Erken çocukluk dönemindeki bireyler için fiziksel kodlama kiti tasarımı

Bu yüksek lisans tezi kapsamında, fiziksel bir programlama sistemi tasarlanarak geliştirilmektedir. Sistem, çocukların analog sinyallerle programlama yapabildiği bir robotik birim ile ahşap ve plastik materyalden oluşan fiziksel komut blokları ve bloklalrın yerleştirildiği panelden meydana gelmektedir. Robotik kodlama mevcut ürünlerinde yaygın olarak kullanılan manyetik algılama, renk tanıma veya optik okuma gibi yöntemlerden farklı olarak; bu sistemde, komut bloklarının içine entegre edilen sabit dirençler ve komut paneline entegre potansiyometreler aracılığıyla kodlanmaktadır. Kodlama setinin robot ünitesi, bir mikrodenetleyici (örneğin ATmega328P) üzerine kurulu özel bir baskı devre kartı ile donatılmıştır. Komut blokları komut paneline yerleştirildiğinde, robot ünitesine bağlanarak analog pinler üzerinden mikrodenetleyiciye gelen gerilim değerleri ADC ile dijital değerlere dönüştürülür. Dijital değerler önceden tanımlanmış eşik değerlerine göre sınıflandırılır. Bu sınıflandırmayı, her bir analog değer aralığını belirli bir komutla eşleştiren bir algoritma yürütür. Yazılım tarafında, analog sinyallerin filtrelenmesi, sınırlandırılması ve hatalı girişlerin ayıklanması için gürültü toleranslı bir okuma algoritması geliştirilmiştir. Ayrıca sistem, gelecekte yeni komut bloklarının tanımlanmasına olanak tanıyan genişletilebilir ve modüler bir yazılım mimarisi ile yapılandırılmıştır. Bu teknik yaklaşım, özellikle erken yaş grubundaki çocukların temel algoritma ve kodlama kavramlarını ahşap bloklar gibi fiziksel nesnelerle tanımasını sağlamaktadır. Tasarım Tabanlı Araştırma yöntemiyle geliştirilen bu sistem güvenli, düşük maliyetli, yerli üretime uygun, sürdürülebilir bir öğrenme aracı olarak tasarlanmıştır. Prototip testi aşamasında, fiziksel komutlardan dijital komutların doğru şekilde üretimi Arduino IDE'nin serial monitöründen takip edilmiş, robotun ilerlerken çizdiği çizgilerin uzunlukları ve farklı yönlerde dönerek oluşturduğu dönüş açılarının doğruluğu ise robotun kodlanarak çizmesi istendiği geometrik şekillerin açılarının görüntü işleme teknolojisiyle belirlenerek hata oranları raporlanmıştır.