Development of an Economic and Functional Robotics Training Set: ARUbot

Abstract

The aim of this study is to develop the university's own robotics training set, which; can be used in electronic and robotic coding education, is easy to program, is circuit protected, can be coded by written or block-based, is easy to see module connections, has no licensing and copyright problems, can reduce the usage and also outflow of public resources. In this development study, we focused on; how the robot can design, how much it will cost and what applications can be done. In this study, based on the Waterfall Model, which is one of the System / Software Project Management Models, a development card named Ardunio was used and an educational robot prototype consisting of 11 modules was produced with Arduino support. With this robot called ARUbot, a totally of 2047 different usage can be achieved by using the modules on it with various combinations. Also, ARUbot can perform many other functions such as line tracking, avoiding obstacles, measuring temperature and humidity, measuring light status, controlling with bluetooth, writing text on the screen. Moreover, thanks to the fact that such a robot is manufactured by the university, it has been found that its cost is about 8 times lower than its peers. Considering the findings put forward by the policy makers and educational institutions of Turkey within the scope of this study, it can be said that the flow of public resources abroad can be reduced with robotic coding training sets originating from abroad.

Keywords

• Robotics kits,Robotics education,Robotics coding,STEM

Ekonomik ve İşlevsel Bir Robotik Eğitim Setinin Geliştirilmesi: ARUbot

Öz

Bu çalışmanın amacı; elektronik ve robotik kodlama eğitiminde kullanılabilecek, programlanması basit, kısa devre korumalı, yazarak veya blok tabanlı kodlanabilen, modül bağlantılarının kolayca görülebildiği, lisanslama ve telif hakkı sorunu bulunmayan, düşük maliyetli, kamu kaynaklarının dışa aktarımını azaltabilecek nitelikte, üniversitenin kendi robotik eğitim setini geliştirmektir. Bu amaçla yapılan geliştirme çalışmasında robotun nasıl tasarlanabileceği, maliyetinin ne kadar olacağı ve hangi uygulamaların yapılabileceğine odaklanılmıştır. Sistem/Yazılım Proje Yönetim Modellerinden Şelale Modelinin baz alındığı bu çalışmada Ardunio isimli geliştirme kartı kullanılmış ve Arduino destekli toplam 11 modülden oluşan bir eğitim robotu prototipi üretilmiştir. ARUbot ismi verilen bu robot ile üzerindeki modüllerin çeşitli kombinasyonlarla kullanılması neticesinde toplam 2047 farklı kullanım elde edilebilmektedir. Ayrıca ARUbot; çizgi izleyebilme, engelden kaçabilme, sıcaklık ve nemi ölçebilme, ışık durumunu ölçebilme, bluetooth ile kontrol edilebilme, ekranına yazı yazabilme gibi daha birçok işlevi bir arada yerine getirebilmektedir. Üstelik böyle bir robotun üniversite tarafından üretilmesi sayesinde, maliyetinin emsallerinden yaklaşık 8 kat daha düşük olduğu anlaşılmıştır. Ülkemizin politika yapıcıları ve eğitim kurumları yöneticileri tarafından bu çalışma kapsamında ortaya koyulan bulguların dikkate alınması sayesinde, yurtdışı menşeili robotik kodlama eğitim setleriyle kamu kaynaklarının yurtdışına akmasının azaltılabileceği söylenebilir.

Anahtar Kelimeler

• Robotik kitler,Robotik eğitimi,Robot kodlama,STEM

References

1. Akgündüz, D., Aydeniz, M., Çakmakçı, G., Çavaş, B., Çorlu, M. S., Öner, T., & Özdemir, S. (2015). STEM eğitimi Türkiye raporu. İstanbul: Scala Basım.
2. An, G., Yang, Y., Wang, J., & Du, X. (2019). A Study on the Effects to Students' STEM Academic Achievement with Chinese Parents' Participative Styles in School Education. Kuram ve Uygulamada Egitim Bilimleri, 19(1), 41-54.
3. Colucci-Gray, L., Burnard, P., Gray, D. S., & Cooke, C. F. (2019). STEAM (Science, Technology, Engineering, Mathematics+ Arts). Re-visioning Education?. In Oxford Research Encyclopedia of Education (pp. 1-26). OUP Oxford.
4. Çatlak, Ş., Tekdal, M., & Baz, F. Ç. (2015). Scratch yazılımı ile programlama öğretiminin durumu: Bir doküman inceleme çalışması. Journal of Instructional Technologies & Teacher Education, 4(3), 13-25.
5. Çoban, G. S. (2018). Bilim ve Sanat Merkezleri Yöneticilerinin Yaşadıkları Zorluklar ve Çözüm Yollarına İlişkin Görüşleri: İstanbul Örneği (Doctoral dissertation, İstanbul Kültür Üniversitesi/Sosyal Bilimler Enstitüsü/Eğitim Bilimleri Anabilim Dalı).
6. Çömek, A., & Avcı, B., (2016). Fen eğitiminde robotik uygulamaları hakkında öğretmen görüşleri. Uluslararası Yükseköğretimde Yeni Eğilimler Kongresi.
7. Gencer, C., & Kayacan, A. (2017). Yazılım Proje Yönetimi: Şelale Modeli ve Çevik Yöntemlerin Karşılaştırılması. Bilişim Teknolojileri Dergisi, 10(3), 335-352.
8. Kasalak, İ. (2017). Robotik Kodlama Etkinliklerinin Ortaokul Öğrencilerinin Kodlamaya İlişkin Özyeterlik Algılarına Etkisi ve Etkinliklere İlişkin Öğrenci Yaşantıları (Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi).

9. Keenan, E., Shoushtarian, M., Karmakar, C. K., & Palaniswami, M. (2019). Developing STEM skills using Arduino and heart rate variability analysis. Selected works, 47.
10. Ling, O. S., & Wah, J. L. P. (2019). Ucts Foundation Students’perception Towards Arduino as a Teaching and Learning Tool in Stem Education. e-Bangi, 16(3).
11. Martn-Ramos, P., Lopes, M. J., Lima da Silva, M. M., Gomes, P. E., Pereira da Silva, P. S., Domingues, J. P., & Ramos Silva, M. (2018). Reprint of First exposure to Arduino through peer-coaching. Computers in Human Behavior, 80(C), 420-427.
12. McCullen, K., & Walters, M. (2018). Computer science and robotics using the raspberry pi, arduino, and other SBCS. journal of computing sciences in colleges, 33(6), 157-159.
13. Plaza, P., Sancristobal, E., Carro, G., Blazquez, M., García-Loro, F., Muñoz, M., ... & Castro, M. (2019, April). STEM and Educational Robotics Using Scratch. In 2019 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON) (pp. 330-336). IEEE.
14. Rathy, G. A., Balaji, A., & Nadu, T. (2018). Arduino based 6DoF Robot using LabVIEW.
15. Suter, L. E., & Camilli, G. (2019). International Student Achievement Comparisons and US STEM Workforce Development. Journal of Science Education and Technology, 28(1), 52-61.
16. Topuz, A. C., & Göktaş, Y. (2015). Türk eğitim sisteminde teknolojinin etkin kullanımı için yapılan projeler: 1984-2013 dönemi. International Journal of Informatics Technologies, 8(2), 99.
17. Yang, S., Liu, Y., Wu, N., Zhang, Y., Svoronos, S., & Pullammanappallil, P. (2019). Low-cost, Arduino-based, portable device for measurement of methane composition in biogas. Renewable Energy, 138, 224-229.
18. Yükseltürk, E., & Altıok, S. (2016). An investigation of the effects of programming with scratch. British Journal of Educational Technology. doi:10.1111/bjet.12453