, LED üzerinden çok fazla akım akacaktır. Doğal olarak, LED üzerinde aşırı ısı üretilir. LED; hemen tahrip olabilir. LED in, Anot(+) ve Katod(-) uçlarını bulmak için, iki yol vardır. İlk olarak, Anot(+) ucu daha uzundur. Katod(-) ucu kısadır. İkincisi; Katod(-) ucuna LED in şeffaf tarafından bakarsak, düz ve geniş bir kısım görürüz.

56 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.7.2: BREADBOARD DÜZENİ Led in katod ucunu Arduino una kartının GND portuna bağlantı kablosu ile bağlayalım. Led in anot ucunu 470 Ω direnç ve bağlantı kablosu ile Arduüno uno kartının digital 3 portuna bağlayalım. Dirençler elektrik akımını sınırlar. Daha yüksek bir değerli bir direnç, daha az elektrik akımı akacaktır. LED in ne kadar parlaklık vereceği LED e takılan seri direncin değerine bağlıdır.

57 Direnç değeri neyi değiştirir? 270 Ω luk direnç ile LED oldukça parlak ışık verir. Eğer 270 Ω luk direnci 470 Ω luk direnç ile değiştirirsek, o zaman LED biraz sönük görünür. 2.2kΩ direnci LED ile seri bağlarsak LED oldukça sönük ışık verir. Son olarak, yerinde 10 kω direnç ile deneme yaparsak LED sadece görünür şekilde çok az ışık verir. Kırmızı kabloyu Breadboard dan çıkartıp boş bir deliğe takarsak, tıpkı bir anahtar gibi davranır ve LED söner. Yüksek dirençten daha az akım geçer. (OHM KANUNU) Kırmızı renkli LED için LED gerilimi 1,5 volt alınır. I 1 =(U-U LED )/R1= (5-1,5)/270= 13 miliamper I 2 =(U-U LED )/R2= (5-1,5)/470= 7 miliamper I 3 =(U-U LED )/R3= (5-1,5)/2200= 1,5 miliamper I 4 =(U-U LED )/R4= (5-1,5)/10000= 0,3 miliamper I 4 < I 3 < I 2 < I 1 I 1 Akımı en yüksektir. Akım ne kadar yüksekse; LED o derece parlak yanacaktır. Bu durumda LED e seri bağlanacak en uygun direnç 270 ohm olarak görülmektedir.

58 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.7.3: «Blink» Taslağının Uyarlanması Arduino IDE ile «MyBlink» adı ile kaydettiğimiz taslağı açalım ve aşağıda görüldüğü şekilde düzeltelim: int led=3; // değişken tanımlama: led değişkenine ledin anodunun bağlı olduğu 3 nolu port değeri atanır. Setup bloğunda: pinmode (led, OUTPUT); // ledin bağlı olduğu 3 nolu port çıkış olarak ayarlanır. Loop bloğunda: digitalwrite (led,high); // 3 nolu porta +5V değeri atanır. Böylece Led yanar. delay(500); //500 milisaniye beklenir. digitalwrite (led,low); // 3 nolu porta 0V değeri atanır. Böylece Led söner. delay(500); //500 milisaniye beklenir.

59 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.7.3: «Blink» Taslağının Karta Yüklenmesi Tekrar taslak çalışmanızı (programınızı) Arduino kartınıza yükleyiniz. Harici LED iniz yanıp sönmeye başlayacaktır.

60 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.8.1:ANALOG GİRİŞ/ÇIKIŞ FONKSİYONLARI Bu bölümde başlıca fonksiyonlara yer verilecektir. Daha ayrıntılı bilgi için ANALOG I/O FONKSİYONLARI analogreference() Analog giriş için referans gerilimini ayarlar. analogread() Belirtilen analog pin değerini okur. analogwrite() Ayarlanan pinden analog çıkış almayı sağlar. 0 ile 255 arasında değer kabul eder. LED parlaklığı, motor hızı ayarlama gibi işlemlerde kullanılır.

61 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.8.2: HARİCİ LEDİN PARLAKLIĞINI AYARLAMA UYGULAMASI MALZEME LİSTESİ Bu uygulama için gereken malzemeler aşağıda listelenmiştir: Led 1 adet Arduino UNO R3 board -1 adet Yarı-boyutlu Breadboard- 1 adet 470 Ω Direnç (Sarı, mor, kahverengi )- 1 Adet Bağlantı kabloları 2 Adet

62 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.8.3: BREADBOARD DÜZENİ Led in katod ucunu Arduino una kartının GND portuna bağlantı kablosu ile bağlayalım. Led in anot ucunu 470 Ω direnç ve bağlantı kablosu ile Arduüno uno kartının digital 3 portuna bağlayalım. Dirençler elektrik akımını sınırlar. Daha yüksek bir değerli bir direnç, daha az elektrik akımı akacaktır. LED in ne kadar parlaklık vereceği LED e takılan seri direncin değerine bağlıdır.

63 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.8.4: HARİCİ LEDİN PARLAKLIĞINI AYARLAMA PWM TEORİSİ : Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM), elektrik gücünü kontrol etmek için kullanılan bir tekniktir. Biz LED'lerin parlaklığını kontrol etmek için, Arduino Uno kartının 3 nolu PWM portunu kullandık. Aşağıdaki diyagram, Arduino PWM çıkışlarından birinin sinyalini göstermektedir. Kabaca her 1/500 saniyede, PWM çıkışı bir darbe üretecektir. Bu darbenin uzunluğu 'analogwrite' fonksiyonu ile kontrol edilir. Yani 'analogwrite(0)' kodu herhangi bir darbe üretmeyecektir. 'analogwrite (255)' komutu ise yeni darbe gelene kadar çıkışı 5 Volt seviyesinde tutacaktır. Eğer analogwrite komutuna, 0 ile 255 arasında bir değer ataması yaparsak, atadığımız değere göre bir darbe üretilecektir. Arduino çıkışımızın 5 Voltta kalma süresini, bir PWM peryodunun %5 i olarak ayarlarsak, çıkışımıza sadece % 5 oranında elektriki güç aktarmış oluruz. PWM peryodunun %90 ı süresince çıkışımızı enerjilendirirsek, bu durumda çıkışa bağlı yükümüz elektriki gücün %90 ını alacaktır. Biz LED in bu kısa süre içerisinde yanıp söndüğünü göremeyiz. Bize göre; sadece LED in parlaklığı değişiyormuş şeklinde görülür

64 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.8.5: «Blink» Taslağının Uyarlanması Arduino IDE ile «MyBlink» adı ile kaydettiğimiz taslağı açalım ve aşağıda görüldüğü şekilde düzeltelim: int led=3; // değişken tanımlama: led değişkenine ledin anodunun bağlı olduğu 3 nolu port değeri atanır. Setup bloğunda: pinmode (led, OUTPUT); // ledin bağlı olduğu 3 nolu port çıkış olarak ayarlanır. Loop bloğunda: analogwrite (led,0); // 3 nolu porta 0 değeri atanır. Böylece Led söner. delay(500); //500 milisaniye beklenir. analogwrite (led,80); // 3 nolu porta 80 değeri atanır. Böylece Led yanar. delay(500); //500 milisaniye beklenir. analogwrite (led,160); // 3 nolu porta 160 değeri atanır. Böylece Led daha parlak yanar. delay(500); //500 milisaniye beklenir. analogwrite (led,255); // 3 nolu porta 255 değeri atanır. Böylece Led en parlak durumda yanar. delay(500); //500 milisaniye beklenir.

65 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.8.6: HARİCİ LEDİN PARLAKLIĞINI AYARLAMA UYGULAMASININ ARDUINO UNO KARTINA YÜKLENMESİ Tekrar taslak çalışmanızı (programınızı) Arduino kartınıza yükleyiniz. Harici LED in parlaklığının 3 kademeli olarak değiştiğini göreceksiniz.

66 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.9.1: BREADBOARD DÜZENİ Aynı breadboard düzenini kullanarak devam ediyoruz.

67 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.9.1: «Blink» Taslağının Uyarlanması Arduino IDE ile «MyBlink» adı ile kaydettiğimiz taslağı açalım ve aşağıda görüldüğü şekilde düzeltelim: int led=3; // değişken tanımlama: led değişkenine ledin anodunun bağlı olduğu 3 nolu port değeri atanır. İnt i=0; // değişken tanımlama: i isminde tam sayı (integer) türünde bir değişken tanımlanıp ilk değeri 0 olarak atanır. Setup bloğunda: pinmode (led, OUTPUT); // ledin bağlı olduğu 3 nolu port çıkış olarak ayarlanır. Loop bloğunda: for (i=0;i<256;i++){ //i değişkeni 0 dan 255 e kadar birer birer arttırılır. analogwrite(led, i); //her i değişkeni ledin bağlı olduğu 3 nolu porta atanır. Böylece ledin parlaklığı ayarlanır. delay(20); // 20 milisaniye beklenir. }

68 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.9.1: HARİCİ LEDİN PARLAKLIĞINI AYARLAMA UYGULAMASININ ARDUINO UNO KARTINA YÜKLENMESİ Tekrar taslak çalışmanızı (programınızı) Arduino kartınıza yükleyiniz. Harici LED in parlaklığının düzgün bir şekilde arttığını göreceksiniz.

69 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.10:DEĞİŞKENLER (VARIABLES) ÇEŞİTLERİ Fonksiyonlar Konusunu işlemeden önce, uygulamalarımızda çok sık kullanacağımız değişkenler konusundan burada bahsedilecektir. C dilinde çok önem arzeden değişkenler konusu aynı önemi Arduino ile program yazılımı konusunda da göstermektedir. Bir değeri veya karakteri daha sonra tekrardan kullanmak/değiştirmek için hafızada tutabilirsiniz. Bu değerler değişkenlerde tutulur. Hafızada tutacağınız değerin türüne göre değişken tanımlanması gerekir. Aşağıdaki tabloda, Arduino'da kullanılan değişken türlerini ve tutabilecekleri değerleri görebilirsiniz. Değişken Boyut Açıklama byte 1 byte arası işaretsiz sayılar. boolean 1 byte 0 (FALSE) veya 1 (TRUE) değerini alır. char 1 byte -128 ile 127 arasındaki değerleri alır. Tek bir karakterin saklanması için kullanılır. string 1 byte Metin işlemleri için kullanılır (char dizisi) int long 2 byte 4 byte İşaretli sayılar için İşaretsiz sayıları için 0 65,535 İşaretli sayılar için İşaretsiz sayılar için float 4 byte İşaretli ondalıklı sayılar -3, E 3, E double 4 byte 3, E+38 ile -3, E+38 arasında hassasiyeti yüksek kesirli sayılar barındırır

70 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.11: KONTROL YAPILARI- KARAR YAPILARI Bu fonksiyonlar C dilinde kullanıldığı şekli ile kullanılır. IF/ELSE YAPISI Arduino Programlama temel karar komutudur. IF ten sonra verilen koşul doğru ise IF bloğundaki işlemler çalıştırılır, yanlış ise ELSE bloğundaki işlemler çalıştırılır. if (koşul) { // Koşul sağlanıyor //ise yapılacak işlem } else if (koşul) {// Koşul sağlanıyor //ise yapılacak işlem} else { // Koşullar //sağlanmıyor //ise yapılacak işlem } if (X < 500) { // X sayısı eger 500 den küçük ise LEDpin1= HIGH digitalwrite(ledpin1, HIGH); } else if (X > 1000) { // X sayısı eger 1000 den büyük ise LEDPIN2= HIGH digitalwrite(ledpin2, HIGH); } else { // if ve else if deki şart sağlanmadı ise o halde //aşağıdaki işlemi yürüt. LEDPIN3= HIGH digitalwrite(ledpin3, HIGH); }

71 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.11: KONTROL YAPILARI KARAR YAPILARI SWITCH/CASE YAPISI Seçim yapılarak, program akışının istenilen bloklara atlamasını sağlar. SWITCH teki değişken, CASE teki hangi değeri alırsa, karşılığındaki işlem yapılır. switch (seçim değişkeni) { case 1: // Seçim değişkeni 1 olduğunda yapılacak işlem break; case 2: // Seçim değişkeni 2 olduğunda yapılacak işlem break; default: // Varsayılan bağımsız işlem (isteğe bağlı) } BREAK, bir döngüyü veya switch komutunu sonlandırmak için kullanılır.

72 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.12: KONTROL YAPILARI DÖNGÜ YAPILARI SWITCH/CASE YAPISI ÖRNEĞİ switch (degisken) { case 1: // degisken=1 ise o halde 1. pindeki ledi enerjilendir. digitalwrite(ledpin1, HIGH); break; case 2: // degisken=2 ise o halde 2. pindeki ledi enerjilendir. digitalwrite(ledpin2, HIGH); break; case 3: // degisken=3 ise o halde 3. pindeki ledi enerjilendir. digitalwrite(ledpin3, HIGH); default: // Eger değişken yukarıdaki 1, 2 ve 3 değerleri ile // eşlenmez ise // o halde default dan sonraki satırları işlet. 4. pindeki // ledi enerjilendir. digitalwrite(ledpin4, HIGH); break; }!! Switch case fonsiyonunda her case den sonra mutlaka break deyimi kullanılmalıdır. Aksi takdirde diğer case durumları ve default durumu işletilir. Bu da programınızda istenmeyen durumlara ve hatalara sebebiyet verir.!!

73 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.12: KONTROL YAPILARI-DÖNGÜ YAPILARI FOR YAPISI Arduino Programlama dilinde temel döngü komutudur. FOR içinde yer alan koşul doğru olduğu sürece, döngüdeki işlemler gerçekleştirilir. for (başlangıç değeri; koşul; artım) { //işlemler } void setup() { int i; Serial.begin(9600); // seri haberleşme için ayarlama fonksiyonu } loop() { for (i = 0; i < 10; i++) // FOR döngüsü için başlangıç değeri 1 //dir. İ sayısının değeri 10 olana kadar i nin değerini 1 artır. { Serial.print("i = "); // i= yazısını ekrana yazdır. } Serial.println(i); delay(1000);// 1 saniye aralıklarla yazdır. } // Değerleri bilgisayar ekranına yazdır yeni // satıra geç.

74 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.12: KONTROL YAPILARI DÖNGÜ YAPILARI WHILE YAPISI While ile belirtilen koşul doğru olduğu sürece, döngü içindeki işlemler gerçekleştirilir. while(koşul){ // Koşul doğru olduğu sürece yapılacak işlemler } DO-WHILE YAPISI while ile belirtilen koşul doğru olduğu sürece, döngüdeki işlemler yapılır. do { // Koşul doğru olduğu sürece yapılacak işlemler } while (test koşulu);

75 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.12: KONTROL YAPILARI DÖNGÜ YAPILARI WHILE ve DO-WHILE YAPISI İLE ÖRNEKLER var = 0; while(var < 200){ // buraya yazacağınız kodlar 200 kez işletilir. var++; // var ın değerini her seferinde 1 artır. } WHILE DO - WHILE do { delay(50); // wait for sensors to stabilize x = readsensors(); // readsensors fonksiyonundan gelen değeri // x e yazdır. } while (x < 100); //x değeri 100 den küçük olduğu sürece do //içindeki deyimleri işlet.

76 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.13: OPERATÖRLER C dilinde kullanılan operatörler kullanılır. Matematiksel Karşılaştırma Mantıksal = Eşitlik = = İki değişkeni karşılaştırır. && VE + Toplama!= İki değişkenin eşit olmama durumunu karşılaştırır. VEYA Çıkarma < Küçüktür karşılaştırması! DEĞİL * Çarpma > Büyüktür karşılaştırması / Bölme <= Küçük eşit % Yüzde >= Büyük eşit İşlemleri belirten sembollere, bilgisayar dilinde operatör denir. Tabloda temel operatörler ve tooltip gösterimli olarak karşılıkları verilmiştir.

77 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.14:FONKSİYONLAR Bu bölümde başlıca fonksiyonlara yer verilecektir. Daha ayrıntılı bilgi için DİJİTAL I/O FONKSİYONLARI pinmode() Pinleri giriş veya çıkış olarak yapılandırma işlemi yapar. digitalwrite() Çıkış olarak ayarlanan pinlerin değerlerini, HIGH veya LOW olarak ayarlar. digitalread() Belirtilen digital pin değerini okur.

78 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.14:FONKSİYONLAR Bu bölümde başlıca fonksiyonlara yer verilecektir. Daha ayrıntılı bilgi için ANALOG I/O FONKSİYONLARI analogreference() Analog giriş için referans gerilimini ayarlar. analogread() Belirtilen analog pin değerini okur. analogwrite() Ayarlanan pinden analog çıkış almayı sağlar. LED parlaklığı, motor hızı ayarlama gibi işlemlerde kullanılır.

79 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.14:FONKSİYONLAR GIRDI ÇIKTI KOMUTLARI Seri Monitör I/O FONKSİYONLARI Serial.begin(9600) Monitörü seri iletişimle bağlantıya açar. Serial.print(), Serial.println() Seri monitöre değer yazar. Serial.read(), Serial.readBytes(), Serial.readString(), Serial.readBytesUntil(), Serial.parseInt(), Serial.parseFloat(), Seri monitörden değer okur.

80 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.14:FONKSİYONLAR ARDUINO FONKSIYONLARINA DAHA DETAYLI BAKIŞ Arduino Fonksiyonlarının işletilmesi C dilindeki fonksiyon yapısı ile çok benzerlik gösterir. Arduino programlarımızı tek bir fonksiyon (loop()) içerisinde yazabileceğimiz gibi onları küçük birimlere de ayırabiliriz. Örneğin Delay() fonksiyonu parametre alan ama değer döndürmeyen bir fonksiyondur.

81 Bölüm 14: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu: FONKSIYON PARAMETRELERİ Arduino Programlama dili c,c++ yapısında fonksiyonlar kullanır. Burada fonksiyon parametre alabilir, ve çağrıldığı yere değer döndürebilir.

82 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.14:FONKSİYONLAR PARAMETRELER Değer döndürmeyen fonksiyonların dönüş değer tipi void dir. Void kelime anlamı olarak hükümsüz anlamına gelir. Fonksiyonların parametre almaları ve değer döndürmeleri zorunlu değildir. Fonksiyonlar parametre alıp almadıklarına veya değer döndürüp döndürmemelerine göre gruplanabilir: 1- Parametre alan ve dönüş değeri olan 2- Parametre almayan ve dönüş değeri olan 3- Parametre alan ve dönüş değeri olmayan 4- Parametre almayan ve dönüş değeri olmayan Fonksiyonlar tanımlanırken hangi tip parametre alacakları belirtilir. Fonksiyonlara verdiğimiz girişlere parametre denilir. Fonksiyonları tekrar edilen işlemler için kullanabiliriz.!! VOID: Fonksiyonun başındaki void ifadesi bunun bir değer döndürmeyeceğini belirtir.!! INT: Fonksiyonun başındaki int ifadesi bunun bir tamsayı değeri döndüreceğini belirtir.

83 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.14:FONKSİYONLAR FONKSİYON ÇAĞIRMA /* Seri haberleşme üzerinden Arduino yazdıran fonksiyon saniyede 1 kez çağırılıyor. Bilgisayar Ekranindan Arduino IDE monitorunu açınız. Arduino yazısı 1 Sn aralıklarla gorulebilir.seri Haberleşme örneği (UART) Baud rate = 9600 olarak ayarlandi. IDE ortamındaki Seri monitor un de default değeri 9600 dur. */ void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { ArduinoYazdir(); // Fonksiyon çağrısı delay(1000); // Bir saniye bekle } Void ArduinoYazdir() ; // Bizim tanımladığımız fonksiyon { /* Aşağıdaki fonksiyon Arduino IDE de mevcuttur */ Serial.println ( Arduino ); // Bir saniye bekle } Yukarıda ArduinoYazdir isimli fonksiyon bizim tarafımızdan yazılmış olup Loop fonksiyonu içerisinden çağrılmaktadır.

84 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.14:FONKSİYONLAR - Fonksiyon yazma işleminde, fonksiyonda kullanılacak değişken tanımlamalarına ve fonksiyonda yapılacak işlem sonucunun hangi türde olacağına dikkat edilmelidir. - Fonksiyonun türü, işlem sonucunda döndürülecek değişken ile aynı tipte olmalıdır. - Eğer fonksiyon, hiçbir değer döndürmeyecekse 'void' olarak tanımlanmalıdır. Örneğin toplama işlemi yapan ve sonucu int geri döndüren bir fonksiyon yazalım. Fonksiyon a ve b adında int tanımlı iki sayı almaktadır. a ve b yi toplayıp sonucu geri döndürmektedir. int toplama(int a, int b) { int sonuc; sonuc = a + b; return sonuc; } Burada oluşturulan sonuç değişkeni sadece fonksiyon içerisinde geçerlidir. Fonksiyonun görevi bittikten sonra sonuç değişkeni kaybolur. Bu fonksiyonu programınızın gerekli yerinde kullanmak için; int islemsonucu; islemsonucu = toplama(2 + 3); YUKARIDAKİ FONKSİYON BU NOKTADA ÇAĞRILIYOR. şeklinde fonksiyonu çağırmanız yeterli olacaktır.

85 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.14:FONKSİYONLAR ARDUINO DİLİ MATEMATİK FONKSİYONLARI Temel matematik işlemleri matematik operatörleriyle gerçekleştirebiliyoruz. Karekök alma, trigonometrik hesaplamalar gibi işlemler için matematik kütüphanesi fonksiyonlarını kullanabiliriz. Matematik kütüphanesi fonksiyonlarından belli başlıcaları aşağıda sıralanmıştır. min(x, y): İki sayıdan küçük olanını bulur. Fonksiyon değeri olarak küçük sayının değerini döndürür. max(x, y): ): İki sayıdan büyük olanını bulur. Fonksiyon değeri olarak büyük sayının değerini döndürür. abs(x) : Sayının mutlak değerini hesaplar. pow(base, exponent): Üs alma fonksiyonudur. (Base= sayının tabanı, exponent = sayının üssü) sqrt(x): Sayının karekökünü hesaplar.

86 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.14:FONKSİYONLAR MATEMATİK FONKSİYONLARI İLE BAZI ÖRNEKLER Val = min(val, 100); // Val değeri ile 100 sayısını karşılaştırır hangisi // küçükse Val Değerine atama yapar. // Sonuç Hiç bir zaman 100 değerinden büyük olamaz. Val = max(val, 20); // Val değeri ile 20 sayısını karşılaştırır. hangisi büyükse // Val Değerine atama yapar. // Sonuç hiç bir zaman 20 değerinden küçük olamaz. abs(a); // a değişkeninin mutlak değerini hesaplar. a++; // Sonra a nın değerini 1 artır. sqrt(val); // Sayının karekökünü hesaplar. Dönen değer Double sayı // tipindedir. Daha fazla Bilgi için aşağıdaki linke bakınız.

87 Bölüm 3: ARDUINO PROGRAMLAMA DİLİ Konu 3.15:ARDUINO DA KÜTÜPHANE (LIBRARY) KULLANIMI Arduino platformunda diğer programlama platformları gibi, kütüphanelerin kullanımı mevcuttur. Kütüphaneler, taslaklarınıza ekstra işlevsellik kazandırabilir. Bir taslağınızda kütüphane kullanmak için, Sketch> Import Library komutunu seçiniz. IDE ile yüklü gelen Kütüphaneler vardır, ama aynı zamanda kendi kütüphanelerizi oluşturabilirsiniz. Aşağıdaki listede bir kısım Arduino kütüphanlerinin kullanımını göreceksiniz. Standart Arduino Kütüphaneleri EEPROM EEPROM entegreden veri okuma ve veri yazma Ethernet - Arduino Ethernet Shield aracılığıyla internete bağlanmak Firmata Standart seri bağlantı aracılığıyla bilgisayar uygulama GSM - GSM shield ile GSM/GRPS networkunu kullanmak. LiquidCrystal LCD ekran kullanımı. SD - SD kartlara okumak ve yazmak. Servo - Servo motor kullanımı. SPI - Serial Peripheral Interface (SPI) cihazlarla haberleşme. SoftwareSerial Herhangi bir dijital pinden seri iletişim gerçekleştirme. Stepper Step motor kontrolü. TFT - Arduino TFT ekran ile şekiller ve resimler oluşturmak. WiFi - Arduino WiFi shield ile internete bağlanmak. Wire (TWI/I2C) I2C cihazlarla bağlantı. Daha fazla bilgi için aşağıdaki linke bakınız.

88 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.1: BUTON İLE LED YAKIP SÖNDÜRME Arduino kartın dijital girişlerine buton bağlayacağız ve butonlar ile LED i yakıp söndüreceğiz. Breadboardın üst kenarındaki butona basıldığı zaman; LED yanacak, alttaki butona bastığımızda, LED sönecektir.

89 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.1.1: BUTON İLE LED YAKIP SÖNDÜRME MALZEME LİSTESİ 5mm Kırmızı LED 1 Adet 270 Ω Direnç (kırmızı, mor, kahverengi çizgili) 1 Adet Arduino Uno R3 1 Adet Yarım boy BreadBoard 1 Adet Baskı devre tipi buton 2 Adet Jumper tel paketi - 1 Adet

90 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu : BUTONLAR Butonlar gerçekten basit elektriki elemanlardır. Düğmesine bastığınızda iki kontak birbirine birleşir ve elektrik akımı akmaya başlar. Bıraktığınız da ise kontaklar arası bağlantı kesilir dolayısıyla elektrik akımı da kesilir. Bu derste kullanılan baskı devre tipi butonlar, biraz kafa karıştırıcı olabilir, dört adet bağlantı noktası vardır. Şekilde görüldüğü gibi A ve D uçları ile B ve C uçları buton içinde birbirine bağlıdır.

91 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.1.2: BUTON İLE LED YAKIP SÖNDÜRME BREADBOARD DÜZENİ Butonların şekli kare olmasına rağmen, butonlardaki kontaklar çapraz bir şekilde bulunur. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi birbirine çapraz pinler normalde açık buton olarak kullanılmıştır.

92 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.1.3: BUTON İLE LED YAKIP SÖNDÜRME ARDUINO TASLAĞI Arduino kartınıza aşağıdaki programı yükleyiniz. A butonuna basınca LED ışık verecektir, B butonuna basınca ise LED sönecektir. /* Inputs */ int ledpin = 5; int buttonapin = 9; int buttonbpin = 8; Bu program ise üç kısımdan oluşmaktadır. İlk kısım tahmin edileceği gibi tanımlamalar (Defines) kısmıdır. Burada kolaylık olması bakımından Arduino Uno kartının çıkışı ve girişi için tanımlama yapılmıştır. void setup() { pinmode(ledpin, OUTPUT); pinmode(buttonapin, INPUT_PULLUP); pinmode(buttonbpin, INPUT_PULLUP); } void loop() { if (digitalread(buttonapin) == LOW) { digitalwrite(ledpin, HIGH); } if (digitalread(buttonbpin) == LOW) { digitalwrite(ledpin, LOW); } } int ledpin = 5; // LedPin i 5 değerine atama yapar. // buttonapin i 9 değerine atama yapar. int buttonapin = 9; // buttonbpin i 8 değerine atama yapar. int buttonbpin = 8; // Bu durumda artık rakamlar yerine // isimleri kullanabilirsiniz. Bu rakamlar giriş ve // çıkış pinlerini belirtir. Rakamları // aklınızda tutmak zorunda değilsiniz.

93 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.1.3: BUTON İLE LED YAKIP SÖNDÜRME ARDUINO TASLAĞI Programın ilk bölümü kullanılacak üç pin için, üç değişkeni tanımlar. 'LedPin' çıkış pini, 'buttonapin' A butonu ve 'buttonbpin' ise B butonunun olduğu giriş pinidir. 'Setup' fonksiyonunda, ledpin çıkış (OUTPUT) olarak tanımlanmıştır. Buna karşın, iki adet pin de giriş olarak tanımlanacaktır. Bu durumda, pinmode komutu ile girişleri 'INPUT_PULLUP' olarak ayarlayalım. pinmode(ledpin, OUTPUT); pinmode(buttonapin, INPUT_PULLUP); pinmode(buttonbpin, INPUT_PULLUP); INPUT_PULLUP direktifi ile buttonapin ve buttonbpin, PULL-UP giriş olarak tanımlanmıştır. Bunun anlamı girişe herhangi bir seviyedeki gerilim bağlı değil ise, girişin durumu dijital olarak 1-HIGH seviyesinde kalacaktır. Bu butona basılınca, girişin durumu GND seviyesine çekilir. Bu durumda girişin durumu dijital olarak 0-LOW seviyesine çekilmiş olur. INPUT_PULLUP direktifi ile mikrodenetleyici içerisindeki PULL-UP dirençleri aktif yapılmaktadır. Bu dirençler mikrodenetleyici içerisinde +5V hattına otomatik bağlanmaktadır. Giriş; PULLUP komutundan dolayı, normal durumda HIGH konumunda kalacaktır. Sadece butona basıldığında LOW durumuna düşebilir. Bu durumu 'loop' fonksiyonu içinde ele alacağız.

94 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.1.3: BUTON İLE LED YAKIP SÖNDÜRME ARDUINO TASLAĞI void loop() { if (digitalread(buttonapin) == LOW) { digitalwrite(ledpin, HIGH); } if (digitalread(buttonbpin) == LOW) { digitalwrite(ledpin, LOW); } } 'Loop' fonksiyonunda, her butona ait bir 'if' ifadesi vardır. Hangi giriş GND hattına bağlanırsa, girişle alakalı 'digitalwrite' komutu çalıştırılır. Eğer A butonuna basılırsa, ledpin HIGH yapılmaktadır. B butonuna basılırsa, ledpin LOW yapılmaktadır.

95 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.2.1:ARDUINO UNO ISI KONTROL UYGULAMASI MALZEME LİSTESİ Bu bölümde Arduino Uno kartı ile basit bit Isı Kontrol Uygulaması yapılacaktır. Yukarıdaki bilgilerimize dayanıp, aşağıdaki elemanları sırası ile çalışma ekranımıza taşıyalım. Arduino UNO R3 bir 1 Adet TMP36 sıcaklık sensörü -1 Adet LED (Kırmızı-Sarı Yeşil) Her birinden 1 er Adet olmak üzere toplamda 3 adet

96 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu :TMP35/36/37 SICAKLIK SENSÖRLERİ Bu veriler TMP veya LM kodlu sıcaklık sensörleri içindir. TMP36 kodlu sensör bu uygulamada seçilmiştir. (-40 dan 150 C O ye kadar ölçüm yapabilir.) LM35 / TMP35 (Celsius çıkış) ve LM37 / TMP 37 (Fahrenheit çıkış) TMP36 ya çok benzer. TMP36 kullanmamızın ana nedeni sıcaklık ölçme aralığının yüksek olması ve 0 C O nin altındaki sıcaklıklarda, negatif gerilim kaynağına ihtiyaç duymamasıdır. Yukarıdaki farklılıklar hariç, TMP 35/36/37 ve LM 35/36/37 nın işlevleri aynıdır. TMP36 sıcaklık sensörü verileri aşağıda listelenmiştir. Boyutu: TO-92 paket Sıcaklık aralığı: -40 C ila 150 C Çıkış aralığı: 0,1V (-40 C), 2.0V (150 C), fakat doğruluk 125 C sonra azalır Güç kaynağı: 2.7V-5.5V çalışma geriliminde sadece 0,05 ma lik bir akım çeker. Daha detaylı bilgiler için TMP36 veri yapraklarına bakınız. (TMP36 Datasheet)

97 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu :TMP35/36/37 SICAKLIK SENSÖRLERİ TMP36 ile 34 ve 35 serisini daha iyi karşılaştırmak için aşağıdaki şekli inceleyiniz. Şekilde görüldüğü üzere X ekseni ısıyı ve Y ekseni ise ısı sensörlerinin çıkış gerilimini göstermektedir. b eğrisi, TMP36 sensörüne aittir. Gerilimi sıcaklığa dönüştürmek için aşağıdaki formülü kullanacağız. (LM36 veya TMP36 sensörü için geçerli.) SICAKLIK( C ) = [(Çıkış Gerilimi Volt) 0.5] * 10 Örneğin Çıkış Gerilimi 1V ise sıcaklık şu şekilde hesaplanır. ((1V -0.5) * 10) = 50 C Görüldüğü gibi 1V=1000 mv luk gerilim için ölçülen sıcaklık 50 C dir. Eğer LM35 veya TMP35 kullanıyorsanız, yukarıdaki şekilde a eğrisine denk gelir. Bu durumda formül: SICAKLIK( C ) = (Çıkış Gerilimi Volt) * 10 olacaktır. Bu uygulamada Arduino UNO R3 ve TMP36 sıcaklık sensorü kullanılarak sıcaklık ölçümü yapılıp, Arduino'nun serial monitor kısmında görüntülenmiştir. BreadBoard daki LED ler ise aşağıdaki durumlarda ışık verecektir. Sarı LED: 0 O C nin altındaki sıcaklıklar Yeşil LED: 0 ile 40 O C arasındaki sıcaklıklar Kırmızı LED: 40 O C nin üzerindeki sıcaklıklar

98 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.2.2: BREADBOARD DÜZENİ TMP36 sıcaklık sensorunun 3 adet bağlantı pini vardır, Soldaki: +5V Ortadaki :Sinyal ucu Arduino'nun analog 0. pine bağlanacaktır. Sağdaki :GND TMP36 sıcaklık sensoru çalışma voltajı 2,7-5,5V arasındadır, Arduino üzerinden rahatlıkla beslenebilir. TMP36'nın sinyal pini Arduino'nun analog 0. bitine bağlanacaktır. Program yazma esnasında ölçümler için yukarıdaki formül kullanılacaktır. LED leri sırası (SARI-YEŞİL-KIRMIZI) ile 13, 12, 11 nolu dijital çıkış pinlerine bağlayınız. Şimdi New Electronics Lab çalışma alanına dönüp aşağıdaki bağlantıları yapınız.

99 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.2.2: BREADBOARD BAĞLANTISI Devrenin şemasını görmek için Schematic View Butonuna tıklayınız. Aşağıdaki gibi bir görüntü ile karşılaşacaksınız.

100 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.2.3: TASLAK (SKETCH) YAZIMI ve ARDUINO KARTINA YÜKLENMESİ Code Editor butonuna tıklayınız. Aşağıdaki taslak çalışmasını Code Editor penceresine yazınız. Her yaptığınız işlem New Electronics Lab tarafından otomatik olarak internette kayıtlı hesabınıza kayıt edilecektir. Bir dahaki New Electronics Lab oturumunda çalışmanızın en son halini göreceksiniz. //Çıkış Pin Değişkenleri int ledyellow = 13; int ledgreen = 12; int ledred = 11; //TMP36 Pin Değişkenleri int sensorpin = 0; // Analog pin 0 a TMP36'nın Vout (sense) ucu //bağlanmalıdır. /* Bilgisayarla seri iletişim yapabilmek için Setup da aşağıdaki tanımlama yapılır. */ void setup() { } pinmode(ledyellow, OUTPUT); // Ledlerin bağlanacağı pinmode(ledgreen, OUTPUT); // çıkışları ayarla pinmode(ledred, OUTPUT); // Serial.begin(8600); //Bilgisayarla seri iletişimi başlat. //sonuçları görmek için serial monitoru açınız.

101 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.2.3: TASLAK (SKETCH) YAZIMI ve ARDUINO KARTINA YÜKLENMESİ void loop() // Loop fonksiyonuna giriş { //Sıcaklık sensöründen alınan ham değer int reading = analogread(sensorpin); // Bu noktada Oran-Orantı yöntemi ile A0 analog girişine uygulanan gerilimin değerini //hesaplıyoruz. float voltage = reading * 5.0; voltage = voltage / ; // ilk önce ham reading değeri gönderilir. Serial.print("Ham deger="); Serial.println(reading); // TMP36'nın sinyal ucundaki gerilim Serial.print(voltage); Serial.println(" volt"); // Şimdi de sıcaklığı gösterelim. float temperaturec = (voltage - 0.5) * 100 ; // MiliVolt cinsinden gerilimi sıcaklık değerine çevirmek için bu // formül kullanılır. //500 mvolt 0 C için offset değeridir. Serial.print(temperatureC); Serial.println(" derece C"); // Sıcaklık değerine bağlı olarak ilgili LED' in yakılması if (temperaturec < 0) // Sıcaklığın 0' ın altında olması durumu {digitalwrite(ledyellow, HIGH);digitalWrite(ledGreen, LOW);digitalWrite(ledRed, LOW);} else if (temperaturec >= 0 && temperaturec <= 40 ) // Sıcaklığın 0 ila 40 derece arasında olması {digitalwrite(ledyellow, LOW);digitalWrite(ledGreen, HIGH);digitalWrite(ledRed, LOW); } else if (temperaturec > 40 ) // Sıcaklığın 40 Derecenin üstünde olması durumu } {digitalwrite(ledyellow, LOW);digitalWrite(ledGreen, LOW);digitalWrite(ledRed, HIGH); } delay(200); //200 ms bekle

102 Bölüm 3: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.2.4: SİMULASYONUN ÇALIŞTIRILMASI Bu aşamada yaptığınız devreyi ve yazdığınız taslak programı çalıştırınız. Sağ üst köşedeki Start Simulation butonuna basarak simulasyonu başlatın ve çalışmanızı test ediniz. TMP36 sensörünün üzerindeki Sıcaklık Değiştirme çubuğunu 0 ila 125 O C arasında değiştirerek hangi LED in yandığını gözlemleyiniz. Yukarıdaki taslakta Ayrıca Serial monitörden sırası ile Analog Giriş 0 ın Ham Değeri (reading), Ham Değerin gerilime (voltage) dönüştürülmüş hali ve son olarak Sıcaklık Değeri(temperatureC) gözlemlenebilir. 24 C 0 deki ham Analog değer ve gerçek gerilim değeri (serial monitor aracılığı ile)

103 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.3: LED YAKIP SÖNDÜRME (BLINK) UYGULAMASI Bu derste, direncin farklı değerleri kullanılarak, bir LED in parlaklığını değiştirmeyi öğreneceksiniz.

104 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.3.1: MALZEME LİSTESİ Bu derste anlatılan deneyleri uygulamak için, aşağıdaki parçalar gereklidir. Parça-Adet 5mm Kırmızı LED- 1 Adet 270 Ω Direnç (kırmızı, mor, kahverengi çizgili) 1 Adet 470 Ω Direnç (sarı, mor, kahverengi çizgili) -1 Adet 2.2 kω Direnç (kırmızı, kırmızı, kırmızı çizgili) -1 Adet 10 kω Direnç (kahverengi, siyah, turuncu çizgili) 1 Adet

105 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.3.1: MALZEME LİSTESİ Yarı-Boy Breadboard 1 Adet Arduino Uno R3-1 Adet Bağlantı kabloları 1 Adet

106 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.3.2: LED LER LED'lerden gösterge ışıkları yapabilirsiniz. Elektrik tüketimleri çok azdır ve ömürleri çok uzundur. Bu derste, muhtemelen en çok en yaygın olan 5mm kırmızı LED kullanacaksınız. 5mm., LED in dış çapını ifade eder. 5mm lik LED lerin yanı sıra, 3 mm ve 10 mm. çaplarında LED ler de mevcuttur. LED inizi, doğrudan bir pil veya gerilim kaynağına bir bağlayamazsınız.. LED in Anod ve Katod uçları vardır ve Anot ucuna (+) ve Katod ucuna (-) bağlanmalıdır. Aksi durumda LED ışık yaymaz. Kırmızı LED in çalışma gerilimi 1.5 Volttur. LED in çalışma gerilimini sınırlandırmak için, ön direnç takılmalıdır. Aksi takdirde LED hasar görebilir. Eğer bir LED ile bir direnç kullanmazsanız, LED üzerinden çok fazla akım akacaktır. Doğal olarak, LED üzerinde aşırı ısı üretilir. LED; hemen tahrip olabilir. LED in, Anot(+) ve Katod(-) uçlarını bulmak için, iki yol vardır. İlk olarak, Anot(+) ucu daha uzundur. Katod(-) ucu kısadır. İkincisi; Katod(-) ucuna LED in şeffaf tarafından bakarsak, düz ve geniş bir kısım görürüz.

107 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.3.3: DİRENÇLER Adından da anlaşılacağı gibi, dirençler elektrik akımını sınırlar. Daha yüksek bir değerli bir direnç, daha az elektrik akımı akacaktır. Biz LED den geçecek olan akımı direnç ile sınırlandıracağız. LED in ne kadar parlaklık vereceği LED e takılan seri direncin değerine bağlıdır. Direnç birimi, genellikle Yunancada Omega-Ω harfi ile kısaltılır. Ohm şeklinde okunur. Bir Ohm un as katları çok fazla kullanılmaz. Genelde Kilo ohm (1000 Ω) ve Mega ohm ( Ω) gibi üst katları kullanılır. Bu derste, direnç, 270Ω, 470Ω, 2.2kΩ ve 10kΩ dört farklı değerleri kullanacağız. Üzerlerinde farklı renkli şeritler olması dışında bu dirençleri hepsi aynı görünüyor. Bu şeritler size direncin değerini söyler. Direnç üzerinde üç renkli çizgili renk kodu ve ve devamında altın şerit bulunur. Aşağıdaki gibi her renge ait bir numara vardır:

108 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.3.3: DİRENÇLER RENKLER KATSAYI değeri 1. band 2. band 3. band Çarpan Siyah Tolerans Sıcaklık katsayısı Kahverengi ± %1 100 ppm Kırmızı ± %2 50 ppm Turuncu k 15 ppm Sarı k 25 ppm Yeşil k ± %0.5 Mavi M ± %0.25 Mor M ± %0.10 Gri ± %0.05 Beyaz Altın 0.1 ± %5 Gümüş 0.01 ± %10 Renksiz ± %20 Yandaki tablonun kolay ezberlenmesi açısından bir heceleme geliştirilmiştir. SoKaKTa SaYaMaM GiBi (Ama Görürüm..) Burada dikkat edeceğiniz gibi ilk iki kelimenin sessiz harfleri sırası ile renk kodlarını (Siyah, Kahverengi, Kırmızı, Turuncu, Sarı, Yeşil, Mavi Mor, Gri, Beyaz ), son iki kelimenin baş harfleri ise Altın ve Gümüş'ü anımsatmak için kullanılmıştır. S K K T S Y M M G B FORMÜL BU! Örneğin yukarıdaki gibi dört bantlı bir direncimiz olsun. Direnç resminden görüleceği üzere direncimizin renkleri Kırmızı-Mor Kahverengi Altın şeklindedir. Tablodan görüleceği üzere Kırmızının değeri 2 ve Morun değeri 7 dir. 2 ve 7 sayılarının yan yana getiriyoruz. Bunu çarpan rengi ile çarpıyoruz. Çarpan rengimiz ise Kahverengidir. Kahverenginin çarpan değeri ise 10 dur. Bu durumda direncimizin değerinin 27x10= 270 Ω olduğu buluruz. Çizgili kahverengi, siyah, turuncu bir direnç yani 10 k 10 ve üç sıfır yani Ω olduğunu. Renk şeritleri Kahverengi- Siyah-Turuncu-Altın olan bir direncin değeri ise 10X1KΩ yani Ω dur. LED'ler gibi, dirençler yönlü elemanlar değildir. Her iki yönlü bağlanabilirler. Bu slayt glossary de olsun.

109 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.3.4: BREADBOARD DÜZENİ 270 Ω direnci ve LEDİ kullanarak, aşağıda gösterildiği gibi, Breadboard üzerinde bağlantı yapınız. Arduino kartı, LED in ve direncin kullanacağı 5 Volt gerilim için, uygun bir kaynaktır. Arduino kartınızın USB kablosunu bilgisayarınıza takınız, Arduino kartı size 5 Voltluk gerilim sağlayacaktır.

110 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.3.4: BREADBOARD DÜZENİ 270 Ω luk direnç ile LED oldukça parlak ışık verir. Eğer 270 Ω luk direnci 470 Ω luk direnç ile değiştirirsek, o zaman LED biraz sönük görünür. 2.2kΩ direnci LED ile seri bağlarsak LED oldukça sönük ışık verir. Son olarak, yerinde 10 kω direnç ile deneme yaparsak LED sadece görünür şekilde çok az ışık verir. Kırmızı kabloyu Breadboard dan çıkartıp boş bir deliğe takarsak, tıpkı bir anahtar gibi davranır ve LED söner. Yüksek dirençten daha az akım geçer. (OHM KANUNU) Kırmızı renkli LED için LED gerilimi 1,5 volt alınır. I 1 =(U-U LED )/R1= (5-1,5)/270= 13 miliamper I 2 =(U-U LED )/R2= (5-1,5)/470= 7 miliamper I 3 =(U-U LED )/R3= (5-1,5)/2200= 1,5 miliamper I 4 =(U-U LED )/R4= (5-1,5)/10000= 0,3 miliamper I 4 < I 3 < I 2 < I 1 I 1 Akımı en yüksektir. Akım ne kadar yüksekse; LED o derece parlak yanacaktır. Bu durumda LED e seri bağlanacak en uygun direnç 270 ohm olarak görülmektedir.

111 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.3.5: BREADBOARD ÜZERİNDEKİ LEDİ ARDUINO BOARD İLE YAKIP SÖNDÜRMEK Breadboard basit bir değişiklik ile, LEDi Arduino kartımızın bir çıkış pinine bağlayabiliriz. Aşağıda gösterildiği gibi, kırmızı bağlantı telini, Arduino kartınızın +5V konnektöründen D13 portuna taşıyınız. int led = 13; LED 13 nolu çıkıştan yanıyor Bir sonraki aşamada çıkış numarasının değiştirilmesi görülecektir.

112 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.3.5: BREADBOARD ÜZERİNDEKİ LEDİ ARDUINO BOARD İLE YAKIP SÖNDÜRMEK Şimdi 4.Derste 'Blink' örnek taslağını(programını) Arduino kartına yükleyiniz. Hem Arduino kartına da yerleşik olan 'L' LED inin, hem de BreadBoardda bulunan LED in yanıp söndüğünü göreceksiniz. Arduinonun farklı bir pinini kullanmayı deneyiniz. Bu pin D7 olacaktır. Kırmızı bağlantı kablosunu, D13 pininden D7 pinine taşıyınız. Taslak çalışmanız (Programınız) üzerinde aşağıdaki değişikliği yapınız. int led = 13; Yukarıdaki satırı aşağıdaki gibi değiştiriniz. int led = 7; Değiştirilmiş programınızı Arduino Kartınıza yükleyiniz. LED iniz yine yanıp sönecektir. Ama bu kez D7 pini üzerinden çalışmaktadır.

113 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.4: ARDUINO İLE RGB LED UYGULAMASI Bu derste, Arduino ile RGB LED (Kırmızı Yeşil Mavi) kullanmayı öğreneceksiniz. LED in rengini kontrol etmek için, Arduino IDE de bulunan `analogwrite` fonksiyonu kullanılır. Görünüş olarak RGB (Kırmızı, Yeşil, Mavi) LED'ler, normal LED lere benzer. Ancak LED paketi içinde, üç farklı LED barındırır. Kırmızı, yeşil ve de mavi olmak üzere 3 LED vardır. Her bir LED için, ayrı bir bacak mevcuttur. Her LED'in parlaklığını kontrol ederek, hemen hemen istediğiniz herhangi bir rengi elde edebilirsiniz. Normal şartlar altında LED e seri bağlanan direncin değerini değiştirip, LED lerin parlaklığını ayarlayabiliriz. Fakat bu yöntem çok zordur. Her seferinde renk ayarlamak için direnç değerlerini değiştirmek zorunda kalırsınız! Neyse ki; Arduino IDE de `analogwrite` fonksiyonu yardımıyla renk değiştirme işini kolaylıkla yapabilirsiniz. `AnalogWrite` komutu ile, RGB LED in, her üç LED ine de istediğiniz miktarda değişken elektrik akımı gönderebilirsiniz.

114 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.4: ARDUINO İLE RGB LED UYGULAMASI PWM TEORİSİ : Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM), elektrik gücünü kontrol etmek için kullanılan bir tekniktir. Biz LED'lerin parlaklığını kontrol etmek için, burada PWM tekniğini kullanacağız. Aşağıdaki diyagram, Arduino PWM çıkışlarından birinin sinyalini göstermektedir. Kabaca her 1/500 saniyede, PWM çıkışı bir darbe üretecektir. Bu darbenin uzunluğu 'analogwrite' fonksiyonu ile kontrol edilir. Yani 'analogwrite(0)' kodu herhangi bir darbe üretmeyecektir. 'analogwrite (255)' komutu ise yeni darbe gelene kadar çıkışı 5 Volt seviyesinde tutacaktır. Eğer analogwrite komutuna, 0 ile 255 arasında bir değer ataması yaparsak, atadığımız değere göre bir darbe üretilecektir. Arduino çıkışımızın 5 Voltta kalma süresini, bir PWM peryodunun %5 i olarak ayarlarsak, çıkışımıza sadece % 5 oranında elektriki güç aktarmış oluruz. PWM peryodunun %90 ı süresince çıkışımızı enerjilendirirsek, bu durumda çıkışa bağlı yükümüz elektriki gücün %90 ını alacaktır. Biz LED in bu kısa süre içerisinde yanıp söndüğünü göremeyiz. Bize göre; sadece LED in parlaklığı değişiyormuş şeklinde görülür

115 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.4.1: MALZEME LİSTESİ: Bu derste anlatılan projeyi uygulamak için, aşağıdaki parçalar gerekecektir. Parçalar-Adet 270 Ω Direnç (kırmızı, mor, kahverengi çizgili) - Biraz sönük olmasını isterseniz 1KΩ luk direnç kullanabilirsiniz 3 Adet Diffuse RGB 10mm LED - 1 Adet Yarım boy BreadBoard 1 Adet Arduino Uno R3 Kartı 1 Adet Jumper tel paketi 1 Adet

116 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu BREADBOARD BAĞLANTISI RGB LED in dört bacağı vardır. LED paketi içindeki her bir LED' in Anod(+) bacakları dışarıya çıkarılmıştır. Katod (-) uçları ise, LED paketi içinde birbirine bağlanmış ve tek bir bacak olarak LED paketinin dışına çıkarılmıştır. Ortak Katod(-) uç; LED paketinin düz tarafından bakıldığında ikinci bacaktır. Aynı zamanda, bu dört bacak içindeki en uzun bacaktır. Bu bacağı Arduino kartınızda GND ucuna bağlayacaksınız.

117 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.4.2: BREADBOARD BAĞLANTISI LED den geçen akımı sınırlandırmak için 270Ω direnç kullanmak gereklidir. Arduino kartındaki 9,10 ve 11 numaralı çıkışları, 270Ω luk dirençler üzerinden, RGB LED'in üç Anod(+) ucuna bağlayınız. Arduino Kartınızın 9,10 ve 11 nolu uçları PWM çıkışı üretmektedir. PWM hakkında daha ayrıntılı bilgi için PWM TEORİSİ konusuna bakınız. Uyarı: Eğer Ortak Anodlu(+) LED kullanıyorsanız uzun bacağı GND ye değil, +5V ucuna bağlayınız.

118 Bölüm 4: ARDUINO PROJELERİ Konu 4.4.3: RGB RENKLERİ Kırmızı, yeşil ve mavi ışık miktarlarını değiştirerek istediğiniz herhangi bir renk elde etmemizin nedeni, gözümüzün içinde üç tür ışık reseptörü olmasıdır (kırmızı, yeşil ve mavi). Gözünüz ve beyniniz kırmızı, yeşil ve mavi renklerinin miktarları işler, ve bu miktarları bir renk yelpazesine dönüştürür. Bir bakıma, üç LED kullanarak, biz gözlerimizi kandırıyoruz. Aynı düşünceyi, kırmızı, yeşil ve mavi renk noktaları(pikselleri) kullanan LCD ekranlar ve TV'ler de kullanılır. Her üç LED parlaklığını da, aynı olacak şekilde ayarlarsak, gözümüze görünen ışığın rengi beyaz olacaktır. Mavi LED in enerjisini keserseniz, sadece kırmızı ve yeşil LED'ler ışık verir. Bu durumda renk açık sarı görünür. Kırmızı, yeşil ve mavi LED lerin parlaklığını ayrı ayrı kontrol edersek, herhangi bir renk karışımını elde edebiririz. Siyah bir renk olarak kabul edilmez. Daha ziyade ışık yokluğu olarak kabul edilebilir. Eğer bütün LED lerimizi kapatırsak siyah renk elde edebiliriz.