Giriþ: Mikrodenetleyiciler kontrol sistemlerinde sýklýkla kullanýlan programlanabilen bütünleþik devrelerdir. Bir bilgisayar sisteminin ihtiyaç duyduðu iþlemci, hafýza ve giriþ-çýkýþ birimleri ile analog-dijital, dijital-analog dönüþtürücü ve darbe genliði modülasyonu gibi birçok donanýmý bünyesinde barýndýrabilir. Düþük güçlü ve ufak sistemlerden, karmaþýk yüksek güçlü sistemlere kadar birçok yerde kontrol amaçlý kullanýlmaktadýrlar. Bu yüzden mühendislik ve diðer teknik eðitim alanlarýnda mikrodenetleyiciler eðitimi önemli bir yer tutmaktadýr. Bu eðitimin en iyi þekilde verilebilmesi için laboratuvar uygulamalarýna gerekli önemin verilmesi gerekir. Farklý donaným yapýlarý ve yazýlým geliþtirme ortamlarý kullanýlarak, öðrencilere alternatifler konusunda vizyon saðlanmalýdýr. Ayrýca bilgisayar tabanlý yazýlým geliþtirme ortamlarý hakkýnda yeterli bilgi sahip olmalarý saðlanmalýdýr. Bu amaçla programlama araçlarý ve donanýmlarla ilgili yeteri kadar uygulama yapýlabilmesi için uygun eðitim materyallerinin üretilmesine ihtiyaç duyulmaktadýr.
Amaç: Mikrodenetleyiciler laboratuvarýnda alternatif bir eðitim yöntemi geliþtirerek, öðrencilerin daha interaktif bir ortamda mikrodenetleyici programlama süreci hakkýnda bilgi edinmelerini saðlanmak istenmektedir. Farklý donaným ve yazýlýmýn geliþtirme ortamlarýnýn özellikleri incelenerek, bilgisayar ara yüzleri üzerinden eðitim sürecini daha eðlenceli hale getirilmesine katkýda bulunmak hedeflenmektedir. Ayrýca öðrencilerinin kendi sistemlerini tasarlayarak bilgisayar üzerinden etkileþimli olarak kontrol edebilmesi amaçlanmýþtýr.
Kapsam: Mikrodenetleyiciler laboratuvarýnda gösterilen PIC ve INTEL tabanlý mikrodenetleyicilere alternatif olarak, son yýllarda özellikle öðrenciler tarafýndan sýklýkla kullanýlan Arduino ile ilgili bir eðitim seti tasarýmý gerçekleþtirilmiþtir. Ayrýca bilgisayar üzerinden Labview, MATLAB ve Processing gibi ara yüz tasarým programlarýyla, programlama sürecinin görsel hale getirilmesine yönelik çalýþmalar yapýlmýþtýr. Bu eðitim seti mikrodenetleyiciler laboratuvarýnda öðrencilere alternatif bir platform üzerinde programlama ve ara yüz tasarýmý gibi konularda eðitim vermek için kullanýlmýþtýr. Öðrencilerin kendi setlerini oluþturarak, kendi bilgisayarlarý üzerinde bu sistemleri nasýl programlayacaðý ve gözlemleyebileceði ile ilgili eðitimler verilmiþtir. Ayrýca kendi setlerini tasarlayarak kullanabilmeleri için gerekli olan araçlar ve yöntemler üzerinde durulmuþtur.
Araþtýrmanýn Problemi: Mikrodenetleyiciler dersine, programlama süreçleri ve yazýlým dillerinin karmaþýklýðýndan dolayý ilgi düþüktür. Kullanýlan araçlar eski ve pratik uygulamalar yapmaya çok elveriþli olmadýðýndan daha güncel, pratik ve bilgisayar sistemleri ile etkileþimi yüksek araçlara ihtiyaç duyulmaktadýr.
Sýnýrlýlýklar: Setler için gerekli olan donanýmlarýn maliyeti düþük tutulmaya çalýþýlsa da her öðrenci için temini mümkün olmamýþtýr. Ýsteyen öðrenciler gerekli donanýmlarý kendileri temin etmiþlerdir. Ayrýca çalýþmalar için kiþisel bilgisayar kullanmak gerekli olduðundan ve her öðrencinin kendi diz üstü bilgisayarýyla ders katýlmasý gerektiði için bilgisayarý olmayan öðrenciler sýkýntý yaþamýþtýr.
Yöntem: Arduino uno, nano ve due gibi farklý tiplerdeki kartlarla oluþturulan eðitim setlerinde dijital osiloskop kartlarý ve çeþitli sürücü devreleri ile giriþ-çýkýþ birimleri kullanýlmýþtýr. Bu sistemlerin programlanmasýnda Arduino’nun kendi yazýlým geliþtirme ortamý kullanýlmýþtýr. Ayrýca ara yüz tasarýmý için LabView, MATLAB ve Processing gibi yazýlýmlar kullanýlmýþtýr. Deney setlerinin tasarýmýnda bazý parçalar üç boyutlu yazýcý kullanýlarak oluþturulmuþ ve tasarýmda maliyet olabildiðince düþük tutulmuþtur.
Bulgular: Geliþtirilen uygulama setleri, zaten Arduino sistemlerine yapancý olmayan ve bu alanda ilgisi olan öðrencilere cazip gelmiþtir. PIC ve INTEL marka mikrodenetleyicilere göre daha kullanýcý dostu olan bu sistemler, yeni baþlayanlar için oldukça avantajlýlardýr. Uygulama geliþtirme ve sistem girdi-çýktýlarýný takip etmenin daha kolay olduðu bu sistemlerin, uygun yazýlýmýn geliþtirme ortamlarýyla farklý ara yüzler üzerinden kontrolü de oldukça kolaydýr. Öðrencilerin öðrenme sürecine olumlu etkisi oldukça açýk olan bu tür eðitim materyallerinin eðitmen ve öðrenci tarafýndan birlikte geliþtirilmesi uygulamalý eðitimler açýsýndan önem arz etmektedir.
Sonuç: Yapýlan çalýþmalarla öðrencilere projelerinde kullanacaklarý donanýmlar ve yazýlým geliþtirme ortamlarý hakkýnda gerekli ön bilgiler verilmiþtir. Ayrýca mikrodenetleyici laboratuvarýnda uygulamalý çalýþmalarda kullanýlabilecek alternatif donanýmlar hakkýnda bir ön çalýþma niteliðindedir. Farklý donaným ve yazýlýmýn geliþtirme süreçlerinin benzerlikleri ve farklýlýklarý üzerinde durulmuþ, öðrencilere uygulama geliþtirme süreci hakkýnda bilgi verilmiþtir. Bu setlerin önümüzdeki yýllarda geliþtirilerek mikrodenetleyici laboratuvarýnda kullanýlmasý planlanmaktadýr.
Anahtar Kelimeler: Mikrodenetleyiciler, Eðitim Seti, Ara Yüz, Yazýlým geliþtirme
|
