Evde 4 Ayaklı Robot Yapımı: ESP32 ile Adım Adım Rehber

Dört ayaklı robotlar (quadruped), robotik dünyasının en ilgi çekici projelerinden biri. Boston Dynamics'in Spot robotu gibi dev bütçeli projelere imrenmenize gerek yok. ESP32 mikrodenetleyici, 8 servo motor ve 3D yazıcı ile 60 dolara kendi dört ayaklı robotunuzu yapabilirsiniz.

Proje Genel Bakış

Bu projede Geeky Gadgets ve açık kaynak topluluktan esinlenerek ESP32 tabanlı bir quadruped robot inşa edeceğiz. Robot, yürüme, dönme ve engelden kaçınma gibi temel otonom davranışları gerçekleştirebilecek.

Malzeme Listesi

Adım 1: 3D Parçaları Basın

Basılacak Parçalar - Gövde (ana şasi) - 1 adet - Üst bacak (coxa) - 4 adet - Alt bacak (femur) - 4 adet - Ayak ucu (tibia) - 4 adet - Servo montaj braketi - 8 adet - Pil ve elektronik kapağı - 1 adet

Baskı Ayarları - **Malzeme:** PLA veya PLA+ - **Katman yüksekliği:** 0.2 mm - **Doluluk oranı:** 30-40% - **Destek:** Bazı parçalar için gerekli - **Toplam baskı süresi:** Yaklaşık 12-15 saat

Adım 2: Servo Motorları Monte Edin

Her bacak iki servo motor kullanır: biri kalça eklemi için, diğeri diz eklemi için. Toplam 8 servo motor, 4 bacağa eşit olarak dağıtılır.

Montaj Sırası 1. Servo motorları test edin (90 derece ortaya ayarlayın) 2. Servo boynuzlarını bacak parçalarına vidalayın 3. Servoları gövde braketlerine yerleştirin 4. Bacak segmentlerini birbirine bağlayın 5. Tüm eklemlerin rahat hareket ettiğini kontrol edin

Adım 3: Elektronik Devre

Bağlantı Şeması - PCA9685 servo sürücüyü ESP32'ye I2C ile bağlayın (SDA: GPIO21, SCL: GPIO22) - 8 servo motoru PCA9685'in 0-7 kanallarına takın - HC-SR04 ultrasonik sensörü ESP32'ye bağlayın (Trig: GPIO12, Echo: GPIO14) - Güç kaynağı: 2x 18650 pil → MT3608 boost converter → 6V servo besleme + 3.3V ESP32 besleme

Önemli Notlar - Servo motorları ESP32'den ayrı bir güç kaynağından besleyin - Ortak GND bağlantısını unutmayın - Kapasitör (470µF) ekleyerek voltaj dalgalanmalarını önleyin

Adım 4: Yazılım

Ters Kinematik Robotun bacak hareketlerini kontrol etmek için ters kinematik (inverse kinematics) hesaplamaları kullanılır. Her bacağın uç noktasının x, y, z koordinatlarını vererek servo açılarını hesaplıyoruz.

Yürüyüş Algoritması En temel yürüyüş deseni "creep gait" yöntemidir: her seferinde sadece bir bacak kalkar, diğer üçü yerde kalır. Bu yöntem stabilite açısından en güvenli olanıdır.

Temel Davranışlar - **İleri yürüme:** Dört bacağın koordineli hareketi - **Yerinde dönme:** İç bacaklar kısa, dış bacaklar uzun adım - **Engelden kaçınma:** Ultrasonik sensör ile mesafe ölçümü ve yön değiştirme - **Wi-Fi kontrolü:** ESP32 web sunucusu üzerinden akıllı telefondan kontrol

Adım 5: Test ve Kalibrasyon

Servo Kalibrasyonu Her servo motorun minimum, orta ve maksimum açı değerlerini tespit edin. Servolar arasındaki farklılıkları yazılımda kompanze edin.

Yürüyüş Ayarı - Adım uzunluğunu yavaş başlatıp kademeli artırın - Her bacağın zamanlama senkronizasyonunu kontrol edin - Dengesiz yürüyüşte ağırlık dağılımını gözden geçirin

İleri Seviye Geliştirmeler

• Kamera ekleme: ESP32-CAM ile görüntü aktarımı
• IMU sensörü: MPU6050 ile denge kontrolü
• LIDAR: TFMini ile haritalama
• Ses kontrolü: Mikrofon modülü ile sesli komutlar

Asilion'da Robot Yapımı

Ankara Çakırlar'daki Asilion Robotik Kodlama Atölyesi'nde bu tür robotik projeleri uygulamalı olarak gerçekleştiriyoruz. Robotik kodlama atölyemizde öğrencilerimiz Arduino ve ESP32 ile sensör kontrolünden motor sürmeye, basit robotlardan otonom araçlara kadar geniş bir yelpazede projeler geliştiriyor. Her öğrencimiz yaptığı robotu evine götürüyor.

Sonuç

60 doların altında bir bütçeyle dört ayaklı robot yapmak artık hayal değil. Açık kaynak tasarımlar, 3D baskı ve ESP32 gibi güçlü mikrodenetleyiciler sayesinde bu projeler herkesin erişimine açık. Önemli olan adım atmak ve denemek.