BLUTOOT KUMANDA KONSOLU ĐL KONTROL DĐLN ROBOT KOLLU PALTLĐ MOBĐL ARAŞTIRMA ROBOTU CRAWLR MOBIL SARC ROBOT WIT ROBOTIC ARM CONTROLLD BY BLUTOOT JOYSTICK Tolga OLCAY, Dokuz ylül Üniversitesi Đzmir Meslek Yüksekokulu, ĐZMĐR Taner AKKAN,Dokuz ylül Üniversitesi Đzmir Meslek Yüksekokulu, ĐZMĐR akan ÇLĐK,Dokuz ylül Üniversitesi Đzmir Meslek Yüksekokulu, ĐZMĐR üseyin Oğulcan Demir, Dokuz ylül Üniversitesi Đzmir Meslek Yüksekokulu, ĐZMĐR Anıl Canavar,Dokuz ylül Üniversitesi Đzmir Meslek Yüksekokulu, ĐZMĐR Bayram Kavalcı, Dokuz ylül Üniversitesi Đzmir Meslek Yüksekokulu, ĐZMĐR Abdülkadir Ceylan, Dokuz ylül Üniversitesi Đzmir Meslek Yüksekokulu, ĐZMĐR Salim azar Yılmaz, Dokuz ylül Üniversitesi Đzmir Meslek Yüksekokulu, ĐZMĐR ÖZT Günümüzde gelişen teknoloji ile robotların hem endüstriyel uygulamalarda hemde günlük hayatımızda kullanım alanları gittikçe artmaktadır.bu projede araştırma ve örnek toplama amacıyla üretilen paletli mobil robotun Bluetooth teknolojisine sahip kumanda konsolu ile uzaktan kontrolü amaçlanmıştır. Bu amaçla geliştirilen paletli mobil robot ve üzerindeki robot kol SolidWorks programı ile tasarlanarak imal edilmiştir.uzaktan kablosuz iletişim Bluetooth protokolü ile yapılmaktadır. Kontrol sistemi için robot üzerinde yerleştirilmiş Arduinomikrodenetleyici, Arduino Usbost, Bluetooth ve DC motor kontrol kartı ile el kumandası için Bluetooth özellikli kumanda konsolu kullanılmıştır. Paletli mobil robot, robot kol ile eklenebilecek diğer modüllerinkontrolü tek kumanda konsolu üzerinden yapılabilmektedir. Anahtar sözcükler: Paletli robot, Robot kol, Arduino, Bluetooth kumanda konsolu. ABSTRACT Nowadays utilization of robots is increased more and more in daily life as well as in industrial applications with developing technology.in this study it is aimed to control a crawler mobile robot which is built to researching and sample collecting, with remote control using Bluetooth joystick. For this purpose, the crawler mobile robot and robotic arm were constructed by designed with SolidWorks. Wirelessly remote communicationis done by Bluetooth protocol. For the robot controlling system, Arduino microcontroller, ArduinoUsbost, Bluetooth and DC motor control card that are on the mobile robot, and Bluetooth joystick for manual control, are used. The crawler mobile robot, robotic arm and other additional modules can be controlled by one joystick. Keywords:Crawler robot, robotic arm,arduino, Bluetoothjoystick. 1
1.GĐRĐŞ Son yıllarda mekatronik uygulamaların artmasıyla mobil robot kullanımda gözle görünür bir artış görülmektedir.robotlar insan hayatını kolaylaştırmak için geliştirilmektedir. Mobil robotların günümüzde eğlence, evlerde temizlik, insan hayatı için tehlikeli ortamlarda görev yapmak gibi birçok kullanım alanı bulmaktadır.bu tür robotlar üzerlerinde bulunan sensörler yardımıyla kendi başlarına daha önceden öğretilmiş hareketleri yapabileceği gibi uzaktan kablolu veya kablosuz kumanda sistemi ile bir insan tarafından da hareket ettirilebilir.[1] Bu çalışmada bilgisayar yardımı olmadankumanda konsolu ile kablosuz olarak haberleşebilen Robot Kollu Mobil Araştırma Robotu (ROKMAR) gerçeklenmiştir.öncelikle robotun mekanik aksamı tasarlanmış ve üretilmiştir. Ardından Arduino mikrodenetleyicili kontrol ünitesi,haberleşme ünitesi gibi birçok elektronik donanım birleştirilmiştir.son olarak robotla iletişim kurmak ve robotu kontrol etmek amacıyla gerekli yazılımlar yazılmıştır. 2. MKANĐK TASARIM ROKMAR araştırma robotunun mekanik aksamı piyasadan kolayca temin edilebilen triger dişli kayışı ile kayışa uygun alüminyum dişliler üzerine inşa edilmiştir. Kayış dişli sisteminin ölçülerine uygun taşıyıcı gövde Solidworks programı ile pil yuvaları, motor destekleri ve bağlantı noktalarınıda kapsayacak şekilde tasarlanmış (Şekil 1) ve lazer kesim metodu ile alüminyum saçtan imal edilmiştir. Şekil 1. ROKMAR robotunun Solidworks tasarımı Đmal edilen gövde, dişli kayış sistemi ve Şekil 2 de görülen 2 adet 12V, 92 Devir / dakika (rpm) hiza sahip redüktörlü dc motor[2] ile birleştirilerekaraştırma robotunun mekanik aksamı tamamlanmıştır.(şekil 3) Şekil 2.Japan Servo Co. Ltd. markalı DC motor 2
3. LKTRONĐK DONANIM Şekil 3. ROKMAR mobil araştırma robotu. 3.1 Arduino Uno ve DC Motor Kontrol kartı Arduino Uno, ATmega328 işlemci kullanan Arduino çeşididir. 14 dijital giriş/çıkış pini bulunur, bunlardan 6 sı PWM çıkışı olarak kullanılabilir. 6 analog giriş pinine sahiptir. 16 Mz kristal osilatörü, USb bağlantısı, 2.1mm güç girişi, ICSP başlığı ve reset butonu vardır. Mikroişlemciyi destekleyecek her şeye sahiptir. Çalıştırmak için DC 7~12V güç kaynağına bağlamak yeterlidir.[3] DC motor kontrol kartı ise Arduino kartına eklenmektedir.bu, iki DC motor kontrol edecek olan Arduino için hazırlanan bir motor sürücü modülüdür. L298 -köprüsüne bağlı olarak, kanal başına 2A akıma kadar motor sürebilmektedir. Arduino Uno ve motor kontrol kartı Şekil 4 de gösterilmiştir.[4] 3.2. Kablosuz kumanda kolu Şekil 4. Arduino Uno ve motor kontrol kartı Kumanda koluolarak, Arduino ya bağlı bluetoothmodülü ile bağlantı kurarak kablosuz iletişimyapabilen, oyun konsolları için üretilmiş kumanda kolu kullanılmıştır. (Şekil 5) Şekil 5.Kablosuz kumanda kolu 3
3.3. USB ost ADK kartı ve Bluetooth cihazı USB host ADK kartı Arduino Uno ile usb yoluyla bağlanan mouse, dijital kamera, kumanda kolu, bluetooth ve android telefonlar gibi eklentilerin iletişimini sağlamaktadır.[5] Kablosuz iletişim için kullanılan modül ise 100 m kadar iletişim alanı bulunan mini USB Bluetooth dur. Kart ve Bluetooth cihazı Şekil 6 te gösterilmektedir. Şekil 6. USB host ADK kartı ve bluetooth cihazı Sistemin yerleşim diyagramı aşağıdaki şekil 7 de verilmiştir. Pil Arduino Motor Kartı ROKMAR Pil USB host kartı Bluetooth cihazı Kablosuz kumanda kolu Şekil 7.Sistem yerleşimi 4. YAZILIM Sistemin kontrolü için Arduino kullanılmıştır. Arduino açık kaynak kodlu elektronik prototip geliştirme platformudur.[6] Arduino kullandığı dil oldukça basittir, çok temel bir C bilgisi ile usb üzerinden direkt olarak mikrodenetleyici programlanabilir ve gerçek zamanlı uygulamalar çalıştırılabilir. Yazılım üç kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısım kumanda konsolu ile bluetooth bağlı USB ost kartı arasında iletişimi sağlayan kısımdır. Đkinci kısım ise kumanda konsolundan gelen analog veya dijital veriyi işleyen kısımdır. Üçüncü kısımda ise işlenmiş bilgiyi PWM kontrolü ile DC motorlara ileten kısımdır. Kontrol sisteminin akış diyagramı Şekil 8 de verilmiştir. 4
BAŞLAT Bluetooth Aktif mi? Serial Girişlerini azırla ve Oku Arayüzünü Resetle Gelen Bağlantıları Tara azır mı? Bağlantı İsteği Bekle Serial Girişleri Tara Bağlantı Var mı? Arayüzü Bağla Komut gönderimi? Motorları Uygun Yönde Döndür Komut İstemi İçin Bekle Şekil 8.Kontrol sistemi akış diyagramı 5. SONUÇLAR V GLCK ÇALIŞMALAR Bu çalışma sonucunda Dokuz ylül Üniversitesi Đzmir Meslek Yüksekokulu Mekatronik Bölümü nde robot araştırmaları için kullanılabilecek paletli bir araç geliştirilmiştir. Bu araç mekanik zorlu arazi koşullarında ilerleyebilecek yeterlikte olup daha sonraki projelerde başlangıç noktası olarak kullanılabilecek niteliktedir. Çalışmanın gerisinde yatan ana düşünce bu aracın, insan hayatı açısından riskler ihtiva eden mekânlarda, uzaktan kumanda edilerek, insanlar tarafından yapılması gereken görevleri üstlenmesidir. Bu çalışma ile tasarımı tamamlanan paletli mobil araştırma robotunun bluetooth teknolojisi kullanan kumanda konsolu ile uzaktan kablosuz kontrolü yapılmıştır. Geliştirilen yazılım ile Arduino Uno, dc motor kartı,usb host kartı ve kumanda konsolunu bütünleşmiş çalışması sağlanmıştır. Yazılım sisteme eklenecek robot kol, kamera gibi ek modülleri çalıştırma kapasitesine sahiptir. 5
Gelecekte projeyi geliştirmek için yapılacak çalışmalar: - Mevcut dönem içinde geliştirilen robot kolun sisteme adaptasyonu - Motor destekli geniş görüş açısına sahip kameranın sisteme eklenmesi ve bununla ilgili yazılımın geliştirilmesi. - Mevcut yazılımın iyileştirilmesi. 6. KAYNAKÇA [1] G. Bayar, A. B. Koku, Đ. Konukseven, Araştırma Amaçlı Modüler Bir areketli Robot Platformu Tasarımı,Timak-Tasarım Đmalat Analiz Kongresi, BALIKSĐR, TÜRKĐY (2006). [2] NIDC SRVO CORPORATION, http://www.nidec-servo.com/, TOKYO(1994). [3] Arduino omepage, http://arduino.cc, ĐTALY(2005). [4]SparkFun lectronics, http://www.sparkfun.com/products/9947, LONGBOW DRIV(2009). [5]Circuits@ome, http://www.circuitsathome.com/usb-host-shield-hardware-manual, Russia(2006). [6] Arduino Türkiye Bloğu, http://arduinoturkiye.com/, TÜRKĐY(2011). 6