109- İnternet Üzerinden Mobil Robot Kontrolü MEHMET AKİF ERSOY ÜNİVERSİTESİ SAMİ ULUKUŞ – MEHMET BİLEN – İLHAN UYSAL

Yazılımcılar alanlarıyla ilgili her gün yeni bir teknoloji ya da bilişim haberi okumakta ve takip etmektedir. Büyüyen yazılım firmalarıyla beraber gelişimde ivme kazanmıştır. Bizde çalışmamızda Microsoft ve Google gibi üretici firmaların geliştirdiği yazılım platformları ve/veya donanımla uyumlu yazılım dillerini kullandık. Yazılımcılar için geliştirilen platformlar sektörde ki tüm alanlara uyumlu yazılım dillerini içermektedir.

Mobil robot kontrol uygulamasında İnternetin kullanımı, uygulamanın web aracılığı ile gözlenmesi ve yönetimi, hem uygulamada gerçekleştirilen yazımlarla hem de uzaktan masaüstü uygulamaları ile oldukça basite indirgenmiştir. Çalışmada; robot mekaniği, Serializer kontrol kartı, inverter, yüksek akımlı piller, DC motorlar, mobil bilgisayar, gömülü işletim sistemi tasarımı ve kurulumu, kontrol yazılımları ve GPS teknolojileri birlikte kullanılmaktadır.

Geliştirilen sistem yazılım ve mekanik olmak üzere iki şeklinde tasarlanmıştır. Mekanik kısımda robotun tasarımı, omniwheel tekerler, Inverter, Serializer kontrol kartı, gömülü işletim sistemi ile çalışan mini PC, Serializer USB modülü, DC motorlar, hublar ve bir dizi sensör yardımı ile gerçekleştirilmiştir. Yazılım kısmı kullanıcının robotun kontrolünü gerçekleştirebilmesi için nesne yönelimli bir programlama dili olan C# kullanılarak bir .Net projesi olarak tasarlanmıştır.

Robotun mekaniğinin oluşturulması Geliştirilen sistemin mekanik tasarımı aerodinamik bir yapıda tasarlanarak kullanılan sensörler ve motorlar .Net platformu kullanılabilir bir yapıda olmasına dikkat edilerek tercih edilmiştir.

Serializer kontrol kartı Serializer kontrol kartı; robot üzerinde Microsoft .NET uygulamalarını kullanmak ve robotları yönetmek amacıyla geliştirilmiş kontrol ve güç kartı bileşenlerini ve bilgisayara bağlantı arabiriminin takılabileceği elektronik kartdır. Serializer kontrol kartı sayesinde DC motorlar, dijital ve analog sensörler, .Net Framework kullanarak kontrol etmek kolay hale gelmiştir.

I2C Devices Parallax PING™ Sonar bağlantısı Maxbotix MaxSonar-EZ1 Sonar bağlantısı 5 Analog Sensors bağlantısı 2 adet DC, 2 adet Servo motor kontrolü 10 adet dijital giriş çıkış pini bağlantısı

USB Modül Serializer birden farklı şekilde bilgisayar ile bağlantı kurabilmektedir. Bu bağlantı RS232 serial port modülü, USB serial port modülü ya da XBee Serial Interface modülünün serializer kontrol kartının üzerine takılarak sağlanmaktadır.

Robotta kullanılan motorun özellikleri; DC Motorlar Robotta kullanılan motorun özellikleri; Çalışma Voltajı: 7.2Volt Tork: 7.2 kg/cm Ağırlığı: 113,4gr Çektiği akım: Max 2.0A Devir: 160rpm

12V-220V Inverter Mobil robotumuza bağladığımız mini PC 220V ile çalışmaktadır. Robotumuz otonom hareket ettiği için 220V güç kaynağı gerektirmektedir. Bu sorunu robotumuza s-Link Power Inverter ilave ederek çözdük. Çıkışında 220V AC akım veren inverter 10V-15V arası DC giriş akımıyla çalışabilmektedir. Akünün 9.7V altına düşmesi ile alarm vermeye başlar ve 14V üzerinde ise otomatik kapanma yapılır. Aşırı ısınma ve aşırı yükte kapanmaya sebep olmaktadır. Tüm bunlar sayesinde sistemimiz güvenli halde gelecektir.

Kızılötesi Sensörleri(IR) IR (Infrared Ranger) kızıl ötesi mesafe sensörleri genellikle uzaklık ölçümlerinde kullanılırlar. Kızıl ötesi ışığın yollanıp yansıyan ışığın geri dönmesi prensibine göre çalışırlar. Proje de dört adet sharp GP2D2 isimli mesafe sensörü kullanılmıştır. Çok yönlü Tekerler Çok yönlü (Omniwheel) tekerler birçok robot uygulamasında karşımıza çoklukla çıkmaktadır. Özellikle farklı eksenli hareketlerde gördüğümüz tekerler birbirlerinden farklı açılarda, büyüklükte ve yönlerde tasarlanmışlardır. Mobil robotun türüne ve hareket eksenine göre farklı tip, boyut ve ebatlarda tekerler vardır.

Tekerlerin tümünün aynı anda milimetrik olarak yüzeye temas etmesi gerekmektedir.

Yazılımın Geliştirilmesi Geliştirilen yazılım bir dizi farklı kütüphanenin bir araya getirilmesi ile modüler bir yapıda oluşturulmuştur. Kullanıcıların robotu basit bir şekilde kullanabilmesi için görsel öğelerle zengin bir ara yüz tasarlanmıştır. Kullanıcı bu sayede hem robotun 8 yönlü hareketini gerçekleştirebilmekte hem de konum kontrolünü aynı ekranda sağlamaktadır.

Gömülü İşletim Sistemi (Embedded 7) Kullandığımız mini PC atom çekirdekli olduğu için gömülü bir sistemin kendisine entegre edilmesine izin vermektedir. Bu yüzden robotumuzun üzerinde Windows Embedded Standart 7 sürümünü kullandık. Gömülü sistemimiz sadece istediğimiz sürücüleri ve bileşenleri kurarak, düşük donanım maliyeti ve optimize işletim sistemi boyutu sağlar. Bu sayede sistemimizin performansı artmaktadır

Serializer Kütüphanesi RoboticsConnection firması Serializer kontrol kartı ve ona bağlı olan motorlar sensörler ve benzeri tüm aparatlar için .NET platformunda kütüphane yazmıştır. Bu sayede tüm bileşenler sorunsuz çalışabilmektedir. Bu sayede hobi olarak da çalışmalar yapılabilmesi basitleştirilmiştir.

GPS Modül Çalışmada ublox 6s GPS modül ile -/+ 15m sapma payıyla enlem boylam bilgileri alınmıştır.

Gmap kütüphanesi Gmap kütüphanesi kullanılarak gerçekleştirilen çalışmada, Google map sağlayıcı olarak kullanılmıştır. Her 100ms de bir GPS’den gelen veriler güncellenerek harita üzerinde tekrar gösterilmektedir. Bu sayede robot hareket halindeyken güncel olarak konum bilgisini alınmaktadır. Harita üzerinde, fare yardımıyla yakınlaştırma, uzaklaşma, haritayı farklı yönlere hareket ettirme ve navigasyon için bitiş noktası seçilebilmektedir.

Kontrol ve Navigasyon ekranı

Bağlantı Kontrol ve SMS Servisi Robota uzaktan erişim uzak masaüstü bağlantısı kullanılarak yapılmıştır. Robotun internete bağlı olup olmadığı, sürekli yayında olan bir IP adresine belirli aralıklarla ping atılarak kontrol edilmektedir. Robota ilk bağlantı gerçekleştiğinde veya kopan bağlantı tekrar sağlandığında robot uyarı olarak kısa mesaj ile kullanıcıya haber vermektedir. Bağlantı koptuğu andan itibaren robot otonom olarak hareket etmektedir.

Sonuç ve Öneriler : Geliştirilen robota mini PC üzerinde gömülü işletim sistemi ile uzak masaüstü ile bağlanılarak Internet üzerinden hem kontrolü hem de dosya paylaşım yapılabilmektedir.   Gmap teknolojisi ile birlikte gelen hatasız haritalama sistemi ile görsel tespit yapılabilmektedir. İnternetin olduğu her an dünyanın hatta uzayın her yerinden konum bilgisi kullanıcı bilgisayarına ulaşmaktadır. Bu sayede uzaktan kontrol edilen robotun hangi enlem ve boylamda olduğu tam olarak tespit edilebilmektedir.

Sonuç olarak robotik alanında hiçbir bilgisi olmayan hobi düzeyinde ki çalışmalardan, askeri düzeyde ki üst düzey uygulamalara kadar birçok alanda ki değişik uygulamalara örnek teşkil edebilecek, internet üzerinden konum kontrollü yapılabilen bir robot geliştirilmiştir.