Arduino - HC-SR04 Ultrasonik Sensör ile Mesafe Ölçer Uygulaması

Merhaba. Bu yazımda HC-SR04 ultrasonic sensörünü tanıyıp cisim algılama ve de mesafe ölçümü yapacağız. Ses dalgaları sınıflandırılmasında 20 KHz-1 GHz arasındaki ses sinyalleri ultrasonic ses olarak tanımlanmıştır.Bizim sensörümüz ve bir çok ultrasonic sensör 40Khz frekansında ultrasonic ses üretmektedir. Burada önemli olan sesin yüksekliğinde belirleyici olan etken frekanstır.Ses yüksekse frekansta yüksektir.Ultrasonic ses sinyallerini insan kulağı algılayamaz.

Aslında HC-SR04 tüm haliyle bir transdüserdir. Transdüser ile sensör arasındaki fark ise sensör herhangi fiziksel bir değişimi algılayan bir eleman iken, transdüser bu değişimi algılayıp elektrik,ısı vs. bir çok enerji formuna dönüştürebilen bir elektronik devredir.

HC-SR04'te 2 adet araba farını andıran bir tanesi ses iletici diğeri de ses alıcı olan transdüser bulunmakta. Sol taraftan 40 KHz'de üretilen ses sinyal darbesi engele çarpıp sağ tarafa gelir ve biz bu gidiş-geliş arasındaki zamanı, cm'ye çevirerek uzaklığı ölçeceğiz.


T=0 zamanında darbe iletilir(ultrasonic ses sinyali), cisimden yansır, transdüser tarafından algılanır ve tekrar

gönderilir.

Arduino- Çıkışları 9Volt veya 12 Volt Yapmak

Bildiğiniz üzere Arduino çıkışları 5V olmak üzere tasarlanmış. Fakat bazı devrelerde yönetmek istediğimiz elemanların çalışma voltları 12V,9V olabilmekte. Arduino ile bu elemanları yönetebilmek için mikrodenetleyicimizin ilgili pin çıkışına yandaki devreyi kurduğumuzda çıkışı 12V olarak yani transistörleri kaç volt ile besliyorsak o gerilimde alabileceğiz.  Bunu bir nevi DC-DC Inverter olarak da düşünebiliriz .

Arduino - LM35 Sıcaklık Sensörü ve LCD ile Termometre Uygulaması

Bu yazımda geçen yazıda yaptığımız termometre uygulamasında kullandığımız seri haberleşme yerine LCD ekranı kullanarak yine aynı projeyi yaptım.

Bu projeyi PCB karta işlerken elbette seri haberleşme portu yerine portatif olan LCD'yi kullanmak durumunda kalırız. Bu yüzden LCD'yi de öğrenmek mühim. Zaten Seri Haberleşmeyi tam olarak öğrenebilirsek LCD'yi de kullanmak zor olmayacaktır.

Burda sadece LCD Ekran kullanımı ve LM35 Termometre projelerini birleştirdim ve aşağıdaki kodu koştum. LCD Bağlantılarını tekrar yazacağım uğraşmak istemeyenler için :).

Arduino - LM35 Sıcaklık Sensörü ile Termometre Uygulaması

Analog giriş fonksiyonları ile sadece potansiyometre gibi elemanların çıkışlarını değil aynı zamanda analog çıkış veren bütün sensörlerin gerilim değerlerini Arduino'ya aktarabiliriz.Elbette ki bu değerler 5V değerini aşmamalı.

Sol taraftaki resimde sıcaklık değerini analog çıkış olarak vermekte olan LM35 sensörü ve pinlerinin ne için kullanıldığı gösterilmekte.

Vs+ Arduino'muzun 5V, Toprak pini GND'ye ve Vçıkış olarak gösterilen pin de herhangi bir analog girişe takılarak Arduino ile sıcaklık ölçümü yapabiliriz.

Bu proje ile hem sensör ölçümlerine başlamış olacağız, hem de bir önceki yazıda görmüş olduğumuz "float" kodunu da kullanmış olacağız.






Analog giriş için Arduino'daki A1 pin girişini kullandım. Analog girişler sol tarafta olduğundan devre kurma işininin rahat  olması için breadboard un sağ tarafının kullanılması sağlıklı olur.

Matematiksel ifadeyi kurabilmek için yani analog değeri sayısal değere çevirmek için LM35'in analog çıkış yapısını bilmemiz gerekir.

Orta bacağından verilen mV mertebesindeki gerilim her °C için 10 mV üretir. Yani 25 °C için çıkış 250 mV olur. 

Arduino - Matematiksel İşlemler

Arduino matematiksel işlemler yapmak için matematiksel operatörleri kullanır. Bu operatörleri birlikte kullanarak karmaşık matematik işlemleri, arduinoya yaptırabilir sensörlerden elde ettiğimiz değerleri(V,mV) istediğimiz değerlere çevirebiliriz (K,C,metre vs.). 

Bu operatörlere örnek vermek gerekirse,

c= a + b  //  a değeri ile, b değerini toplayıp c değerine atar.
c= a - b  //  a değerinden b değerini çıkartıp c değerine atar.
c= a * b  //  a değeri ile, b değeriniçarpıp c değerine atar.
c= a / b  //  a değerini  b değerine bölüp c değerine atar.
c = a%b //  a değerinin b ye bölümünden kalanı c değerine atar, bu ifadeyi kullanmıştık.


Ledlerin veya butonların hangi pinlere bağlı olduğunu belirtmek için int değerini kullanmıştık.
Bu int değeri bizim belirttiğimiz sayının veya çıkışın tamsayı istendiği anlamına gelmekte.

Arduino - Ortak Katot 7 Segmentli Gösterge 0-9 Sayıcı

Bir önceki yazımda ledleri buton yardımıyla sırasıyla yakmıştık. Bu yazımda ise 7 segment gösterge (display) kullanarak 0-9 sayıcı yapacağız. Ama önce 7 segment display hakkında biraz bilgi edinmeliyiz.

Displaylerin bir çok çeşiti bulunmakta (ortak anot,ortak katot, 7seg,14 seg, 16 seg vs.). Biz projemizde 7 segmentli ortak katot display kullanacağız. 






Display 8 adet ledden oluşmakta. Bunlardan 7 tanesini
istediğimiz rakamları göstermek için kullanacağız. Bu yüzden de hangi ledi hangi harfle adlandırdığımızı programlamanın ve sayıcının sağlığı açısından iyi öğrenmemiz gerekiyor. Sağdaki resim hangi ledin hangi harf ile standardize edildiğini gösteriyor. Bu isimler standarttır tabi siz kendi istediğiniz gibi adlandırabilirsiniz fakat şimdiki proje için standarda uyacağız.

Elimizde bulunan katot displayin hangi pininin hangi ledi yaktığı yandaki resim göstermekte. A ledini yakmak için örneğin 7 numaralı display pinine gerilim vermeliyiz. Tabii ki 5 voltu aşmamak ve 8.,3. pinlerin toprağa bağlı olması şartı ile. 

Herhangi bir lede gerilim uygulamadaki direnç bağlama kuralımızı burda da işleyebiliriz o yüzden pinlere direkt 9v veya benzeri gerilimleri uygulamayın :) .

Projemize gelince, yanmasını istediğimiz ledleri teker teker Arduino'muzdaki belirlediğimiz pinlere takıyoruz. Kusura bakmayın fritzingde devre biraz karışık çıktı fakat eminim ki kodlara bakarak zaten devreyi kendiniz de kurabilirsiniz rahatlıkla.

Devrede bir önceki yazıda yaptığımız uygulamaya benzer olacak sadece daha gösterişli ve daha anlamlı daha işe yarar bir proje olacak. Geliştirilerek skorboard yapılabilir bu proje ile.

Arduino - Buton ile Çıkışları Değiştirme

Butonların öneminden daha önceki yazımda bahsetmiştim. Burada da yine bir öncekine benzer bir uygulama yapacağız. Bu uygulamanın yapılış amacını aslında 7 segment display uygulamalarına giriş için yaptığımızı düşünebiliriz.

Kısaca uygulamadan söz etmek gerekirse amacımız burda 1 sayısal giriş ile  2 sayısal çıkışı yönetmek olacak. Butona her bastığımızda çıkışın yeri değişecek. Yani çıkış olarak kullandığımız yeşil ve turuncu ledleri sırayla butona basarak yanmasını sağlayacağız.

Bu uygulamaya geçmeden önce size aritmetik bir operatör olan " mod " almayı anlatacağım.

Arduino'da ve bir çok C tabanlı dilde mod  " % " ifadesi ile alınmakta. Yani biz herhangi bir integer değerin herhangi bir sayı modunda almak istersek şu şekilde kullanmamız gerekiyor.

Arduino - LCD Ekran Uygulaması

LCD uygulamaları mikroişlemciler ile yapılan uygulamalar için önemli bir temel taş. Çünkü ölçülmesini istediğimiz (mesafe ölçümü,hız ölçümü vs.) birimleri aynı anda ekranda görebilme imkanımız bulunmakta.

Öncelikle LCD ekrandan bahsetmek istiyorum.Gereksiz bilgi ama açılımı Liquid-Cyrstal Display. Piyasada çok çeşidi var hatta Arduino için üretilmiş olanları bile var.Fakat ben LCD ekranımı Arduino'yu almadan çok çok önce aldığım için biraz farklı ve bağlantıları resimden de anlaşılacağı üzere biraz karmaşık oldu.

Arduino - Analog Girişler (Voltmetre)

Hayatta herşeyin "1" ve "0" lardan oluşmadığından bahsetmiştik.Hayat analog değerlerle kaynıyor :D. Bu yazımda bunu daha iyi anlıcaz. Maksimum 5V'a kadar ölçüm yapabilen bir voltmetre yapıcaz.

Arduino analog girişleri 10bitliktir. 2^10= 1024 matematiksel hesabından, okunan her analog değer 1024 örneğe ayrılır.Bu ayrılan örneklere göre de okunma işlemi yapılır yani her değer 0-1023 değerleri ve bu değerler arasında ki en yakın tamsayı değerine atanır. Aslında daha önce bahsetmem gerekiyordu (Analog çıkışlarda) bu ADC olayından , geç kaldığım için özür dilerim.


Bizim analog gerilim değerimiz maksimum 5V  olacak. Bu 5V'luk değer 0-1023 değerleri arasında atanacak. Bu, seri haberleşme portunu kullanıp değer okurken küçük bir matematiksel formüle ihtiyacımız olacağını gösteriyor bize.

Arduino - Dijital Girişler (Butonlar)

Butonlar mikroişlemcilerle yapılan her proje önemli elemanlardır. Yazılan programları çalıştırmada ya da çalışan programlara anında müdahele için butonlar kullanılmaktadır. Açıkçası yazılan program sonrası uygulamaya geçildiğinde ve butona basıldığında bir led in yanması bile ayrı bir zevk veriyor insana :).

Butonlar önemli çünkü mikroişlemciler ile yapacağımız herhangi bir robotik uygulamada, robota bu butonlar sayesinde yön verme gibi bir seçeneğimiz bulunmakta. Oyuncak arabalar için git/gel komutları gibi.
Arduino'dan önce kullanmış olduğum MSP430 Launchpad üzerinde kendi butonu bulunmaktaydı ve geriye sadece onu programa okutmak kalıyordu. Arduino UNO'da sadece reset butonu olduğu için bu butonu kendimiz harici olarak eklicez.

Arduino - Analog Çıkışlara Hükmetmek (PWM & Ledler)

Daha önce dijital çıkışlara hakim olmuştuk. "1" ve "0" mantığı ile ledimizi yakmış ve söndürmüştük.Fakat hayatta ki ölçülebilen değerler sadece "1" ve "0" lardan oluşmuyor. Bu yazımda analog çıkışlarla ilgili çalışma yapacağız. Arduino UNO ve türevleri bu özelliği barındırmakta.

Arduino - Dijital Çıkışlara Hükmetmek (Led Yakma)

Elektronik dünyasına giriş için bir mikroişlemci seçmemiz gerektiğinden bahsetmiştim . Tercihimi Arduino UNO'dan yana kullandım. Elimde PIC programlayıcım var fakat hazır bir launchpadi olan Arduino ile bu dünyaya giriş yapmak bana daha cazip geldi. 

Ardunio, kodların yazıldığı sayfaya sketch adını veriyor yani karalama.Setup() ve Loop() bölümeri bu karalamalarda mutlaka olmak zorunda.

void setup ()

          { ilk değerler ve ilk başta bir kere çalışacak kodlar 
      }
         void loop() 
      {
// devamlı tekrarlanarak sırasıyla çalışacak  kodları burada yazıyoruz     } 

Bu yazımda Arduino'nun çıkışlarına led bağlayarak, bir kaç örnekle çıkışlara hükmedeceğiz.Yazımda yapacağımız uygulamalardaki malzemeler ise şunlar:

- 4 adet Led (Farklı renklerde olursa güzel olur.)
- Jumper Kablolar
- Direnç (İsteğe bağlı ben şahsen kullanmadım.)