Teknoloji insanlığın başlangıcından beri hayatımızda yer almaktadır ve sürekli gelişmektedir. Önceden teknolojinin içeriği bir grup insanın bilgisi dahilindeyken, günümüzde ise toplumun her kesimin ulaşabileceği ve gelişimine katkı sağlayabileceği bir konuma gelmiştir. Bu gelişmeye ön ayak olan ise açık kaynaklı teknolojik yazılımlar ve uygulamalardır. Bunlardan ilki ve en popüler olanı şüphesiz açık kaynaklı bir bilgisayar donanımı ve yazılımı şirketi olan Arduino topluluğudur. Bu topluluk, mikro denetleyici tabanlı geliştirme panoları tasarlayan ve kullanan proje ve kullanıcı topluluğunu ifade eder. Arduino teknolojisinin yeni olduğu zamanlarda, bu topluluğu bilişimciler, elektrik elektronik öğretmenleri ve mühendisler oluşturmaktaydı. Ancak Arduino kartının kolay ulaşılabilirliği ve açık kaynaklı bir platforma sahip olmasından dolayı bu topluluk eğitim camiasındaki skalasını bilişimciler ve elektrik elektronik dersi öğretmenleri de aşarak fen ve matematik branşını yoğunlukta olduğu farklı branş öğretmenleri de içerisine aldı. Bu topluluğa farklı branşlarının katılması ile Arduino disiplinlinler arası etkinliklerin aranan platformu haline geldi. Bunların yanı sıra Arduino da yer alan sayısız sensörle birlikte öğrencilerin farklı disiplinlerin teorik bilgisini kullanarak günlük hayat problemlerine çözümler üretecek projeler geliştirebilmesine olanak sağladı. Arduino’nun sensörleri ile oluşturulabilecek bazı proje örneklerine hep birlikte göz atalım.
- İnsan Vücudu ve Meyve Kullanarak Arduino İle Piyano Oluşturma
Öğrenciler devre oluştururken farklı disiplinleri kullandığında ve gündelik hayattaki nesnelerle ve problemlerle ilişkilendirdiğinde öğrenme kalıcı olmaktadır. Bu örneğimizde öğrenciler fen bilimleri dersinde işlemiş oldukları iletken ve yalıtkan maddeleri, elektrik ve direnç konularındaki bilgileri kullanarak bir piyano oluşturacaklardır. Öğrenciler piyanoyu oluştururken kendi vücutlarını ve iletken meyveleri kullanacaklardır. Çalışma prensibi basittir. Her piyano tuşu, bir adet 1 megaohm direnci ve bir adet meyve içeren bir voltaj bölme devresidir. Meyve jumper kablo ve direnç kullanılarak GND ve belirlenen bir dijital pinine bağlanır. Meyveye dokunmak, devredeki direnci değiştirerek iki direnç arasındaki bağlantıdaki voltajda bir değişikliğe neden olur. Arduino bu değişen voltajı analog girişle ölçebilir ve aldığı voltaja karşılık bilgisayardan istenilen ses çıkartılabilir. Devreyi tamamlamak için piyanoyu kullanacak kişinin eli Arduino’nun topraklama pinine bağlanmalı, diğeri meyveye dokunmalıdır. Akım bir elden, koldan yukarı, göğsün üzerinden, diğer koldan aşağı doğru ve tekrar Arduino GND’ye akacaktır. Kaç tane piyano tuşu isteniyor ise bu devreden o kadar çoğaltılmalıdır. Daha sonra Mblock programı açılır ve ses menüsünden “çalgıyı 1 yap” kod bloğu alınır. Burada “1” piyanoyu temsil etmektedir. Eğer farklı müzik aletlerinin ( saksafon, gitar vb. ) sesini çıkartmak için “1” değerini değiştirebilirsiniz. Daha sonra “sürekli tekrarla” komutu alınır ve içine “eğer” komutu yerleştirilir. “Eğer” komutunda istenilen dijital pinine ait meyveye dokunuluyor ise ses menüsünden belirlenen notayı kaç vuruşla çalınacağını belirleyen komut alınır. Daha sonra ise istenilen piyano tuşu kadar “eğer” komutu çoğaltılır ve değerleri değiştirilir.
- Sıvı Seviye Sensörü İle Kuş Evi
Arduino’da popüler olarak kullanılan sensörlerden biri de sıvı seviye sensörüdür. Sensör üzerindeki paralel iletken çubuklar sayesinde su temas ettiği zaman veya temas ettirilen suyun seviyesi değiştiği zaman çubuklar arasındaki akım sayesinde bir sinyal oluşur. Bu sensörle öğrencilere sosyal bilimler dersinde yer alan çevreye ve canlılara karşı duyarlılık konusu üzerinde bir proje geliştirilebilir. Örneğin; kuşlar için oluşturulan kuş evlerinde yaşanan sıkıntılardan birisi de sularının bitmesidir. Öğrenciler oluşturdukları kuş evinde yer alan su kabı düzeneğinde sıvı seviye sensörünün devresini kurar. Bu devre de sıvı seviye sensöründe 3 tane çıkış bulunmaktadır. Eksi(-) çıkışı GND pinine, artı(+) çıkışı 5V pinine ve S çıkışı da anolog pinlerden birine bağlanarak sinyal alınabilir. Alınan sinyallere göre su kabında su olup olmadığı analog pinden gelen sinyal ile kontrol edilerek kodlaması yapılır ve su bittiğinde su dolumu yapan düzenek hazırlanır. Kodlama kısmında sensörün üzerinde sıvı olduğunda ve olmadığında gelen sinyaller karşılaştırılarak eğer komutu ile kontrol sağlanır ve su dolumu yapılır. Bu proje diğer hayvanlar içinde kullanılabilir. Öğrenci gruplarına farklı hayvan türleri verilir ve öğrencilerden kendilerine verilen hayvan türlerine uygun barınak yapmalarını ve kuş evinde yer alan sisteme benzer bir su kabı düzeneği kurmaları istenebilir.
Bunların yanı sıra Arduino sensörlerle topladığı verileri Excel ve Mathlab gibi programlara aktarımına olanak verir. Analog girişlerden toplanılan sayısal verilerle öğrenciler grafik oluşturabilir ve oluşturulan grafikler üzerinden yorumlar ve hesaplamalar yapabilir. Örnek bir proje olarak; nem sensörü ile farklı türde bitkilerin farklı zamanlardaki nem değerleri ile Excel üzerinden grafik oluşturulabilir. Diğer bir örnek ise gaz sensörü ile farklı ortamların karbondioksit değerleri alınabilir ve Mathlab uygulaması ile karbondioksit değişim grafiği oluşturulabilir.
Sonuç olarak Arduino disiplinler arası etkinlikler üretmek için bize sınırsız bir ortam veriyor. Oluşturulan etkinlikler öğrenciyi teorik bilgileri öğrendiği sırasından çıkartıyor ve bilgisini yeni bir teknolojiye bir projeye aktarmasına olanak veriyor. Böylelikle öğrenciler ve öğretmenler deneyimleyerek, eğlenerek ve üreterek öğrenme ve öğretme kavramlarını gerçekleştirmiş olurlar.
KAYNAKÇA
http://www.loopycomputy.com/banana-piano.html
https://www.bigmessowires.com/2016/08/19/fruit-electronics-piano/
https://circuitdigest.com/arduino-projects?page=1
