Arduino ile Engel Algılayan Robot Yapımı (HC-SR04 Sensörlü)

Arduino Uno, HC-SR04 ultrasonik mesafe sensörü ve L298N motor sürücü kullanarak engelleri tespit eden ve kendi yolunu çizen otonom bir robotu adım adım tasarlayıp kodluyoruz.

Robotik projelerine başlarken yapılan en heyecan verici uygulamalardan biri engel algılayan otonom robotlardır. Bu projede, robotumuz önündeki engelleri fiziksel bir temas olmadan ultrasonik ses dalgalarıyla tespit edecek, engelle karşılaştığında durup yönünü değiştirerek yoluna devam edecektir.

1 Çalışma Mantığı ve Sensör Mimarisi

Robotun temel mantığı human-like (insansı) karar verme mekanizmasına benzer. Ön tarafa yerleştirilen HC-SR04 ultrasonik sensör sürekli olarak mesafe kontrolü yapar:

• Güvenli Alan (Mesafe > 20 cm): Robot tam güç ileri yönde hareket eder.
• Kritik Mesafe (Mesafe ≤ 20 cm): Robot kısa bir süre durur, geriye doğru çekilir ve ardından sağa/sola dönerek engelsiz yeni bir rota arar.

2 Gerekli Malzemeler

Projeyi tamamlayabilmek için aşağıdaki donanım bileşenlerine ihtiyacınız olacaktır:

3 Devre Bağlantı Şeması

Motorlar Arduino'dan yüksek akım çektiği için güç kaynağınızı (örneğin 2 adet 18650 Li-ion pil) doğrudan L298N sürücüye bağlamalısınız. Arduino'yu ve motor sürücüyü ortak GND hattında buluşturmak kritik önem taşır.

Pin Bağlantı Özeti

4 Arduino Kodlaması (C++)

Aşağıdaki C++ kodunu Arduino IDE yazılımına yapıştırarak kartınıza yükleyebilirsiniz. Kod içerisinde milisaniye ve mesafe eşikleri kolayca özelleştirilebilir.

// Arduino ile Engel Algılayan Robot Kodu
#define TRIG_PIN 9
#define ECHO_PIN 8

// L298N Motor Sürücü Pin Tanımlamaları
const int solMotor1 = 4;
const int solMotor2 = 5;
const int sagMotor1 = 6;
const int sagMotor2 = 7;

long sure;
int mesafe;
const int engelSiniri = 20; // cm cinsinden engel mesafesi

void setup() {
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
  
  pinMode(solMotor1, OUTPUT);
  pinMode(solMotor2, OUTPUT);
  pinMode(sagMotor1, OUTPUT);
  pinMode(sagMotor2, OUTPUT);
}

void loop() {
  mesafe = mesafeOlcu();
  
  if (mesafe > 0 && mesafe <= engelSiniri) {
    dur();
    delay(200);
    geriGit();
    delay(400);
    dur();
    delay(200);
    sagaDon();
    delay(500);
  } else {
    ileriGit();
  }
}

int mesafeOlcu() {
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  
  sure = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
  return sure * 0.0343 / 2;
}

void ileriGit() {
  digitalWrite(solMotor1, HIGH);
  digitalWrite(solMotor2, LOW);
  digitalWrite(sagMotor1, HIGH);
  digitalWrite(sagMotor2, LOW);
}

void geriGit() {
  digitalWrite(solMotor1, LOW);
  digitalWrite(solMotor2, HIGH);
  digitalWrite(sagMotor1, LOW);
  digitalWrite(sagMotor2, HIGH);
}

void sagaDon() {
  digitalWrite(solMotor1, HIGH);
  digitalWrite(solMotor2, LOW);
  digitalWrite(sagMotor1, LOW);
  digitalWrite(sagMotor2, HIGH);
}

void dur() {
  digitalWrite(solMotor1, LOW);
  digitalWrite(solMotor2, LOW);
  digitalWrite(sagMotor1, LOW);
  digitalWrite(sagMotor2, LOW);
}

5 Geliştirme İpuçları ve İleri Seviye Özellikler

Temel projenizi tamamladıktan sonra robotunuza şu akıllı özellikleri ekleyebilirsiniz:

1. Servo Motor Entegrasyonu: HC-SR04 sensörünü SG90 servo motor üzerine monte ederek engel anında başını sağa ve sola çevirip en açık yönü seçmesini sağlayabilirsiniz.
2. Buzzer ve Uyarı Işıkları: Robot engeli gördüğünde sesli bip uyarısı verebilir veya LED lambalarıyla dönüş sinyali yakabilir.
3. PWM Hız Kontrolü: L298N üzerindeki ENA ve ENB pinlerini Arduino PWM pinlerine (örneğin 3 ve 11) bağlayarak analogWrite() komutu ile motor hızını hassas biçimde ayarlayabilirsiniz.