Bilişim Ders Notları
Robotik 2 · 28. hafta · Gösterge ve Mesafe Uygulamaları (LCD, Çarpışma Önleyici)

Ultrasonik Sensör: Bağlantı ve İlke

Robotik Kodlama 2 · 28. hafta ders notu · RK.2.3.2

Öğrenme çıktıları
RK.2.3.2
  • HC-SR04'ün ses dalgası gönderip yankının dönüş süresinden mesafe bulduğunu, ses hızını ve "ikiye bölme" adımını kullanarak açıklar.
  • Sensörün yaklaşık 2–400 cm ölçüm aralığını, 15° civarındaki algılama konisini ve yanıltan yüzeyleri örneklerle söyler.
  • VCC, Trig, Echo ve GND bacaklarını Arduino UNO'ya doğru bağlar; bağlantıyı tablo ve çizimle gösterir.
  • Çarpışma önleyici sistemlerin araç, robot ve görme engelli bastonu gibi kullanım alanlarını tartışarak kendi proje fikrini söyler.
Bilgisayarsız sınıf alternatifi

Bantla çizilmiş sensör konisi

Sınıfın önüne maskeleme bandıyla bir "sensör" noktası ve ondan açılan dar bir koni çizilir; koninin kenarlarına 50, 100 ve 150 cm işaretleri konur. Öğretmen koninin içine, dışına ve çok yakına kutular yerleştirir; öğrenciler her kutu için "algılar / algılamaz / yanlış ölçer" kartını kaldırır. Ardından tahtadaki hesap kartlarıyla (588 µs, 1176 µs, 5882 µs) süreden mesafe hesaplanır ve bulunan sonuçlar metreyle kontrol edilir.

Konu anlatımı

Önce konuyu aç, sonra sorulara dokun: cevap altında açılır. Soru işaretli kutulara dokununca cevap görünür.

01Sensör mesafeyi nasıl hesaplar?
?HC-SR04 bir ölçümü hangi adımlarla yapar?
Arduino Trig ucunu 10 mikrosaniye YÜKSEK yapar. Sensör 40 kHz'lik 8 kısa ses darbesi gönderir ve Echo ucunu YÜKSEK yapar. Yankı geri döndüğünde Echo DÜŞÜK olur; Arduino bu YÜKSEK kalma süresini ölçer.
?Formülde neden 0,034 sayısı var?
Ses havada saniyede yaklaşık 343 metre gider. Bunu santimetre ve mikrosaniyeye çevirince 1 mikrosaniyede yaklaşık 0,034 cm eder. Süreyi bu sayıyla çarpınca sesin aldığı toplam yolu buluruz.
?Neden sonucu 2'ye böleriz?
Ölçülen süre boyunca ses engele gidip geri döner, yani mesafeyi iki kez yol alır. Toplam yolun yarısı sensör ile engel arasındaki uzaklıktır.
Anahtar kavramlar: UltrasonYankıTrig · EchoMikrosaniye (µs)
Trig10 µs tetik Echo YÜKSEK kalma süresi = gidiş + dönüş VericiAlıcı Engel gidiş dönüş (yankı) mesafe (d) d = süre × 0,034 ÷ 2
02Numaralı tanıtım: HC-SR04
HC-SR04 ultrasonik sensör
  1. 1Verici (Trig)İnsan kulağının duyamadığı ses dalgası gönderir.Dokun, adını gör
  2. 2Alıcı (Echo)Engelden yansıyan sesi yakalar.Dokun, adını gör
  3. 3Kristal (saat)Sensörün zamanlamasını sağlar.Dokun, adını gör
  4. 4Pinler: Vcc · Trig · Echo · GNDVcc 5V'a, GND toprağa; Trig ve Echo dijital pinlere bağlanır.Dokun, adını gör

Numaralara dokun; her parçanın görevi açılır.

?Sensörün üzerindeki iki "göz" aynı işi mi yapar?
Hayır. Biri hoparlör gibi ses gönderir (verici), diğeri mikrofon gibi yankıyı dinler (alıcı). İkisi birlikte çalışmazsa ölçüm yapılamaz.
?Sensör ne kadar akım çeker, Arduino'dan beslenebilir mi?
Çalışırken yaklaşık 15 mA çeker. Bu, Arduino'nun 5V çıkışı için çok küçüktür; ek pil gerekmez.
03Arduino UNO'ya bağlantı
GND76 5VA0–A5 ATmega328P Arduino UNO VCCTRIGECHOGND HC-SR04
  1. 1VCC → 5V (kırmızı)Sensöre 5 V besleme verir.Dokun, adını gör
  2. 2Trig → pin 7 (turuncu)Arduino buradan 10 µs’lik tetik sinyali gönderir.Dokun, adını gör
  3. 3Echo → pin 6 (sarı)Yankı dönene kadar YÜKSEK kalır; bu süre pulseIn ile ölçülür.Dokun, adını gör
  4. 4GND → GND (siyah)Ortak eksi (toprak) hattı.Dokun, adını gör
  5. 5Verici40 kHz’lik ses dalgasını gönderir.Dokun, adını gör
  6. 6AlıcıEngelden dönen yankıyı yakalar.Dokun, adını gör
  7. 7MikrodenetleyiciSüreyi ölçer ve mesafeyi hesaplar.Dokun, adını gör

Numaralara dokun, sonra Arduino C karşılığını incele.

?Trig ucunu neden önce 2 µs DÜŞÜK yapıyoruz?
Trig ucunun temiz bir başlangıç yapması için. Böylece 10 µs'lik YÜKSEK sinyal, sensör tarafından kesin bir tetik olarak algılanır.
?pulseIn(ECHO, HIGH) ne yapar?
Echo ucunun YÜKSEK olmasını bekler, YÜKSEK kaldığı süreyi mikrosaniye cinsinden ölçer ve bu sayıyı verir. Blok kodundaki "ultrasonik mesafe" bloğu arka planda tam olarak bunu yapar.
const int TRIG = 7;
const int ECHO = 6;

void setup() {
  pinMode(TRIG, OUTPUT);   // sinyal gönderir
  pinMode(ECHO, INPUT);    // süreyi okur
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  digitalWrite(TRIG, LOW);  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG, HIGH); delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG, LOW);
  long sure = pulseIn(ECHO, HIGH);      // µs
  float mesafe = sure * 0.034 / 2;      // cm
  Serial.println(mesafe);
  delay(100);
}
Biliyor muydun?

Tinkercad'deki "ultrasonik mesafe" bloğu Trig'i tetikleme, pulseIn ile süre ölçme ve formülle cm'ye çevirme adımlarının hepsini tek blokta yapar. Metin kodda bu adımları tek tek görürüz.

04Sensörün sınırları

Soru işaretli kutulara dokun.

?"Algılama konisi" ne demektir?
Ses dalgası tek bir çizgi gibi değil, sensörün önünde açılan dar bir koni gibi yayılır. HC-SR04 için bu açı yaklaşık 15°'dir; koninin dışındaki cisimler görülmez.
Anahtar kavramlar: Ölçüm aralığıKör bölgeAlgılama konisi
2 cm1 m2 m3 m4 m (ölçek yok) Kör bölge2 cm altı Koni içinde:algılanır Koni dışında: görülmez Eğik yüzey:yankı kaçar ≈ 15° Ölçüm aralığı: yaklaşık 2 cm – 400 cm
DurumSonuçNeden?
Karşıda düz duvar, 80 cm
Engel 1 cm'de
Engel koninin dışında
45° eğik karton
Kalın perde, sünger
Engel 5 m uzakta
05Çarpışma önleyici fikri

Kartlara dokun.

?Bu sistemlerin hepsinde ortak olan adımlar nelerdir?
Ölç → sınır değerle karşılaştır → uyar ya da hareketi değiştir → tekrar ölç. Bizim projemiz de bu döngüyle çalışacak.
Mesafe azalıyorAraçPark ve fren desteği Robot süpürgeMobilyaya çarpmaz Titreşimve bipAkıllı bastonGörme engelliye uyarı Hepsinde aynı fikir: ölç → karşılaştır → uyar ya da dur

Ders akışı

40 dakikalık bir ders saati için planlandı. Adımın başlığına dokun, ayrıntılar açılsın.

5dk

Isınma: Kim çarpmaz?

Tahtaya geri geri park eden bir araba, mobilyanın etrafından dolaşan robot süpürge ve akıllı baston kullanan bir yaya resmi yansıt. "Üçünde de ortak olan görünmeyen parça ne?" diye sor. Bu ünitede yıl sonu sergisine götüreceğimiz bir çarpışma önleyici sistemi tasarım → benzetim → fiziksel uygulama sırasıyla geliştireceğimizi açıkla.

Mesafe azalıyorAraçPark ve fren desteği Robot süpürgeMobilyaya çarpmaz Titreşimve bipAkıllı bastonGörme engelliye uyarı Hepsinde aynı fikir: ölç → karşılaştır → uyar ya da dur
10dk

Keşif: Ses gider, yankı döner

Çizim üzerinden Trig ve Echo sinyallerini anlat: Arduino Trig'i 10 mikrosaniye YÜKSEK yapar, sensör 40 kHz'lik 8 ses darbesi gönderir, Echo ucu yankı dönene kadar YÜKSEK kalır. Sesin havada saniyede yaklaşık 343 m, yani mikrosaniyede 0,034 cm yol aldığını yaz. Tahtada birlikte hesaplayın: 1176 µs × 0,034 ÷ 2 ≈ 20 cm; 2941 µs × 0,034 ÷ 2 ≈ 50 cm. Neden 2'ye böldüğümüzü bir öğrenciye sorarak tartıştır.

Trig10 µs tetik Echo YÜKSEK kalma süresi = gidiş + dönüş VericiAlıcı Engel gidiş dönüş (yankı) mesafe (d) d = süre × 0,034 ÷ 2
10dk

Keşif: Dört kablo, dört görev

Numaralı bağlantı çizimini aç; öğrenciler sırayla tahtaya gelip numaralara dokunarak VCC → 5V, Trig → 7, Echo → 6, GND → GND bağlantısını açıklar. Tinkercad'de aynı devreyi kur ve mesafeyi seri monitöre yazan blokları çalıştır. Blokların altındaki Arduino C karşılığında pulseIn komutunu göster: "Echo kaç mikrosaniye YÜKSEK kaldı?" sorusunu soran komuttur.

GND76 5VA0–A5 ATmega328P Arduino UNO VCCTRIGECHOGND HC-SR04
Arduino başladığında
sürekli tekrarla
mesafe ▾ değişkenini ultrasonik mesafe trig 7 echo 6 yap
seri monitöre mesafe yaz
0.1 saniye bekle
10dk

Etkinlik: Sensörün sınırlarını yokla

Benzetimde hedef noktayı önce tam karşıya, sonra koninin dışına, sonra 2 cm'den yakına sürükleyin; her durumda ekrandaki değeri not edin. Gerçek sensör varsa bir kartonu dik, sonra 45° eğik tutup sonuçları karşılaştırın. Gruplar "Sensör ne zaman yanılır?" sorusuna üç madde yazar.

2 cm1 m2 m3 m4 m (ölçek yok) Kör bölge2 cm altı Koni içinde:algılanır Koni dışında: görülmez Eğik yüzey:yankı kaçar ≈ 15° Ölçüm aralığı: yaklaşık 2 cm – 400 cm
5dk

Değerlendirme: Bağlantı kontrol listesi

Her grup kendi devresini 5 maddelik kontrol listesiyle öz değerlendirir (VCC 5V'ta mı, GND ortak mı, Trig ve Echo doğru pinde mi, kablolar sağlam mı, seri monitörde anlamlı sayı var mı). Sonra yandaki grupla devreleri değiştirip aynı listeyle akran kontrolü yapar; bulunan bir hatayı tahtaya yazar.

Doğru mu, yanlış mı?

Dersin sonunda tahtada ya da öğrencinin kendi cihazında çözülür.

1. HC-SR04, insan kulağının duyamayacağı yaklaşık 40 kHz frekansında ses gönderir.

Cevabı gösterDoğru · İnsan kulağı yaklaşık 20 kHz'e kadar duyar; 40 kHz ultrasonik sestir.

2. Echo ucunun YÜKSEK kaldığı süre, sesin yalnızca engele gidiş süresidir.

Cevabı gösterYanlış · Echo, ses gönderildiği andan yankı dönene kadar YÜKSEK kalır; bu süre gidiş ve dönüşün toplamıdır. Bu yüzden formülde 2'ye böleriz.

3. Ses havada mikrosaniyede yaklaşık 0,034 cm yol alır.

Cevabı gösterDoğru · 343 m/s = 34 300 cm/s = 0,0343 cm/µs.

4. Echo 2941 mikrosaniye YÜKSEK kaldıysa engel yaklaşık 50 cm uzaktadır.

Cevabı gösterDoğru · 2941 × 0,034 ÷ 2 ≈ 50 cm.

5. HC-SR04 1 cm uzaklıktaki bir cismi en doğru ölçen sensördür.

Cevabı gösterYanlış · Sensörün yaklaşık 2 cm'lik bir kör bölgesi vardır; yankı, gönderim bitmeden döndüğü için çok yakın cisimler doğru ölçülemez.

6. Sensörün önüne 45° eğik tutulan düz bir karton, ses dalgasını başka yöne yansıtabildiği için ölçülemeyebilir.

Cevabı gösterDoğru

7. Trig bacağı Arduino'da giriş (INPUT), Echo bacağı çıkış (OUTPUT) olarak ayarlanır.

Cevabı gösterYanlış · Tersi doğrudur: Arduino Trig'e sinyal gönderir (OUTPUT), Echo'dan gelen süreyi okur (INPUT).

8. Sensörün VCC ucu 5V'a, GND ucu Arduino'nun GND'sine bağlanır.

Cevabı gösterDoğru

9. pulseIn komutu, bir pinin YÜKSEK ya da DÜŞÜK kaldığı süreyi mikrosaniye cinsinden ölçer.

Cevabı gösterDoğru

10. Çarpışma önleyici sistemler yalnızca otomobillerde kullanılır.

Cevabı gösterYanlış · Robot süpürgeler, depolardaki otonom araçlar, dronlar ve görme engelliler için geliştirilen akıllı bastonlar da aynı fikri kullanır.
← Önceki haftaSunum: Kavşak Maketi ve İki Yönlü Işık Sonraki hafta →Proje Tasarımı: Bölgeler ve Akış Şeması

28. hafta günlük planı

2026–2027 2. düzey Seçmeli Robotik Kodlama 2 dersi 28. hafta günlük planı. Okul ve öğretmen bilgileriyle doldurulmuş Word dosyası için etkileşimli sürümde Evraklar › Günlük planlar bölümünü kullanın.

2026–2027 EĞİTİM ÖĞRETİM YILI …………………………

SEÇMELİ ROBOTİK KODLAMA 2. SEVİYE DERSİ GÜNLÜK PLANI · 28. HAFTA

BÖLÜM I · DERSE İLİŞKİN BİLGİLER
DersSeçmeli Robotik Kodlama 2. SeviyeSınıf / Düzey2. düzey (seçmeli)
Hafta / Tarih28. Hafta · 19–23 Nisan (NİSAN)Süre2 ders saati (40' + 40')
TemaÇARPIŞMA ÖNLEYİCİ
KonuUltrasonik Sensör: Bağlantı ve İlke
BÖLÜM II · ÖĞRENME ÇIKTILARI VE KAYNAKLAR
Öğrenme çıktısıRK.2.3.2 Ultrasonik sensör bağlantısı, proje tasarımı, bileşen seçimi
Süreç bileşenleri
  • HC-SR04'ün ses dalgası gönderip yankının dönüş süresinden mesafe bulduğunu, ses hızını ve "ikiye bölme" adımını kullanarak açıklar.
  • Sensörün yaklaşık 2–400 cm ölçüm aralığını, 15° civarındaki algılama konisini ve yanıltan yüzeyleri örneklerle söyler.
  • VCC, Trig, Echo ve GND bacaklarını Arduino UNO'ya doğru bağlar; bağlantıyı tablo ve çizimle gösterir.
  • Çarpışma önleyici sistemlerin araç, robot ve görme engelli bastonu gibi kullanım alanlarını tartışarak kendi proje fikrini söyler.
Araç, gereç ve kaynaklarAkıllı tahta ve Tinkercad Devreler · Varsa HC-SR04 sensörü, Arduino UNO ve 4 erkek–dişi kablo · Metre, maskeleme bandı, karton kutu · Kronometre (telefon) ve hesap kartları · Bağlantı kontrol listesi çalışma kâğıdı · Bilişim Ders Notları ders sayfası, sunum ve etkinlikler (bilisimdersnotlari.com)
BÖLÜM III · ÖĞRENME-ÖĞRETME UYGULAMALARI
SüreEtkinlik akışı
1. ders
5 dk		Isınma: Kim çarpmaz?
Tahtaya geri geri park eden bir araba, mobilyanın etrafından dolaşan robot süpürge ve akıllı baston kullanan bir yaya resmi yansıt. "Üçünde de ortak olan görünmeyen parça ne?" diye sor. Bu ünitede yıl sonu sergisine götüreceğimiz bir çarpışma önleyici sistemi tasarım → benzetim → fiziksel uygulama sırasıyla geliştireceğimizi açıkla.
1. ders
10 dk		Keşif: Ses gider, yankı döner
Çizim üzerinden Trig ve Echo sinyallerini anlat: Arduino Trig'i 10 mikrosaniye YÜKSEK yapar, sensör 40 kHz'lik 8 ses darbesi gönderir, Echo ucu yankı dönene kadar YÜKSEK kalır. Sesin havada saniyede yaklaşık 343 m, yani mikrosaniyede 0,034 cm yol aldığını yaz. Tahtada birlikte hesaplayın: 1176 µs × 0,034 ÷ 2 ≈ 20 cm; 2941 µs × 0,034 ÷ 2 ≈ 50 cm. Neden 2'ye böldüğümüzü bir öğrenciye sorarak tartıştır.
1. ders
10 dk		Keşif: Dört kablo, dört görev
Numaralı bağlantı çizimini aç; öğrenciler sırayla tahtaya gelip numaralara dokunarak VCC → 5V, Trig → 7, Echo → 6, GND → GND bağlantısını açıklar. Tinkercad'de aynı devreyi kur ve mesafeyi seri monitöre yazan blokları çalıştır. Blokların altındaki Arduino C karşılığında pulseIn komutunu göster: "Echo kaç mikrosaniye YÜKSEK kaldı?" sorusunu soran komuttur.
1. ders
10 dk		Etkinlik: Sensörün sınırlarını yokla
Benzetimde hedef noktayı önce tam karşıya, sonra koninin dışına, sonra 2 cm'den yakına sürükleyin; her durumda ekrandaki değeri not edin. Gerçek sensör varsa bir kartonu dik, sonra 45° eğik tutup sonuçları karşılaştırın. Gruplar "Sensör ne zaman yanılır?" sorusuna üç madde yazar.
1. ders
5 dk		Değerlendirme: Bağlantı kontrol listesi
Her grup kendi devresini 5 maddelik kontrol listesiyle öz değerlendirir (VCC 5V'ta mı, GND ortak mı, Trig ve Echo doğru pinde mi, kablolar sağlam mı, seri monitörde anlamlı sayı var mı). Sonra yandaki grupla devreleri değiştirip aynı listeyle akran kontrolü yapar; bulunan bir hatayı tahtaya yazar.
2. ders
10 dk		Tekrar: Sunum
9 slaytlık ders sunumu akıllı tahtada açılır; önceki saatte öğrenilen kavramlar öğrencilerle birlikte tekrar edilir.
2. ders
20 dk		Uygulama: Etkinlikler
Akıllı tahtada etkileşimli etkinlikler oynanır: Bağlantı çizimi: numarayı eşleştir; Sensör doğru ölçer mi?; Bir ölçümün adımları; Doğru mu, yanlış mı?; Kutuyu aç: konu soruları.
2. ders
10 dk		Değerlendirme
10 soruluk doğru-yanlış testi tahtada birlikte çözülür; yanlış cevaplar gerekçeleriyle tartışılır.
FarklılaştırmaBilgisayarsız sınıf alternatifi: Bantla çizilmiş sensör konisi. Sınıfın önüne maskeleme bandıyla bir "sensör" noktası ve ondan açılan dar bir koni çizilir; koninin kenarlarına 50, 100 ve 150 cm işaretleri konur. Öğretmen koninin içine, dışına ve çok yakına kutular yerleştirir; öğrenciler her kutu için "algılar / algılamaz / yanlış ölçer" kartını kaldırır. Ardından tahtadaki hesap kartlarıyla (588 µs, 1176 µs, 5882 µs) süreden mesafe hesaplanır ve bulunan sonuçlar metreyle kontrol edilir.
BÖLÜM IV · ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
Ölçme araçlarıKontrol listesi, dereceli puanlama anahtarı, öz ve akran değerlendirme
Doğru-yanlış soruları
  1. HC-SR04, insan kulağının duyamayacağı yaklaşık 40 kHz frekansında ses gönderir. (D)
  2. Echo ucunun YÜKSEK kaldığı süre, sesin yalnızca engele gidiş süresidir. (Y)
  3. Ses havada mikrosaniyede yaklaşık 0,034 cm yol alır. (D)
  4. Echo 2941 mikrosaniye YÜKSEK kaldıysa engel yaklaşık 50 cm uzaktadır. (D)
  5. HC-SR04 1 cm uzaklıktaki bir cismi en doğru ölçen sensördür. (Y)
  6. Sensörün önüne 45° eğik tutulan düz bir karton, ses dalgasını başka yöne yansıtabildiği için ölçülemeyebilir. (D)
  7. Trig bacağı Arduino'da giriş (INPUT), Echo bacağı çıkış (OUTPUT) olarak ayarlanır. (Y)
  8. Sensörün VCC ucu 5V'a, GND ucu Arduino'nun GND'sine bağlanır. (D)
  9. pulseIn komutu, bir pinin YÜKSEK ya da DÜŞÜK kaldığı süreyi mikrosaniye cinsinden ölçer. (D)
  10. Çarpışma önleyici sistemler yalnızca otomobillerde kullanılır. (Y)
Belirli gün ve haftalar23 Nisan Ulusal Egemenlik ve Çocuk Bayramı
Dersin uygulanmasına ilişkin açıklamalarFormüldeki 0,034 sabiti 20 °C civarındaki havaya göredir; çok soğuk ya da çok sıcak bir ortamda birkaç santimetrelik fark olabileceğini meraklı öğrencilere söyleyebilirsiniz. İlk hafta asıl hedef, öğrencilerin "süre ölçüyoruz, mesafeyi hesaplıyoruz" fikrini kendi cümleleriyle söyleyebilmesidir.
…………………………Bilişim Teknolojileri Öğretmeni
UYGUNDUR19.04.2027…………………………Okul Müdürü
Bu dersi sınıfta işleyinSunum, tahta modu ve etkileşimli etkinlikler için.
Etkileşimli sürümü aç →