Mekatronik sistemlerde internet tabanlı kontrol ve kartezyen robot üzerinde bir uygulama

Abstract

ÖZET Anahtar Sözcükler: Sanal Laboratuar, e- laboratuar, Teknik Eğitim, İnternet Tabanlı Öğretim, Uzaktan Eğitim, Ülkemizde hızlı nüfus artışıyla birlikte, eğitim - işgücü - istihdam dengesi bozulmuştur. İstihdam problemlerine çözüm olarak teknik eğitime ağırlık verilmesi gündeme gelmiştir. Ancak teknik eğitim yüksek maliyetli donanımı gerektirmekte ve teknolojideki hızlı gelişim sonucu laboratuarlar kısa sürede güncelleştirmeye ihtiyaç duymaktadırlar. Bu nedenle ülkemiz gibi özellikle kıt imkanlara sahip gelişmekte olan ülkelerde bu durum problem olmaktadır. Ayrıca, İnternet Destekli Teknik Eğitim içinde mevcut konvansiyonel laboratuarlar uygun değildir. Bütün bu sebeplerle, araştırmacılar Sanal Laboratuar üzerine yönelmişlerdir. Bu çalışmada, sözü edilen problemlere çözüm olarak bir İnternet Destekli Pilot laboratuarın kurulması amaçlanmaktadır. Genelde internet tabanlı sisteminin mimarisi modüler bir yapıya sahip olup kullanıcı, sunucu, laboratuar ve İzleme (simülasyon ve/veya gerçek zamanlı kamera ) modüllerinden oluşmaktadır Laboratuar modülü; eğitim amaçlı, internet destekli kontrole uygun nitelikte gerçek sistemlerden meydana gelmektedir. Bu sistemin bilgisayarla bütünleşik; imalat, montaj, proses ve kalite kontrol gibi istasyonlardan oluşması amaçlanmaktadır. Laboratuar internet aracılığı ile istenilen yerden kullanılmaya ve izlenmeye imkan veren bir yapıya sahiptir. Bu maksatla önceden hazırlanmış uygulama örnekleri vardır. Kullanıcı bunları çalıştırarak uygulamaları izleyebilir. Ayrıca eğer kullanıcı isterse kendine özgü yeni uygulamalar geliştirebilir. Laboratuar ortamında yapmış olduğu bütün uygulamaları gerçek zamanlı olarak izleyebildiği gibi eşzamanlı olarak çalışan simülasyonu da takip edebilir. İzleme modülü; gerçek laboratuar ortamındaki uygulamaların dışında her biri ayrı bir konuya karşılık gelen alt modülleri de kapsamaktadır. Böylece gerçek laboratuara konulamayan, fakat teknik eğitimde olması gereken bir çok uygulama bu modül yardımıyla sanal ortamda gerçekleştirilebilecektir.Modüler bir yapıda olan bu pilot çalışma sayılan modüllerden bazılarını içermekte ancak daha sonra ilave edilecek modüllerle genişletme ve geliştirmeye uygundur.Böylece çalışma model alınarak teknik eğitimin farklı branşlarında ortak laboratuarlar oluşturabilir. Amaç:Ülkemizde teknik eğitim; nitelikli eleman ve istihdam problemine çözüm olarak sunulmaktadır. Ancak teknik eğitimde her okul için ayrı bir laboratuar kurulması büyük bir mali yük getirmekte ve kurulan laboratuarlarda istenilen düzeye ulaştırılamamaktadır. Ayrıca teknik eğitimin web tabanlı yapılmasında karşılaşılan en büyük problemde uygulama derslerinin öğrenciye nasıl aktarılacağıdır. XIIISözü edilen problemlere çözüm olarak Internet tabanlı sanal laboratuar düşüncesi gündeme gelmiştir. Böylece bu konu üzerine araştırmalar yoğunlaşmış ve kısmen uygulanmaya başlanmıştır. Bu proje sözü edilen problemlere çözüm getirmeyi amaçlamaktadır. Kapsam:Bu çalışma beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde; giriş, ikinci bölümde literatür çalışması, üçüncü bölümde Mekatronik Sistemler ve Uzaktan Kontrol hakkında bilgi; dördüncü bölümde İnternet Destekli bir Mekatronik Laboratuarın kuruluşu ve beşinci bölümde ise bir uygulama sunulmuştur. Yöntem:Teklif edilen çalışmanın temel dayanağı laboratuar çalışmalarının uzaktan yapılabilmesidir. Bu nedenle, Türkiye şartları dikkate alınarak, kullanıcı ve sistem arasındaki iletişim ve etkileşimi sağlayabilecek bir çok araç içerisinden en iyi araç olarak web ortamı ve Internet ağı seçilmiştir. Laboratuar çalışma ortamı da bu iletişimle uyumlu çalışabilecek şekilde dizayn edilmiştir. Sonuç olarak teknik eğitimde varolan ve sürekli olarak artan laboratuar ihtiyacı ve yetersizlikleri kısa sürede ekonomik olarak karşılanacak, sarf malzemesi ve işletme masrafları oldukça düşecek,meydana gelebilecek iş kazası riski ortadan kalkacak,zaman ve mekan kısıtları ortadan kaldırılacak ve daha esnek çalışma ortamı sunulacaktır. XIV

THE INTERNET BASED CONTROL FOR MECHATRONIC SYSTEM AND THE CARTESIAN ROBOT APPLICATION SUMMARY Keywords: Virtual laboratory, e - laboratory, technical education, internet based education, distance learning The balance of education - workforce - employment has been last because of rapid grow of population. To attach importance the technical education has been proposed for the solution of the employment problem. However the technical education requires high cost equipment and these equipments need to update in short time because of rapid technological change. This case causes problems for the developing countries such as our country that has insufficient income. Also, the Internet Based Technical Education needs an application area that can be used with remote - controlled. Therefore, researchers have intended to investigate on the Web- Based Virtual Laboratory. This project intends a plot Internet - Based Laboratory which was setup for the solution of the problems. The architectural configuration of Internet - Based System is modular and it consists of server, laboratory and simulation modules. The laboratory module consists of real systems which have suitable characteristics for Internet Based Control in Education. The laboratory can be used and monitor from every where by Internet. There are available practical examples prepared for this reason. The users can operate and monitor these examples. Also, If they desire, they design new practices. The users can watch simulations of which operate simultaneously with laboratory examples. The simulation module consists of sub-modules which represent a different subject. So, a lot of practices which can't place laboratory but are necessary for technical education can be realized by these modules in virtually. This modular pilot study is convenient for expanding and developing. When this study is accepted a model, a collective laboratory for different branches of technical education can be setup. The aim of the study; The technical education are presented as a solution of employing problem in our country. However separated laboratory for every school isn't economic and so these laboratories can not be developed. Also, it is a problem how practical studies are realized for the web based techinacal education. Therefore, xvthe internet based virtual laboratory is considered in this study so that the solutions of the problems can be found. Content; The study consist of five chapters, The first chapter is introduction, the second chapter is literature, the third chapter is mechatronic systems and distance learning, the fourth chapter is the setup of Internet Based Mechatronic Laboratory and there is an application at the fifth chapter. Method; The base of the study is that laboratory practices can be realized from far distance. Therefore, the web and the Internet Network were selected as the best tool so that it can provide communication and interaction considering our country conditions the laboratory was designed into a suitable form for this communication. As a result: The need of laboratory of the technical education can be provided economically and in short time therefore consumption ratio and the risk of working accident can be reduced and a flexible working environment can be presented. XVI