MAKİNA ve MEKATRONİK Mühendisliğinde Arduino Kullanımı

👤Mustafa ÇAKIR1, Hakan KALPAKÇIOĞLU2, Selçuk MISTIKOĞLU3 1İskenderun Teknik Üniversitesi, İskenderun MYO, Elektronik ve Otomasyon Bölümü 2İskenderun Teknik Üniversitesi, İskenderun MYO, Bilgisayar Teknolojileri Bölümü 3İskenderun Teknik Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü

ÖZET
Şekil 1: Arduino Uno Geliştirme Kartı [1] 🔍 Çağımızın popüler mühendislik alanlarından biri olan Mekatronik Mühendisliği; Elektronik, Makina ve Haberleşme Mühendisliği gibi disiplinleri bir araya getiren mühendislik dalı olarak bilinir. Son yıllarda hızla gelişen Mekatronik teknolojileri ile birlikte eğitim, endüstri, tıp ve birçok alanda gelişmeler kaydedilmektedir. Bu gelişmelerin ortaya konulması aşamasında karşılaşılan en büyük zorluklardan bir tanesi belki de tasarımcı veya tasarımcıların birçok disiplinde yeterli bilgiye sahip olamamalarıdır. Tasarımcıların ilk ürün örneğini oluşturmaları aşamasında fazlaca zaman kaybetmemeleri için tümleşik sistemleri tercih etmeleri doğru bir yaklaşımdır. Tasarımı yapılacak üründe, kontrol edilecek elektronik ve/veya mekanik unsurlara uygun komutların verilmesini sağlayacak bir gömülü sistem gerekmektedir. Gömülü sistem prototipleme aşamasında pahalı çözümler olduğu gibi basit ve hızlı çözümler de yer almaktadır.
Basit ve hızlı çözümlerden en yaygın ve uygun olanı hiç şüphesiz Arduino geliştirme kartlarıdır. Bu makalede, Arduino geliştirme kartları hakkında kısa tanımlara ve Mekatronik Mühendisliği eğitim ve uygulama alanlarındaki kullanımlarına yer verilmektedir.
Anahtar Kelimeler: Arduino, Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği.Şekil 2: ArEduBot Sisteminin Donanımı [13]🔍 

1. Arduino NeDİr?
Arduino; programlanabilir, kullanımı kolay, herkesin proje yapabilmesi için tasarlanmış açık kaynak yazılım ve donanıma sahip mikro denetleyicili bir geliştirme kartıdır. Arduino geliştirme kartları, bir sensör üzerindeki ışığı, bir düğme üzerindeki parmağı veya bir Twitter mesajını bir çıkışa çevirerek, bir motorun (adım, servo veya dc) etkinleştirilmesini, LED'in açılmasını, çevrimiçi bir mesaj yayınlamasını mümkün kılmaktadır. Karttaki mikro denetleyiciye bir dizi talimat göndererek çevresel ünitelere ne yapmaları gerektiği söylenebilir. Böylece mühendislik alanında sıklıkla kullanılan; 3D yazıcının ürün ortaya koyması, 3D tarayıcının model oluşturması, fabrika otomasyonda yer alan bir robot kolun üretime katkı vermesi, otonom hareket eden bir aracın istenilen bir noktaya ulaşması vb. sağlanabilmektedir. Bu gibi örneklerin gerçekleştirilebilmesi için, Arduino yazılımı yani IDE (Integrated Development Environment) kullanılır [1][14].

2008 yılının başlarından bu yana Arduino, günlük nesnelerden karmaşık bilimsel araçlara kadar binlerce projenin beyni olarak rol almaktadır. Bu açık kaynak platformda, öğrenciler, hobi devre tasarlayanlar, sanatçılar, programcılar ve profesyoneller dünya çapında bir yapımcı topluluğunu meydana getirmektedir. Forum destekleri sayesinde katkılar inanılmaz miktarlara ulaşmakta ve bu da yeni başlayanlara ve uzmanlara yardımcı olmaktadır. Arduino geliştirme kartları, elektronik ve programlama zemini olmayan öğrencilere yönelik hızlı prototipleme için kolay bir araç olarak, Ivrea Etkileşim Tasarımı Enstitüsünde (Ivrea Interaction Design Institute) ortaya çıkmıştır. Bu kartlar tamamen açık Şekil 3: Yol Şeridi Çizme Robotu [15]🔍 kaynak olduğundan kullanıcılarına amaçlarına uygun modifiye etme yetkisi vermektedir. Yazılım da açık kaynaktır ve dünya çapındaki kullanıcıların katkılarıyla büyümektedir. Arduino geliştirme kartları, geniş bir topluluk ile yeni ihtiyaçlara ve zorluklara adapte olmak için değişmeye başlamış ve mühendislik uygulama alanlarından; akıllı ev sistemleri [2][3], robotik sistemler [4][5], medikal uygulamalar [6], giyilebilir uygulamalar [7], IoT (Internet of Things – Nesnelerin İnterneti) uygulamaları [8][9] ve gömülü ortamlar (embedded environments) [10] ve benzeri uygulama alanları için geliştirilmeye devam etmektedir [1].

1.1. Ni̇çin Arduino?
Arduino, basit ve erişilebilir kullanıcı deneyimi sayesinde binlerce farklı proje ve uygulamada kullanılmaktadır. Arduino yazılımı, yeni başlayanlar için kullanımı kolay, aynı zamanda ileri düzey kullanıcılar için esnektir. Mac, Windows ve Linux gibi farklı platformlarda çalışabilmektedir. Öğretmenler ve öğrenciler; düşük maliyetli bilimsel araçlar oluşturmak, kimya ve fizik ilkelerini kanıtlamak veya programlamayı ve robotiği anlatmak için Arduino kartlarını kullanmaktadırlar. Tasarımcılar ve mimarlar etkileşimli prototipler, müzisyenler ve sanatçılar kurulumlar ve yeni enstrümanlarla deneme yapmak için kullanmaktadırlar. Arduino, yeni şeyler öğrenmek için önemli bir araçtır. Çocuklar, sanatçılar, programcılar, mühendisler ve sıradan kimseler, bir kitin adım adım talimatlarını izleyerek veya Arduino topluluğunun diğer üyeleriyle çevrimiçi olarak fikir alışverişinde bulunmaya başlayabilirler [1][14].

1.2. Arduino Platformunun Diğer Platformlarla Karşılaştırılması
Fiziksel hesaplama için kullanılabilecek birçok mikro denetleyici ve mikro denetleyici platformu bulunmaktadır. Microchip PIC serisi, Parallax Basic Stamp, Netmedia BX-24, Phidgets, MIT Handyboard ve diğerleri benzer işlevsellik sunarlar. Arduino geliştirme kartları diğerlerinden farklı olarak mikro denetleyici ile çalışma sürecini basitleştirir ve bunun yanı sıra mühendisler, öğretmenler, öğrenciler ve ilgi duyan diğer amatörler için diğer sistemlere göre bazı avantajlar sunar [1]:
Ucuz - Arduino kartları diğer mikro denetleyici platformlarına kıyasla nispeten ucuzdur. Arduino modülünün en ucuz versiyonu elle monte edilebilir ve önceden monte edilmiş Arduino modüllerinden 50 dolara kadar daha düşük maliyetli olabilmektedir [1]. Ayrıca modifiye edilmesinin ve üretiminin serbest olması nedeniyle Uzakdoğu ülkelerinden Arduino kartlarının klonları ucuza temin edilebilmektedir.
Çapraz platform - Çoğu mikro denetleyici sistem yazılımının Windows işletim sistemi ile çalışma zorunluluğu varken Arduino Yazılımı, Windows, Macintosh OSX ve Linux işletim sistemlerinde çalışabilmektedir. Üstelik Arduino Web Editör ile çevrimiçi erişim sağlayıp kod yazılabilmekte ve bulut üzerine kayıt yapılabilmektedir. Bu sayede geliştirilen kodlara erişim için bilgisayarınızın yanınızda olmasına gerek kalmamaktadır.
Basit ve esnek programlama ortamı - IDE, yeni başlayanlar için kullanımı kolay, aynı zamanda profesyonel kullanıcılar için de esnektir. Görsel ara yüz ile yazılım geliştirmek isteyenler için Processing programlama idealdir [1].
Açık kaynak ve genişletilebilir yazılım - Arduino yazılımı, deneyimli programcılar tarafından geliştirilmeye açık kaynaklı araçlar olarak yayınlanır. Programlama dili, C++ kütüphaneleri aracılığıyla genişletilebilir. İstenirse Arduino programlarına AVR-C kodu eklenebilmektedir [1].
Açık kaynak ve genişletilebilir donanım - Arduino geliştirme kartlarının devre şemaları ve eleman yerleşim planları “Creative Commons” lisansı altında yayınlanır.  Bu nedenle deneyimli devre tasarımcıları modülün kendi sürümünü oluşturabilir, genişletip geliştirebilirler. Nispeten deneyimsiz kullanıcılar bile modülün nasıl çalıştığını anlamak ve paradan tasarruf etmek için modülün breadboard sürümünü oluşturabilirler [1].

2. MAKİNE VE MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM ALANLARINDA ARDUINO KULLANIMI
Amerika Birleşik Devletleri New York eyaletinde bulunan Buffalo Üniversitesi bünyesinde, Robotik ve Mekatronik alanında uygulamalı öğrenmeyi desteklemek adına düşük maliyetli ve gerçek zamanlı bir mobil robot platformu (ArEduBot) oluşturmak için Arduino kartından yararlanılmıştır. Arduino kartlarının MATLAB ile haberleşebilme özelliği sayesinde öğrenciler, akademik düzeyde karmaşık robot projeleri tasarlamaktadırlar [13].


Makine ve Mekatronik mühendisliği alanlarında eğitim veren Santa Clara Üniversitesinde Öğretim Elemanları, sensörler ve eyleyicileri içine alan gömülü sistem tasarımı dersinde öğrencilerine Arduino kartları kullandırarak, grupların robot tasarlamalarını sağlamak suretiyle eksik oldukları bilgi ve beceri düzeylerini tamamlamalarına yardımcı olmaktadırlar [11].Şekil 4: (a) İki eksenli servo motor kontrollü güneş takip sistemi [12] (b) Bulanık mantık kontrollü ve adım motoru kontrollü tek eksenli güneş takip sistemi [18]🔍 

Bilgisayar programlama dillerinin öğretimi fakülte düzeyindeki birçok alanda özellikle de mühendislik alanında gerekli görülmektedir. Her alanın kendine özgü bir müfredatı olması gerekirken programlama eğitimlerinin benzer şekilde verilmesi öğrenciyi teorik çalışmada sıktığı ve başarıyı düşürdüğü düşünülmektedir [38]. Geleneksel olmayan bir yaklaşım ile programlama dili eğitiminde Arduino açık kaynak donanım ve yazılımları kullanılarak öğrencilerin uygulama yaptıkları için programlamayı daha kolay öğrendikleri ortaya konulmaktadır [38].

Öğrencilere Arduino kartlarının yanı sıra deney malzemesi olarak verilen hoparlör, led, fotosel, ultrasonik sensör ve servo motor ile programlama konularından değişkenler, diziler, if-then yapısı ve döngüler deneysel olarak anlatılarak konuların daha etkili öğrenildiği rapor edilmektedir [38].

3. MAKİNE VE MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ UYGULAMA ALANLARINDA ARDUINO KULLANIMI
Robotik sistemler, amaca uygun olarak bir araya getirilen elektronik ve mekanik alt sistemlerin kumanda edilmesi olarak adlandırılır. Bir robotun istenilen hareketleri doğru bir şekilde yerine getirebilmesi için amaca uygun bilgisayar yazılımı gereklidir. Bilgisayar yazılımını robotik sistemler ile bir araya getiren kontrol kartları çoğu kez Arduino platformları olmaktadır. Bilgisayar üzerinde çalışan C#, Python, Ruby, Matlab vb. gibi profesyonel mühendislik yazılımları ile haberleşebilme özelliği Arduino platformlarını üstün kılmaktadır. Makalenin devamında Arduino platformları kullanılarak geliştirilen robotik sistemler, güneş takip sistemleri, hava aracı tasarımları, akıllı ev ve araç sistemeleri, hidrolik ve pnömatik kontrol sistemleri akademik çalışma düzeyinde incelenecektir.

3.1. Robot Tasarımları
Virginia State Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi tarafından otonom hareket edebilen yol şeridi çizme robotu tasarlanmıştır (Şekil-3). Robot, kamera görüntülerini açık kaynak kodlu OpenCV görüntü işleme fonksiyonları ile kontrol etmektedir. Robotun ihtiyaç duyduğu servo motor hareketi Arduino Nano kartı ile sağlanmaktadır [15].
Peru Ulusal Mühendislik Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümü tarafından tasarlanan robot, yer altı madenciliğinde karşılaşılan sorunların bazılarına çözüm getirecek niteliktedir. Robot üzerinde bulunan sensörler yardımıyla, yer altında çalışan madencilere zarar verebilecek nitelikteki zararlı ve yanıcı gazlar tespit edilebilmektedir. Robot, CO (Karbon Monoksit), CO2 (Karbon Dioksit), CH4 (Metan) ve NOx (Nitrat) gaz seviyelerini kablosuz olarak bilgisayara gönderebilme özelliğine sahiptir. Sensör verilerinin toplanması ve robotun kablosuz hareket kontrolü Arduino Mega kartı ile sağlanmaktadır [16]. Robotlu dinamik yaklaşımların yanı sıra maden güvenliğinde statik yaklaşımlar da kullanılmaktadır. Zararlı ve yanıcı gazların gerçek zamanlı takip edilmesi için Arduino Uno kartı ve XBee modülleri yardımıyla sensör ağları oluşturulmaktadır [17]. Bu sayede madenin tek bir noktasından değil de çoklu olarak birçok yerinden takip sağlanabilmektedir.

Yüksek binalarda temizlik, bakım-onarım, gözetim gibi işlemler için günümüzde insanlar kullanılmaya devam etmektedir. Bu işlemlerin zahmetli, maliyetli ve en önemlisi insan hayatını tehlikeye atması durumları göz önüne alındığında bahsi geçen işlemler için tasarlanabilecek bir robot işleri oldukça kolaylaştıracaktır. (Yasan, Ö. B., 2013) tarafından tasarlanan ve ferromanyetik yüzeylere tırmanabilme özelliğine sahip olan robot kablosuz olarak kontrol edilebilmektedir.
Zigbee haberleşmesi kullanan robotun kontrolü Arduino kartı ile sağlanmaktadır. Silolar, nükleer depolama tankları, petrokimyasal depolama tankları, gemi gövdeleri, rüzgâr türbini direkleri ve her türlü ferromanyetik yüzeye tırmanabilmeyi amaçlamaktadır [26].

Ferromanyetik olmayan yüzeyler (cam, akrilik ahşap vb. yüzeyler) için de elastomer yapılar kullanan tekerler yardımıyla, Hacettepe Üniversitesi Yüksek Lisans öğrencisi Ahmet Çalış tarafından yüksek lisans çalışmasında bir tırmanma robotu tasarladığı belirtilmektedir. Tasarlanan robotun kontrolünün Arduino kartı ile sağlandığı, ayrıca robotun yalnızca kendi ağırlığını taşımakla kalmayıp yapılan testlerde kendi ağırlığı kadar (280gr) yük taşıyabildiği ve engelleri aşabilme özelliğinin de bulunduğuna değinilmektedir [37].

3.2. Güneş Takip Sistemler
2002 yılı öncesine kadar hobi olarak ve/veya akademik düzeyde araştırmalar için sürdürülen güneş takip sistemleri sonrasında patent alınmış ve ticari çalışma ve üretim de gündeme gelmiştir [12]. Çoğu güneş takip sistemleri, ışık algılama birimi, ışık takibi, servo veya adım motoru kontrolü gibi özellikleri barındırırlar. Bu özellikleri Arduino kartlarından yararlanarak kullanmak hızlı ve ucuz bir çözüm getirmektedir.  İstanbul Aydın Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği Bölümünde iki eksenli güneş takip sistemi Arduino kartı ve servo motor kontrollü olarak tasarlanmıştır (Şekil-4a). Güneş takip sistemlerinde, sensörlerden elde edilen ışık verileri doğrultusunda yapay zeka optimizasyon algoritmaları kullanılarak da motor hareketlerinin kontrolü sağlanabilmektedir [18]. Bulanık mantık algoritması ve Arduino Uno kontrol kartı kullanılarak tek eksenli bir güneş takip sisteminin kontrolü Şekil-4b’de görülmektedir.


Güneş takip sistemleri, foto-voltaik panellerin hareketini kontrol ederken bu panellerin sabit konumlandırılmasından da elektrik enerjisi elde etmeleri mümkün olmaktadır.
Bu dinamik ve statik sistemlerin verimliliğinin karşılaştırılması araştırma konusu olmaya devam etmektedir [19].

3.3. Hava Aracı Tasarımları
3.3.1. Multikopter Tasarımı
Multikopterler 1907 yılında tasarlanmış ancak stabil kalma sorunları sebebiyle günümüze kadar ürün haline dönüşememiştir. Günümüzde birçok amaca yönelik kullanılabilmektedirler. Havadan fotoğraf veya video çekmek, hafif bir paketi güvenli ve hızlı bir biçimde istenilen yere götürmek veya hobi olarak yarışlarını yapmak kullanım amaçlarındandır. Bir multikopter satın alınabileceği gibi kişinin kendisi tarafından da Arduino kartları kullanılarak tasarlanabilmektedir [20].

3.3.2. Çırpan Kanatlı Hava Aracı Tasarımı
Sivil ve askeri amaçlı kullanılabilen insansız hava araçlarının önemi günümüzde giderek artmaktadır. Teknolojinin gelişmesi ile birlikte bu araçlar mikro düzeyde üretilebilmektedirler. Kanat hareketi bakımından sabit ve çırpan kanatlı olmak üzere iki çeşidi bulunmaktadır. 2016 yılında Kocaeli Üniversitesi tarafından gerçekleştirilen VI. Ulusal Havacılık ve Uzay Konferansında tanıtılan ve TÜBİTAK tarafından desteklenen Çırpan Kanatlı İnsansız Hava Aracı projesinde servo motor kontrolünde Arduino kartı kullanılmıştır [21]. 

3.3.3. Otonom Zeplin Tasarımı
Hindenburg faciası sonrasında prestij kaybeden Zeplin, fosil yakıtların tükenmeye başlaması ile birlikte sıkıntıları giderildikten sonra hava araçlarında yeniden favori olacak gibi görünmektedir. İstanbul Teknik Üniversitesi, Mekatronik Eğitim ve Araştırma Merkezi binasında başlayan otonom hareket edebilme özelliğine sahip zeplin tasarımı doktora çalışması olarak sürdürülmektedir.

Şekil 5 (a)Tasarlanan 3 eksenli robot kol [23] Şekil 5 (b) Üç serbestlik dereceli robot kol [29] 🔍Zeplin üzerine yerleştirilen kablosuz kamera ile görüntüler yerdeki izleme birimine aktarılabilmekte ve zeplinin olumsuz hava koşullarında hareket edebilmesi, dokuz serbestlik dereceli ataletsel ölçüm ünitesinin Arduino Uno kartına verileri aktarması ile sağlanmaktadır [28].

3.3.4. İHA (İnsansız Hava Aracı) Tasarımı
İHA için güvenli bir uçuşun gerçekleşebilmesi, havada dengeli ve kontrol edilebilir olması ile doğrudan ilişkilidir. Güvenli uçuşun kontrol edilmesinde Kocaeli Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği öğrencileri tarafından Arduino kartından yararlanılarak İHA’nın irtifa kontrolünü sağlayan bir sistem geliştirilmiştir. Yapay zekâ algoritmalarından biri olan Bulanık Mantık yaklaşımının kullanıldığı tasarımda Android tabanlı bir cep telefonunun GPS ve görüntü verileri MATLAB programının çalıştığı bir bilgisayara kablosuz aktarılmış ve analizleri yapılmıştır [36].

3.4. Robot El Ve Kol Tasarımları
İnsan-Robot etkileşimini sağlamak amacıyla gerçekleştirilen projeler arasında belki de en popüler olanı Robot Kol tasarımlarıdır. Bu etkileşimin sağlanması insan-robot arası veri aktarımı ile sağlanmaktadır. Aktarım kablolu olabildiği gibi kablosuz olarak da sağlanabilmektedir. Kablosuz veri iletiminde Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi veya GPRS/GSM teknolojileri kullanılabilmektedir. İnsandan robot kola aktarılan değer çoğu kez insan tarafından kullanılan eldiven üzerindeki parmak hareketlerinin doğan sensör verisi olmaktadır. Parmakların hareketi bükülme sensörleri (flex-sensors) tarafından algılanmaktadır.

(Karaçizmeli ve ark., 2014) tarafından tasarlanan robot el projesinde 5 parmak üzerindeki bükülme değerleri kablolu olarak Arduino Uno kartına aktarılarak ilgili servo motorlara hareket kazanarak robot el hareket ettirilmektedir [24].

(Kızıltaş ve ark., 2016) tarafından tasarlanan robot kol sisteminde bükülme sensörleri verisi Zigbee protokolü ile kablosuz olarak aktarılmaktadır. Sistemin beyni olarak kabul edilen yapı da ise benzer şekilde Arduino Uno kartı bulunmaktadır [21].

(Özkök ve ark., 2013) tarafından geliştirilen 3 eksenli robot kol tasarımında ise algılayıcı olarak Kinect sensör kullanılmaktadır. Şekil-5(a) da görünen 3 eksenli robot kol tasarımında kontrol sağlayan ünite olarak yine Arduino Uno kartı kullanılmaktadır [23].

(Katipoğlu, G., 2013) tarafından tasarlanan üç serbestlik dereceli robot kol ile bant üzerinde yürüyen bir cismin tasnif işletimi gerçekleştirilmektedir. Robot kolun hareketini sağlayan 5 adet servo motorun kontrolü Arduino Uno kartı ile sağlanmaktadır [29].

(Aydoğan B., 2016) tarafından lisans bitirme tezi olarak tasarlanan 4 eksenli robot kol kablosuz olarak kontrol edilebilmektedir. Kablosuz bağlantı Bluetooth ile sağlanmış olup robot kol Android işletim sistemli bir akıllı telefon ile kontrol edilebilme özelliğine sahiptir. Android telefon ile kontrolü sağlayan yazılım MIT tarafından geliştirilmiş olan “App Inventor” programı ile yazılmıştır. Robotun hareketini sağlayan servo motorların kontrolü Arduino Nano kartı ile sağlanmaktadır [25].

3.5. Akıllı Ev Ve Araç Otomasyonu Si̇stemleri
Ev içerindeki cihazların sesli komutlar ile kontrol edilesi sağlanabilmektedir. Konuşmanın tanınabilmesi için MATLAB programının konuşma tanıma algoritması kullanılabilmektedir. Konuşmadan öznitelik çıkartılarak bilgisayara bağlı bir Arduino kartına ilgili komutlar gönderilerek Zigbee kablosuz ağı üzerinden istenen cihazın kontrolü sağlanabilmektedir [27].Şekil 6- Android cihaz üzerinden ortam izleme ve cihaz kontrol [3]🔍 

Android işletim sistemli bir cihaz üzerinden uzak bir noktadan kontrol sağlayabilmek için internet bağlantısı kullanılabilmektedir. Kullanıcı, mobil cihaz ara yüzünden internet bağlantılı olan herhangi bir ortamı Arduino ve Ethernet Shield yardımıyla kontrol edebilmektedir. Aynı zamanda ortamın sensörler aracılığı ile izlenmesi de sağlanabilmektedir [3] [30]. Kontrol edilecek unsurlar ortamda yer alan bir priz, kapı, aydınlatma ürünü veya izlenecek unsurlar ortam sıcaklığı, nemi ya da harcanan güç olabilmektedir (Şekil-6).


Otomobillerin sahipleri için değeri tartışılmaz. Hal böyleyken otomobiller için tasarlanan elektronik güvenlik sistemleri gün geçtikçe önemini arttırmaktadır. (Ağyol ve ark., 2013) tarafından, araç güveliği şifre korumalı olarak tasarlanmıştır. Android işletim sistemli bir mobil cihaza yüklü kontrol yazılımı yardımıyla tümleşik bir araç güvenlik sistemi oluşturulmuştur. Çalınma teşebbüsü sırasında aracın yakıt ve alarm sistemine müdahale edilmekte ve araç sahibi cep telefonundan aranmaktadır [31].
Benzinli motorlar için ateşleme süresi ve zamanı ile bobin primer sargısının besleme kontaklarının kapalı kalma süresi verimlilik açısından kritik öneme sahiptir. (Tekeli, Ö., ve ark., 2013) tarafından gerçekleştirilen deneysel çalışmada Arduino kontrol kartı kullanılarak, püskürtme ve ateşlemeyi sağlayacak bir kontrol kartı tasarlanmış ve deneylerde kullanılmıştır. Tasarlanan sürücü kontrol kartındaki Arduino platformunun bilgisayar üzerinden seri haberleşmesi için C# dilinde bir ara yüz hazırlanmış ve çevrim atlatma mekanizmalı bir benzin motorunda gerçek zamanlı deneyler yapılmıştır [32].

3.6. Hi̇droli̇k ve Pnömati̇k Kontrol Tasarımları
Hidrolik ve pnömatik kullanımı her geçen gün daha da artmaktadır. Bazı endüstriler çeşitli işlemleri yerine getirmek için yalnızca pnömatik sistemleri vardır. Mühendisler, daha hassas ve sorunsuz işlemler elde etmek için bilgisayar kontrollü pnömatik ve hidrolik aktüatörlere odaklanmaktadırlar. Bu durum sağlandığında mühendisin, bilgisayarı yardımıyla tüm sistemi kontrol edebileceği anlamına gelir. Bahsi geçen sistemin elde edilmesi için (Parikh, P. A. ve ark., 2015) tarafından seri kontrol teknikleri uygulanmıştır. Tasarlanan sistemde, Arduino mikrodenetleyicisi, Matlab yazılımı, Arduino yazılımı, GUI (grafik kullanıcı arabirimi), pnömatik bileşenler ve bazı elektromekanik anahtarlar kullanılmaktadır [34].

(Uyar, E. ve ark., 2014) tarafından “silindirik koordinatlarda hareket yeteneğine sahip iki boyutlu düzlemsel yörünge takip edebilen elektro-pnömatik bir manipülatör tasarımı ve uygulaması tanıtılmıştır. Kartezyen manipülatörün açısal hareketi çift girişli pnömatik oransal bir valfin çalıştırdığı döner silindirle sağlanmıştır. Manipülatörün uç kısmının doğrusal hareketi ise bir adım motora bağlı trigger kayış-kasnak mekanizması ile gerçekleştirilmiştir. Ana kontrolcü olarak kullanılan bilgisayar ile oransal valf ve adım motor arasındaki iletişim protokolü Arduino mikroişlemci ile sağlanmıştır. Hassas bir pozisyonlama için gerek oransal valfin sürdüğü döner silindirin gerekse de adım motorun çizgisel hareketleri geri besleme ile izlenerek kontrol edilmiştir. Tasarımın model uygulaması ile yörünge takibinde başarılı sonuçlar elde edilmiştir” [33].

4. SONUÇ
Arduino kartları her kesimden insanların proje geliştirebilmesi için tasarlanmışlardır. İnsanların ortaya koyduğu projelerin önemli bir çoğunluğu Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği alanlarından olsa da gün geçtikçe Mekatronik alanındaki uygulamaların çeşitliliği ve bolluğu da göze çarpmaktadır.
Bu araştırmada birçok uygulama alanına değinilse de, Arduino kartlarının kullanımı Mekatronik mühendisliği alanında yazılanlarla sınırlı değildir. Günümüzde özellikle Nesnelerin İnterneti (Internet of Things –IoT) ve Endüstri 4.0 standartlarının benimsenmesi ve uygulamaya konulması ile birlikte, tamamen açık kaynak yazılım ve donanımlarına sahip Arduino kartlarının laboratuvar ortamlarından çıkıp sanayideki kontrol uygulamalarına entegre edilmesi beklenmektedir.

KAYNAKLAR
1.  Arduino, 2017. ‘Arduino platform’. https://www.arduino.cc/en/guide/introduction.
2.  Baraka P., Ghobril M., Malek S., Kanj R. and Kayssi A., 2013. ‘Low Cost Arduino/Android-Based Energy-Efficient Home Automation System with Smart Task Scheduling’. Fifth International Conference on Computational Intelligence, Communication Systems and Networks, Madrid, 2013, pp. 296-301. doi: 10.1109/CICSYN.2013.47
3.  Piyare, R. and Lee, S. R., 2013. ‘Smart home-control and monitoring system using smart phone’. ICCA, ASTL, vol.24, pp.83-86.
4.  Warren, J. D., Adams, J. and Molle, H., 2011. ‘Arduino for robotics’. In Arduino robotics. pp. 51-82. Apress.
5.  Göbel, S., Jubeh, R., Raesch, S. L. and Zündorf, A, 2011. ‘Using the Android platform to control robots’, In Proceedings book of the 2th International Conference on Robotics in Education (RiE). Vienna, Austria. pp. 135-142.
6.  Hajebi, M., 2017. ‘Prevention of heart attack’. Arduino Project Hub. https://goo.gl/9dgNT2
7.  Lukowicz, P. and Buechley, L., 2008. ‘The LilyPad Arduino: Toward Wearable Engineering for Everyone’ in IEEE Pervasive Computing, vol. 7, no. 2, pp. 12-15. doi: 10.1109/MPRV.2008.38
8.  Perera, C., Liu, C. H., Jayawardena, S. and Chen M., 2014. ‘A Survey on Internet of Things from Industrial Market Perspective’. In IEEE Access, vol.2, no., pp.1660-1679. doi:10.1109/ACCESS.2015.2389854
9.  Chandra, A. A., Lee, Y., Kim B. M., Maeng, S. Y., Park, S. H. and Lee, S. R., 2013. ‘Review on Sensor Cloud and Its Integration with Arduino Based Sensor Network’. International Conference on IT Convergence and Security (ICITCS). Macao. pp.1-4. doi: 10.1109/ICITCS.2013.6717876.
10.  Sadagopan, V. K., Rajendran, U. and Francis, A. J., 2011. ‘Anti-theft control system design using embedded system’. Proceedings of 2011 IEEE International Conference on Vehicular Electronics and Safety, Beijing, 2011, pp. 1-5. doi: 10.1109/ICVES.2011.5983776
11.  Grover, R., Krishnan, S., Shoup, T.  and Khanbaghi, M., 2014. ‘A Competition-Based Approach for Undergraduate Mechatronics Education Using the Arduino Platform’. Fourth Interdisciplinary Engineering Design Education Conference, Santa Clara, CA, pp. 78-83. doi:10.1109/IEDEC.2014.6784685
12.  Gökhan, O. ve Osman, N. ‘Güneş Takip Sistemleri ve Prototip Gerçekleştirme’.
13.  Gartseev, I. B., Lee, L. F. and Krovi, V. N., 2011. ‘A low-cost real-time mobile robot platform (ArEduBot) to support project-based learning in robotics & mechatronics’. In Proceedings of 2nd International Conference on Robotics in Education (RiE 2011). pp. 117-124.
14.  Blum, J., 2013. ‘Exploring Arduino: tools and techniques for engineering wizardry’. John Wiley & Sons.
15.  Cao, M., 2017. ‘Advanced Control Design of an Autonomous Line Painting Robot’. Master of Science in Mechanical Engineering. Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University.
16.  Salazar, R., Conislla, O. and Cornejo, J., 2017. Design and Construction of a Remotely Controlled Truck Robot for Detecting Harmful and Flammable Gases in Underground Mining.
17.  Srivastava, S. K., 2015. ‘Real Time Monitoring System for Mine Safety using Wireless Sensor Network (Multi-Gas Detector)’. (Doctoral dissertation, National Institute of Technology Rourkela).
18.  Bawa, D. and Patil, C. Y. (2013). ‘Fuzzy control based solar tracker using Arduino Uno’. International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT), 2(12), pp. 179-187.
19.  Othman, N., Manan, M. I. A., Othman, Z. and Al Junid, S. A. M., 2013. ‘Performance analysis of dual-axis solar tracking system’. In Control System, Computing and Engineering (ICCSCE), 2013 IEEE International Conference on pp. 370-375.
20.  Tzivaras, V., 2016. ‘Building a Quadcopter with Arduino’. Packt Publishing Ltd.
21.  Şenol, M. G., Arıkan, K. B., & Kurtuluş, D. F., 2016. ‘Dört Çubuk Mekanizmali Çırpan Kanatlı Hava Aracı Yapımı, Analizi ve Testleri’. VI. Ulusal Havacılık ve Uzay Konferansı.
22.  Kızıltaş, F. S., Can, F. C., ve Gezgin, E., 2016. ‘Kablosuz Kontrol Edilebilen Robotik El Tasarımı Design of Wireless Controlled Robotic Hand’.
23.  Özkök, İ., Küçükyıldız, G., ve Ocak, H., 2013. ‘Kinect Tabanlı Robot Kolu Kontrolü’. Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, Malatya.
24.  Karaçizmeli, C., Çakır, G., ve Tükel, D., 2014. ‘Robotik el projesi’. DOI: 10.1109/SIU.2014.6830268
25.  Aydoğan B., 2016. ‘Arduino ile Robot Kol Kontrolü’. Lisans Bitirme Tezi, Mühendislik Fakültesi Mekatronik Mühendisliği, Karabük Üniversitesi.
26.  Yasan, Ö. B., 2013. ‘Ferromanyetik Yüzeylere Tırmanabilen Robot Tasarımı’. Yüksek Lisans Tezi, Makina Mühendisliği Anabilim Dalı, Hacettepe Üniversitesi.
27.  Çubukçu, A., Kuncan, M., Kaplan, K., and Ertunç, H. M., 2015. ‘Development of a voice-controlled home automation using Zigbee module’. In Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), 2015 23th (pp. 1801-1804). IEEE.
28.  Bayraktar, E., 2013. ‘Otonom Hava Aracı (zeplin) Tasarımı ve Kontrolü’ Doktora Tez Önerisi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul Teknik Üniversitesi.
29.  Katipoğlu, G., 2013. ‘Üç Serbestlik Dereceli Robot Kolunun Pozisyon Kontrolü’. Yüksek Lisans Tezi, Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Dokuz Eylül Üniversitesi.
30.  Baraka, K., Ghobril, M., Malek, S., Kanj, R., and Kayssi, A., 2013. ‘Low cost arduino/android-based energy-efficient home automation system with smart task scheduling’. In Computational Intelligence, Communication Systems and Networks (CICSyN), 2013 Fifth International Conference on (pp. 296-301). IEEE.
31.  Ağyol, E., Kuncan, M., ve Ertunç, H. M., 2013. ‘Özel Şifreli, Telefon Uyarımlı ve Android Uygulamalı Araç Güvenlik Sistemi’. 8.Mekatronik Tasarım ve Modelleme Kongresi Bildiri kitabı, 20, (pp: 11-20).
32.  Tekeli, Ö., Doğru, B., Baykara, C., Akın Kutlar, O., ve Arslan, H., 2013. ‘Çevrim Atlatmalı Bir Benzin Motorunun Ateşleme ve Püskürtme Ünitelerinin Bilgisayardan Esnek Olarak Kontrolü’. Mühendis & Makine Dergisi, Cilt:54, (643). https://www.mmo.org.tr/sites/default/files/ea32bd7d5d59c05_ek.pdf Erişim tarihi: 01.07.2017.
33.  Uyar, E., Candan, M., Yavuz, E., ve Akçura, N., 2014.  ‘Düzlemsel Elektro-Pnömatik Manipülatör Tasarımı ve Kontrolü’. Uluslararası Katılımlı VII. Ulusal Hidrolik Pnömatik Kongresi. (pp: 569-581).
http://www1.mmo.org.tr/resimler/dosya_ekler/ad6329cc23d79d0_ek.pdf Erişim tarihi: 01.07.2017.
34.  Parikh, P. A., Modi, N., and Prajapati, R., 2015.‘Control of Industrial Pneumatic & Hydraulic Systems using Serial Communication Technology & Matlab’. IJSRD - International Journal for Scientific Research & Development| Vol. 3, Issue 10| ISSN (online): 2321-0613
35.  Bhavsar, S. N., and Parikh, P. A., 2013. ‘Actuation of Pneumatic & Hydraulic System using DTMF Technology’. International Conference on Innovations in Automation and Mechatronics Engineering (ICIAME2013), INDIA.
36.  Karakoç, H., Erin, K., Çağıran, R., Subaşı, A., Kuncan, M., Kaplan, K., & Ertunç, H. M., 2015. ‘Uçak Yükseklik Kontrolünde PD Kontrolör ve Bulanık Mantık Kontrolör Performans Karşılaştırması -The Performance Comparison of  PD Controller and Fuzzy Logic Controller for the Aircraft Height Control’.
37.  Çalış, A., 2013. ‘Mikro-Fiber Yapılar Kullanan Tırmanan Robotun Tasarımı, Optimizasyonu ve Üretimi’. Yüksek Lisans Tezi, Makine Mühendisliği, Hacettepe Üniversitesi.
38.  Rubio, M. A., Hierro, C. M., & Pablo, A. P. D. M., 2013. ‘Using Arduino to Enhance Computer Programming Courses in Science and Engineering’. In Proceedings of EDULEARN13 Conference (pp. 1-3).