Arduino Nano Tabanlı Bir Eğitim Robotu Geliştirilmesi: myNanoBot

Year 2022, , 25 - 33, 31.01.2022

Erkan Duran

https://doi.org/10.17671/gazibtd.948478

Abstract

Bu çalışmanın amacı, temel kodlama ve robotik eğitimlerinde genellikle tercih edilen hazır robot kitlerine alternatif bir eğitim robotu geliştirmektir. Bu amaçla hem öğretmenler hem de öğrenciler tarafından temin edilmesi ve montajı kolay; açık kaynak kodlu Arduino mikrodenetleyicisi ile çeşitli aktüatör ve sensörlere sahip düşük maliyetli bir eğitim robotu geliştirilmiştir. İlgili robot, yine araştırmacı tarafından yazılan uzantı ile mBlock yazılımı (3.4.12 sürümünde) blok tabanlı olarak kolayca programlanabilmektedir. Bununla birlikte robot, yapılan uygulamaları herhangi bir derleme ve yükleme işlemine gerek kalmaksızın mBlock yazılımı Scratch modunda USB ve bluetooth bağlantısı üzerinden eş zamanlı bir şekilde çalıştırabilmektedir. Bu amaçla Makeblock mBot seri port protokolü ile Makeblock elektronik modüllerine ait aygıt yazılımları robota uyarlanmış ve robotun kendi aygıt yazılımı oluşturulmuştur. Robotun geliştirilmesinde Arduino Nano geliştirme kartı, bluetooth modülü, ultrasonik mesafe sensörü, ışık sensörü, ses sensörü, RGB LED, buzzer, motor sürücü kartı ve DC motor kullanılmıştır. Arduino Uno ve Arduino Mega geliştirme kartları ile de test edilen robot, temel kodlama ve robotik eğitimlerinde kullanılabilir ve farklı sensörler eklenerek geliştirilebilir.

Keywords

Arduino, eğitim robotu, mBlock, uzantı, Scratch mod

The Development of an Arduino Nano Based Educational Robot: myNanoBot

Abstract

The aim of this study is to develop an alternative educational robot to generally preferred ready robot kits in basic coding and robotic educations. For this purpose, easy to supply and assemble by both teachers and students, a low-cost educational robot equipped with various sensors and actuators was developed using open source Arduino microcontroller. And again with written extension by the researcher, the robot can be easily programmed as block-based in mBlock software (version 3.4.12). At time same time, the robot can run applications simultaneously without the need for compilation and upload in mBlock software Scratch mode via USB and bluetooth connection. For this purpose, Makeblock mBot serial port protocol and firmwares of Makeblock electronic modules were adapted to the robot and the robot's own firmware were created. In the development of the robot, Arduino Nano development card, bluetooth module, ultrasonic distance sensor, light sensor, sound sensor, RGB LED, buzzer, motor driver card and DC motor were used. Tested also with Arduino Uno and Arduino Mega development cards, the robot can be used in basic coding and robotic educations and can be developed by adding different sensors.

Keywords

Arduino, educational robot, mBlock, extension, Scratch mode

References

• İnternet: CodingBK, Geleceğin Dili Kodlama, https://www.bahcesehir.k12.tr/tr/images/pdf/codingbksayi1.pdf, 08.01.2021.
• Ş. Saygıner, Blok Tabanlı Görsel ve Metin Tabanlı Pro-gramlama Öğretimlerinin Erişi, Mantıksal Düşünme ve Motivasyona Etkileri, Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Ün-iversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, 2017.
• R. Kraleva, V. Kralev, D. Kostadinova, “A Methodology for the Analysis of Block-Based Programming Languages Ap-propriate for Children”, Journal of Computing Science and Engineering, 13(1), 1-10, 2019.
• J. Maloney, M. Resnick, N. Rusk, B. Silverman, E. Eastmond, “The Scratch Programming Language and Envi-ronment”, ACM Transactions on Computing Education, 10(4), 16, 2010.
• T. Talan, “Investigation of the Studies on the Use of Scratch Software in Education”, Journal of Education and Future, 18, 95-111, 2020.
• İnternet: Y. Tekin, Kodlama ve Robotik Eğitimi, https://www.aknetakademi.com.tr/blog-yazilari-ve-makaleler/kodlama-ve-robotik-egitimi, 05.01.2020.
• O. Duman, “Eğitimde Arduino Kullanımı ile İlgili Yapılan Çalışmalar”, XII. Uluslararası Eğitim Araştırmaları Kon-gresi, Rize, 489-499, 2019.
• M. Sayın, Kodlama ve Robotik Eğitim Setlerinin Öğretmen ve Öğrenci Gözüyle Değerlendirilmesi, T.C. MEB Yenilik ve Eğitim Teknolojileri Genel Müdürlüğü, 2019.
• F. N. Aksu, Bilişim Teknolojileri Öğretmenleri Gözünden Robotik Kodlama ve Robotik Yarışmaları, Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019.
• T. Talan, “Eğitsel Robotik Uygulamaları Üzerine Yapılan Çalışmaların İncelenmesi”, Yaşadıkça Eğitim, 34 (2), 503-522, 2020.
• İnternet: W. Yu, Getting Started with mBlock, http://download.makeblock.com/mblock/docs/getting-started-with-mblock.pdf, 25.12.2019.
• İnternet: W. Yu, Creating mBlock Extensions, http://download.makeblock.com/mblock/mblock_extension_guide.pdf, 15.02.2020.
• İnternet: Makeblock mBot Protocol, https://www.makeblock.com/project/makeblock-orion-protocol, 03.04.2020.
• A. C. Topuz, H. H. Çoban, S. Arslan, S. Tufançlı, “Ekonomik ve İşlevsel Bir Robotik Eğitim Setinin Geliştirilmesi: ARUbot”, Ahmet Keleşoğlu Eğitim Fakültesi Dergisi, 1 (2), 121-138, 2019.
• F. M. L. Rodriguez, F. Cuesta, “Andruino-A1: Low-Cost Educational Mobile Robot Based on Android and Arduino”, Journal of Intelligent & Robotic Systems, 81(1), 63-76, 2016.
• L. Junior, O. T. Neto, M. F. Hernandez, P. S. Martins, L L. Roger, F. A. Guerra, “A Low-Cost and Simple Arduino-Based Educational Robotics Kit”, Multidisciplinary Journals in Science and Technology, Journal of Selected Areas in Ro-botics and Control (JSRC), 3 (12) 1-7, 2013.
• J. A. B. L. Filho, W. R. M. Almeida, S. G. Martins, “Devel-opment of a multitasking mobile robot for the construction of educational robotics kits”, 2011 International Confer-ence on Electronic Devices, Systems and Applications (ICEDSA), Malaysia, 213-216, 2011.
• Y. D. Lee, J. J. Kang, K. Y. Lee, J. Lee, Y. Seo, “The Devel-opment of an Educational Robot and Scratch-based Pro-gramming”, International Journal of Advanced Smart Con-vergence, 5(2), 8-17, 2016.
• İnternet: mbot_firmware.ino, https://github.com/Makeblock-official/Makeblock-Libraies/blob/master/examples/Firmware_For_mBlock/mbot_firmware/mbot_firmware.ino, 20.02.2020.
• İnternet: orion_firmware.ino, https://github.com/Makeblock-official/Makeblock-Libraies/blob/master/examples/Firmware_For_mBlock/orion_firmware/orion_firmware.ino, 20.02.2020.
• İnternet: Guangzhou HC Information Technology Co., Ltd. Product Data Sheet, https://www.olimex.com/Products/Components/RF/BLUETOOTH-SERIAL-HC-06/resources/hc06.pdf, 05.03.2020.
• İnternet: M. Currey, HC-06 (ZG-B23090W) Bluetooth 2.0 EDR modules, http://www.martyncurrey.com/hc-06-zg-b23090w-bluetooth-2-0-edr-modules/, 11.03.2020.
• İnternet: arduino.js, https://github.com/Makeblockofficial/mBlock/blob/master/src/ext/libraries/arduino/js/arduino.js, 15.04.2020.
• İnternet: Wangyu, A Demo Extension for Arduino, https://www.mblock.cc/extensions/uploads/792fcf56085fc19ed4df4d260fb9fb87483ca2c2.zip, 07.04.2020.