Gulf Tech Eğitim Portalı

Yazılım Bileşenleri VS Code, kodlarımızı geliştirdiğimiz ve robota yükleme işlemlerini gerçekleştirdiğimiz platformdur. FRC Driver Station (yalnızca Windows işletim sisteminde kullanılabilir), yarışma sırasında robotu kontrol etmeye yetkili tek yazılımdır. Driver Station, robotun kontrolünü ve veri girişlerini kolaylaştıran çeşitli araçlar içerir.

VS Code’a Giriş VS Code’u ilk açtığınızda bir karşılama sayfasıyla karşılaşacaksınız. Bu sayfanın amacı, VS Code’u özelleştirmenize veya bazı püf noktalarını öğrenmenize yardımcı olmaktır. Dikkatlice incelerseniz, sağ üst köşede (tam ekran tuşunun altında) WPILib logosunu görebilirsiniz. Bu tuş, WPILib özelliklerine erişimi kolaylaştırmak için tasarlanmıştır. Temel kullanıcı arayüzü belgesini inceleyerek, FRC için gerekli bilgilerin çoğunu edinebilirsiniz.

Komut paleti, Visual Studio Code (WPILib dahil) platformundaki neredeyse tüm fonksiyonlara ve özelliklere erişim imkanı sunmaktadır. WPILib fonksiyonlarına erişmek için WPILib logosuna tıklamanız yeterlidir.

WPILib: Yeni proje oluşturma, WPILib: Robot kodunu derlemek ve roboRIO’ya yüklemek. Yeni Proje Oluşturma Penceresi’nin bileşenleri aşağıda detaylı bir şekilde açıklanmaktadır:

Her alanı örneklerde gösterildiği gibi doldurunuz. Ardından “Generate Project” komutunu çalıştırınız. Projeniz başarıyla oluşturulduktan sonra, Visual Studio Code, projeyi aşağıda gösterildiği gibi açma seçeneği sunacaktır. Bu işlemi şu anda veya daha sonra “Ctrl+K” tuşlarına basarak ve ardından “Ctrl+O” tuşlarına basarak gerçekleştirebilirsiniz. Ardından, projemizin kaydedildiği klasörü seçiniz.

PWM olmayan motor kontrol üniteleri veya gelişmiş sensörler kullanan ekiplerin büyük olasılıkla harici tedarikçi bağımlılıklarını yüklemeleri gerekecektir. Bu kütüphanelerin kurulumuna geçmeden önce, gerekli adımları dikkatlice inceleyiniz.  Tüm vendordep işlemleri, Bağımlılık Yöneticisi aracılığıyla yönetilebilir. Arayüze erişim, etkinlik çubuğunda yer alan WPILib logosuna tıklanarak sağlanabilir.  Projeye entegre etmek istediğiniz kütüphaneleri, her birinin yanında bulunan “Yükle” butonuna tıklayarak seçiniz. JSON dosyası, projedeki ilgili klasöre kopyalanacak ve kütüphane, projeye bağımlılık olarak eklenecektir. Bir vendordep için güncelleme mevcut olduğunda, “En Son Sürüme Güncelle” butonu görünecektir. Güncelleme işlemini gerçekleştirmek için bu butona tıklayabilir veya tüm vendordepleri en son sürüme güncellemek için “Tümünü Güncelle” butonuna tıklayabilirsiniz. Çöp kutusu simgesine sahip buton, vendordep’in kaldırılmasını sağlayacaktır. Açılır menüde, şu anda yüklü olan sürüm görüntülenmektedir. Belirtilen sürüme yükseltme veya düşürme işlemi için bu sürümü değiştirebilirsiniz. Robot projelerinin roboRIO üzerinde çalışabilmesi için derlenmesi (“oluşturulması”) ve dağıtılması gerekmektedir. Kod, robot denetleyicisinde yerel olarak derlenmediğinden, bu işlem “çapraz derleme” olarak adlandırılır. Bir robot projesi oluşturmak ve dağıtmak için aşağıdaki adımlardan birini izleyiniz:

Visual Studio Code penceresinin sağ üst köşesinde bulunan üç nokta simgesine tıklayarak kısayol menüsünü açınız ve “Robot Kodu Oluştur” seçeneğini seçiniz. Alternatif olarak, proje hiyerarşisinde bulunan build.gradle dosyasına sağ tıklayarak “Robot Kodu Oluştur” seçeneğini seçebilirsiniz. Robot kodunu dağıtmak için, önceki talimatlarda belirtilen üç konumdan herhangi birinden “Robot Kodunu Dağıt” seçeneğini seçiniz. Bu işlem, gerekirse robot programının derlenmesini ve roboRIO’ya dağıtımını gerçekleştirecektir. İşlem başarılı olursa, “Başarılı Oluşturma” mesajı görüntülenecektir. Bununla birlikte, RioLog çalışırken, robot programından konsol çıktısı ile açılacaktır.

FRC® Sürücü İstasyonunu başlatın. Ardından, mesaj görüntüleyici penceresinin üst kısmındaki dişli çarka tıklayın ve “Konsolu Görüntüle” seçeneğini seçin. Konsol Görüntüleyici penceresi, robot programımızın çıktısını yeşil renkte sunmaktadır. Sağ üst köşede bulunan dişli simgesi, pencerenin temizlenmesini ve görüntülenen mesaj düzeyinin ayarlanmasını sağlar. Riolog VS Code Eklentisi, VS Code’da NetConsole çıktısını görüntülemek için kullanılabilen bir görünümdür. Varsayılan olarak, RioLog görünümü her roboRIO dağıtımının tamamlanmasının ardından otomatik olarak başlatılır. Manuel başlatma için, komut paletini açmak üzere tuşuna basın ve “RioLog” yazmaya başlayın. Ardından, WPILib: RioLog’u Başlat seçeneğini seçin. RioLog görünümü üst bölmede görüntülenmelidir. Konsolu kontrol etmek için çeşitli denetimler içerir:

• Görüntüyü Duraklat/Devam Ettir: Bu fonksiyon, görüntüyü duraklatır veya devam ettirir. Arka planda yeni paketler alınmaya devam edecektir ve devam ettir düğmesine tıklandığında görüntülenecektir.
• Gelen Paketleri Reddet/Kabul Et Bu fonksiyon, yeni paketlerin kabul edilip edilmeyeceğini değiştirir. Paketler reddedilirken ekran duraklatılır ve alınan tüm paketler atılır. Düğmeye tekrar tıklanması, paket alımına devam edilmesini sağlar.
• Temizle: Bu fonksiyon, ekranın mevcut içeriğini temizler.
• Yazdırma İşlemlerini Göster/Göster: Bu ayar, yazdırma işlemi olarak sınıflandırılan mesajları gösterir veya gizler.
• Görüntüleyiciye Geçiş:Bu fonksiyon, kaydedilmiş günlük dosyaları için görüntüleyiciye geçişi sağlar.
• Uyarıları Göster/Gizle:Bu ayar, uyarı olarak sınıflandırılan mesajların görünürlüğünü kontrol eder.
• Bağlantıyı Kes/Yeniden Bağla:Bu fonksiyon, konsol akışıyla bağlantıyı sonlandırır veya yeniden kurar.
• Zaman Damgalarını Göster/Gizle: Bu ayar, penceredeki mesajlarda zaman damgalarının gösterilip gösterilmeyeceğini belirler.
• Günlüğü Kaydet: Bu fonksiyon, günlük içeriğini bir dosyaya kaydeder ve bu dosya daha sonra RioLog görüntüleyici ile görüntülenebilir veya açılabilir. (Detaylar için yukarıdaki “Görüntüleyiciye Geçiş” bölümüne bakınız.)
• Takım Numarasını Ayarla:Bu fonksiyon, konsol akışına bağlanacak roboRIO’nun takım numarasını ayarlar. RioLog dağıtım işlemi başlatıldığında bu ayar otomatik olarak gerçekleştirilir.

RoboRIO, FRC robotunun merkezi kontrol bilgisayarıdır. Robot üzerindeki tüm elektronik sistemlerin koordinasyonunu sağlar. Sensörlerden gelen verileri okuyarak robotun durumunu analiz eder ve yazılımda belirlenen komutlara göre motor kontrolcüleri ve diğer mekanizmalara talimat gönderir. Takımın yazılım ekibi tarafından geliştirilen kod RoboRIO üzerinde çalışır ve robotun otonom hareketleri, sürücü kontrolü ve mekanizma yönetimi buradan gerçekleştirilir.

Motor kontrolcüleri, robot üzerindeki motorların hızını ve dönüş yönünü kontrol eden elektronik bileşenlerdir. RoboRIO’dan gelen komutları alarak bu sinyalleri motorların kullanabileceği güç çıkışına dönüştürürler. Bu sayede robotun hareketi, mekanizmaları ve diğer sistemleri hassas bir şekilde kontrol edilebilir. Motor kontrolcüleri aynı zamanda motor akımı, sıcaklık ve hız gibi bazı verileri RoboRIO’ya geri gönderebilir.

FRC robotlarında sürücü ile robot arasındaki iletişim kablosuz ağ üzerinden sağlanır. Sürücü bilgisayarında çalışan Driver Station yazılımı, robotun hareketlerini ve mekanizmalarını kontrol etmek için komutlar gönderir. Bu komutlar bir radyo modülü aracılığıyla robota iletilir. Robot üzerindeki kontrol sistemi (RoboRIO) bu komutları işleyerek motorlara ve diğer sistemlere gerekli talimatları verir. Aynı zamanda robot, sensör verileri ve sistem durumu gibi bilgileri tekrar Driver Station’a gönderir.

CAN Bus (Controller Area Network), robot üzerindeki elektronik cihazların birbirleriyle iletişim kurmasını sağlayan bir haberleşme sistemidir. FRC robotlarında robotun kontrol bilgisayarı olan RoboRIO, motor kontrolcüleri ve güç dağıtım kartı gibi birçok cihaz CAN hattı üzerinden veri alışverişi yapar. CAN sisteminde tüm cihazlar aynı veri hattına bağlanır. Bu hat robot boyunca zincir şeklinde ilerleyen iki kablodan oluşur. Böylece her cihaz ayrı bir kabloyla RoboRIO’ya bağlanmak zorunda kalmaz ve robot içindeki kablo düzeni daha sade ve güvenilir olur. CAN hattına bağlanan her cihazın kendine ait bir CAN ID numarası vardır. Bu numara, cihazın ağ üzerindeki kimliğidir. RoboRIO bir komut gönderdiğinde, CAN hattındaki tüm cihazlar bu mesajı görür; ancak yalnızca ilgili CAN ID’ye sahip cihaz bu komutu uygular. Bu sayede aynı hat üzerinde birçok farklı cihaz sorunsuz şekilde çalışabilir. Kısaca CAN Bus sistemi, robot üzerindeki elektronik bileşenlerin tek bir iletişim ağı içinde hızlı, düzenli ve güvenilir bir şekilde haberleşmesini sağlayan önemli bir altyapıdır. CAN Bus bağlantısı için motor kontrolcülerinde sarı-yeşil kablolar kullanılır. Motor Kontrolcüleri PDH üzerinde portlara (0-19) bağlanır ardından ilk sıradaki kontrolcünün birinci sarı-yeşil kablosu RoboRIO üzerindeki H-L alanına bağlanırken ikinci sarı-yeşil kablosu ikinci kontrolcünün ilk kablosuna bağlanır. Ardından ikinci kontrolcünün ikinci kablosu üçüncü kontrolcünün ilk kablosuna bağlanarak kullanacağımız kontrolcü sayısı kadar bu işlem devam eder. Son kontrolcümüzün ikinci kablosu ise PDH üzerindeki H-L alanına bağlanarak CAN hattı tamamlanır.

PWM (Pulse Width Modulation), motorların ve bazı aktüatörlerin kontrol edilmesini sağlayan temel sinyal yöntemlerinden biridir. PWM, dijital bir sinyal olmasına rağmen darbe süresinin değiştirilmesi sayesinde analog bir kontrol oluşturur. Bu sistemde sinyal belirli bir frekansta tekrar eder ve sinyalin “açık” kaldığı sürenin uzunluğu, gönderilen komutun büyüklüğünü belirler. PWM bağlantılarının fiziksel yapısı üç pinli bir kablodan oluşur. Bu pinler sırasıyla sinyal (signal), güç (5V) ve toprak (GND) hatlarıdır. FRC robotlarında PWM bağlantısı için motor sürücü ve siyah-beyaz kablosu kullanılır, kablo doğrudan RoboRIO üzerindeki PWM portlarına takılır. Bu portlar numaralandırılmıştır ve her bir motor sürücüsü için ayrı bir port kullanılır. PWM kablosu RoboRIO’dan çıkarak motor sürücünün sinyal girişine bağlanır. Motor sürücü de aldığı bu sinyale göre motora giden gücü ayarlar. Bu sayede hem güvenli hem de hassas bir kontrol sağlanır. Güç bağlantısı kısmında sistem farklı çalışır. Robotun bataryasından gelen enerji önce güç dağıtım ünitesine, oradan da motor sürücülere iletilir. Motor sürücüler bu gücü PWM sinyaline göre motora aktarır. Yani PWM ne kadar güç verileceğini belirler. Dikkat edilmesi gereken konulardan birisi kablo yönüdür. PWM kablosunun ters takılması durumunda sistem çalışmaz veya hatalı çalılabilir. Bu yüzden sinyal(S), güç(V) ve toprak hatlarının doğru hizalandığından emin olunmalıdır. Ayrıca kabloların sağlam takılması ve gevşek olmaması da önemlidir, çünkü temas sorunları kontrol hatalarına yol açabilir.

FRC ekosisteminde PR (Halkla İlişkiler) faaliyetleri yürütmek, teknik emeğin profesyonel bir vizyona dönüşmesini sağlayarak takımın sürdürülebilirliğini ve toplumsal etki kapasitesini en üst seviyeye taşır. Başarılı bir PR stratejisi, sadece güçlü bir marka kimliği oluşturmakla kalmaz; aynı zamanda potansiyel destekçilerle güvene dayalı iş birlikleri kurulmasını, teknoloji tutkusunun geniş kitlelere yayılmasını ve "Duyarlı Profesyonellik" ilkesinin her platformda en yüksek standartlarda temsil edilmesini sağlar. Nihayetinde bu süreç, atölye sınırlarını aşan projelerin belgelenip prestijli ödüllerle taçlandırılmasına ve ekip üyelerinin geleceğin liderleri olarak iletişim becerileri güçlü, vizyoner bireylere dönüşmesine hizmet eden stratejik bir yatırımdır. Sonuç olarak robotumuz sadece sahada yarışsa da, biz atölyenin sınırlarını aşan ve teknoloji tutkusunu herkese ulaştırmayı hedefleyen büyük bir hikayenin parçasıyız.

Artık "takımda tasarımcıyım" dediğinizde elinizde gösterebileceğiniz modeller ve çizimler olacak. Onshape'te (çoğu CAD programında da böyledir) önce çizim yaparız ve bu çizime derinlik veririz.

• Model Dosyası Oluşturma: Onshape hesabınıza girdikten sonra sol üstteki mavi "Create" butonuna basıp "Document" yazan kısma tıklıyoruz. Burada dokümanınıza isim vermeniz ve farklı dosyalar/klasörler açtıysanız hangisine kaydedeceğinizi seçmeniz lazım.
• Sketch Başlatma: Karşınızda 3 tane düzlem (Plane) olması lazım. Sol üst tarafta bulunan "Sketch" butonuna basın (veya Shift + S tuşu ile). Önünüzdeki 3 düzlemden birini seçin.
• Düzlemleri Gizleme: İsterseniz diğer düzlemleri, sol taraftaki isim listesinde imleci üzerine getirince gözüken "göz" ikonuna basıp kapatabilirsiniz.

Sketch'i açtığınızda üstteki satırda gördüğünüz araçlar çizim için kullanılır. En soldaki ilk iki araç çizim için değil, çizim bittikten sonra (katılaştırma vb.) kullanmak içindir.

• Line (Çizgi - L): Temel çizgi çizme aracı. Tool simgesinin yanındaki oka tıkladığınızda çıkan diğer seçenekler aynı işlemi farklı şekillerde yapar.
• Rectangle (Dikdörtgen): Köşeden veya merkezden dikdörtgen çizmenizi sağlar. Robot şasesi çizerken en çok kullandığımız araçtır.
• Circle & Arc (Daire & Yay): Tekerlek delikleri, rulman yuvaları veya kavisli parçalar için kullanılır.
• Trim (Makas - M): Çizim yaparken fazla kaçırdığınız veya birbirini kesen çizgilerin istemediğiniz kısımlarını "budamaya" yarar.
• Offset (Öteleme): Bir çizginin veya şeklin aynısını, belirli bir mesafe uzağına (içine veya dışına) kopyalar. Profil kalınlığı verirken çok işe yarar.
• Mirror (Aynalama): Çizimin bir yarısını yaptıysanız, diğer yarısını otomatik olarak simetrik bir şekilde oluşturmanızı sağlar.
• Dimension (Ölçülendirme - D): En önemli araç! Çizdiğiniz bir çizginin boyunu, iki nokta arasındaki mesafeyi veya bir dairenin çapını milimetrik olarak belirlersiniz.

Sketch ekranından sol üstteki yeşil tike basıp çıktığınızda, araç çubuğunun (toolbar) tamamen değiştiğini göreceksiniz. Artık karşınızda 3 boyutlu katı modelleme araçları var.

• Extrude (Katılaştırma - Shift + E): FRC'de en çok kullanacağımız araç budur. Yaptığınız 2D çizimi, belirlediğiniz bir yönde iterek ona bir kalınlık (yükseklik) verir.
• Depth (Derinlik): Açılan pencerede "Depth" kısmına kaç mm yükseklik istiyorsanız onu yazın. Örneğin; bir şase profili çiziyorsanız profilin boyunu buraya girersiniz.
• Add / Remove: Mevcut bir katının üzerine yeni bir şey ekliyorsanız "Add", var olan bir katıdan delik açmak veya parça koparmak istiyorsanız "Remove" seçeneğini kullanırsınız.
• Revolve (Döndürerek Katılaştırma): Silindirik yapıdaki parçalar için (kasnak, mil, tekerlek göbeği) yarısını çizip bir eksen etrafında döndürebilirsiniz. Önce bir merkez çizgisi (axis) ve parçanın kesitini çizersiniz. Sonra Revolve aracını seçip önce kesiti, sonra döndürülecek ekseni seçersiniz.

Katı modelinizi oluşturduktan sonra köşelerin çok keskin olduğunu fark edeceksiniz. Robotun kablolarını kesmemesi veya daha dayanıklı olması için bu araçları kullanırız:

• Fillet (Radüs - F): Seçtiğiniz köşeleri yuvarlar. Robotun dış köşelerinde veya stres binen iç köşelerde (kırılmayı önlemek için) mutlaka kullanılır.
• Chamfer (Pah Kırma): Köşeleri 45 derecelik açıyla keser. Genelde millerin uçlarına kolay takılması için veya estetik amaçlı yapılır.
• Shell (Kabuk Oluşturma): Dolu bir parçanın içini boşaltıp kutu yapmak istiyorsanız Shell aracını seçin, boşaltmak istediğiniz yüzeyi (kapağı) tıklayın ve duvar kalınlığını (örneğin 2mm) girin. Onshape otomatik olarak içini boşaltır.

"Line" ve "Circle" ile de delik açabilirsiniz ama Hole Tool gerçek dünyadaki vidalara ve cıvatalara göre delik açmanızı sağlar.

• Hole Tool: Sadece bir delik açmakla kalmaz; havşa başlı vida (countersink) veya standart bir M5 cıvatanın geçeceği tam ölçüyü otomatik ayarlar. Sketch kısmında sadece deliğin merkezini bir nokta (Point) ile işaretleyin, sonra 3D kısmında Hole aracını seçip o noktaya tıklayın.
• Linear Pattern: Bir parçayı veya deliği düz bir hat boyunca (örneğin 50mm aralıklarla 10 tane) kopyalar. Robotun şasesine yan yana 20 tane delik delmeniz gerektiğinde tek tek çizmek yerine bunu kullanın!
• Circular Pattern: Bir parçayı bir merkezin etrafında (örneğin bir tekerleğin 6 adet cıvata deliği gibi) döndürerek kopyalar.

Bazen her şeyi sıfırdan çizmezsiniz. Örneğin bir üreticinin sitesinden tekerlek dosyasını indirirsiniz ve Onshape'e atarsınız.

• İçeri Aktarma (Import): Onshape ana sayfasındayken veya bir dokümanın içindeyken sol üstteki "+" (Artı) butonuna basın. "Import" seçeneğine tıklayın. Bilgisayarınızdaki dosyayı seçin (Genelde .step, .stp veya .stl formatında olur). Onshape bu dosyayı sizin için buluta yükler ve yeni bir sekme olarak tasarımınıza ekler.
• Dışarı Aktarma (Export): Alttaki parça sekmelerinden (Part Studio) ismine sağ tıklayın. "Export" seçeneğini seçin.

Bazen bir parça çizdiğiniz yerde durmasın, biraz sağa kaysın veya 90 derece dönsün istersiniz. İşte burada Transform toolu devreye girer.

• Transform Kullanımı: Üstteki 3D araç çubuğunda Transform (genelde bir küp ve ok simgesiyle gösterilir) butonuna basın. "Entities to transform" kısmında hareket ettirmek istediğiniz parçayı seçin.
• Translate by XYZ: Parçayı oklarla sağa-sola, yukarı-aşağı kaydırırsınız.
• Rotate: Parçayı bir eksen etrafında döndürürsünüz (Örneğin bir mili dik konuma getirmek için).
• Translate by mate connectors: Bir parçayı başka bir parçanın üzerine tam "cuk" diye oturtmak için kullanılır (FRC'de çok işe yarar).