Okul İçin Hangi Kart? Arduino Uno, ESP32 ve Pico Karşılaştırması

Okul için Arduino mu, ESP32 mi, Pico mu sorusunun kısa cevabı şu: çoğu okul Arduino Uno ile başlamalı. Dersin hedefinde nesnelerin interneti (IoT), yani Wi-Fi ile veri gönderen ya da telefondan yönetilen cihazlar varsa ikinci adım olarak ESP32 ekle; okulda zaten Python öğretiliyorsa ikinci kart Raspberry Pi Pico olsun. Bütün yılı tek kartla geçirmeye çalışmak yerine katmanlı düşün: ilk dönem 5 V ile çalışan, hataya dayanıklı ve kaynağı bol Uno ile elektronik ve programlama mantığı kurulur, ikinci dönem aynı projeler hedefe uygun ikinci kartta tekrar edilip genişletilir.

Bu yazı bireysel bir karşılaştırma değil; tek kişinin hangi kartı alacağını hangi Arduino'yu almalıyım ve Arduino mu ESP32 mi yazılarında anlattık, kartları tek tek tanımak için ESP32 nedir ve Raspberry Pi Pico nedir yazılarına bakabilirsin. Burada soruya okul gözüyle bakıyoruz: 24 öğrenci, 8 grup, yönetici izni isteyen bilgisayarlar, 40 dakikalık ders saati ve birkaç yıl kullanılacak bir dolap dolusu malzeme. Önce teknik karar tablosu, sonra ders hedefine ve sınıf seviyesine göre öneriler, kurulum farkları ve örnek bir yıllık plan geliyor.

Okul kararı neden bireysel seçimden farklı?

Evde tek kart alan biri için en önemli soru “bu kartla ne yapabilirim?” sorusudur. Okulda ise soru “bu kartla 24 kişi aynı anda, aynı 40 dakikada, en az sorunla ne öğrenir?” olur. Bir öğrencinin portu bulamaması evde 5 dakikalık bir aksiliktir; sınıfta 8 grubun üçü port bulamazsa ders biter. Bu yüzden okulda performans tablosundaki megahertz ve kilobaytlar ikinci planda kalır. Öne çıkan sorular şunlardır: kurulum kaç adım sürüyor, yanlış takılan bir kablo kartı bozuyor mu, sensörler doğrudan bağlanabiliyor mu ve öğretmen hazır ders materyali bulabiliyor mu?

Bir de süre var. Okul kartları genelde bir yıl değil birkaç yıl kullanılır ve her yıl yeni bir sınıf aynı dolabı açar. Bu yüzden seçimi “hangi kart daha güçlü?” diye değil, “hangi kart sırası öğrenciyi bir sonraki adıma taşır?” diye yapmak gerekir. Uno'da kurulan program mantığı ESP32'de aynı dille, Pico'da aynı kavramlarla devam eder; katmanlı planın gücü buradan gelir. Tek kartla bütün yılı geçirmek mümkündür, ama o zaman ya ilk haftalar gereksiz zorlaşır ya da yılın sonunda öğrenci kablosuz bağlantı ve ikinci bir dil gibi önemli bir adımı hiç görmeden ayrılır.

Karar tablosu: Uno, ESP32 ve Pico okulda nasıl ayrışır?

Aşağıdaki tablo, kartları okulda gerçekten fark yaratan ölçütlerle karşılaştırıyor. Tablodaki ESP32, okullarda en sık bulunan 30 pinli ESP32 DevKit (ESP32-WROOM-32 modüllü) kart; Pico ise Raspberry Pi Pico ve kablosuz sürümü Pico W. Uno sütunu klasik Uno R3 içindir; Uno R4'ün farklarını Arduino Uno R4 yazısında bulursun.

Tabloyu okurken iki satıra özellikle dikkat et: çalışma gerilimi ve hata toleransı. Uno'nun pinleri 5 V ile çalıştığı için piyasadaki sensör modüllerinin büyük kısmı ona doğrudan bağlanır ve öğrencinin yanlış yere taktığı bir kablo çoğu zaman yalnızca devrenin çalışmamasıyla sonuçlanır. ESP32 ve Pico'nun pinleri 3,3 V'tur; 5 V'luk bir sinyal bu pinlere gelirse pin ya da kart zarar görebilir. Bu fark tek bir öğrenci için küçük bir ayrıntıdır, 8 gruplu bir sınıfta ise yedek kart bütçesini doğrudan etkiler. Maliyet satırı ise tek başına karar verdirmemeli: kartın fiyatı, yanına alınan breadboard, kablo, sensör ve yedeklerin toplamı içinde küçük bir paydır.

Ders hedefine göre hangi kart?

Kartı seçmeden önce dersin sonunda öğrencinin ne yapabilmesini istediğini tek cümleyle yaz. “LED'in neden dirence ihtiyaç duyduğunu ölçerek açıklayabilsin” ile “sıcaklık verisini telefondan görebilsin” farklı kartlar ister. Aşağıdaki tablodaki başlangıç projelerinin hepsi BlueGrays'te ücretsizdir; devre şeması, parça listesi ve koduyla birlikte açılır.

Tablodaki en sık yanlış anlaşılan iki satır Python ve IoT. Python öğretmek için Pico'yu seçmenin anlamı, öğrencinin bilgisayarda yazdığı for döngüsünü ve if bloğunu aynı söz dizimiyle bir LED'e uygulamasıdır; Thonny'nin Shell penceresine yazılan tek bir satır anında karttaki LED'i yakar. IoT içinse ESP32'nin avantajı yalnız Wi-Fi'nin kartta olması değil, ESP32 projelerinin Uno'daki gibi Arduino C++ ile yazılmasıdır: 1. dönemde öğrenilen pinMode(), digitalRead() ve if blokları ikinci dönemde aynen kullanılır, öğrenci yalnız Wi-Fi'ye bağlanmayı ve bir web sayfası sunmayı öğrenir. Pico W de Wi-Fi'ye bağlanabilir; okulun hedefi hem Python hem IoT ise Pico W iki ihtiyacı tek kartta karşılar.

Sınıf seviyesine göre öneri

Yaş tek başına belirleyici değil; aynı yaştaki iki sınıftan biri daha önce blok kodlama yapmış, diğeri hiç bilgisayar dersi görmemiş olabilir. Yine de ders saatinin süresi, öğrencilerin klavye ve dosya kullanma alışkanlığı ve okulun ders programı seviyeye göre belirgin şekilde değişir. Aşağıdaki tablo bu farkları özetliyor; “ikinci adım” sütunu aynı yıl içinde değil, öğrenciler hazır olduğunda atılacak adımı gösterir.

Ortaokulda bloklarla başlamak programı okumayı kolaylaştırır, ama kart seçimini değiştirmez: BlueGrays'te bloklu projelerin çoğu Arduino projesidir ve bloklar programı okumak içindir, karta her zaman projenin gerçek kodu yüklenir. Blokların C++ ve MicroPython karşılıklarını yan yana görmek istersen bloktan C++'a geçiş tablosuna bak. Lise ve meslek eğitiminde ise iki kartı tanımak başlı başına bir kazanımdır: aynı sensörü 5 V ve 3,3 V kartlarda çalıştırmış bir öğrenci, gerilim seviyesini bir daha ihmal etmez. Yetişkin kurslarında katılımcıların çoğu belirli bir hedefle gelir; ilk derste “ne yapmak istiyorsun?” diye sorup kartı ona göre seçmek, herkese aynı yolu yürütmekten daha verimlidir.

Okul bilgisayarlarına kurulum: sürücü, kart paketi, Thonny ve yönetici izni

Okulda kart seçiminin gizli maliyeti kurulumdur. Evde bir kez yapılan kurulum okulda 8 öğrenci bilgisayarında ve bir öğretmen bilgisayarında tekrar edilir, üstelik çoğu okulda program kurma yetkisi yalnız bilişim sorumlusundadır. Üç kartın kurulum yükü belirgin şekilde farklı:

ESP32 kart paketinin bir ayrıntısı okulda sık sorun çıkarır: paket bilgisayarın geneline değil, oturum açan kullanıcının kendi klasörüne iner. Öğrenciler ortak bir hesapla giriş yapıyorsa sorun yoktur; herkes kendi hesabıyla giriyorsa paket her hesapta yeniden indirilir. Her açılışta kendini ilk hâline döndüren bilgisayarlarda ise kurulum ertesi gün kaybolur; bu durumda bilişim sorumlusundan paketi korunan kuruluma eklemesini istemen gerekir. Pico tarafında MicroPython kartın kendisine yüklendiği için bu sorun yoktur: kartı bir kez hazırlarsın, yıl boyunca hangi bilgisayara takılırsa takılsın Thonny onu tanır.

Bilişim sorumlusuna giderken elinde net bir liste olsun; “Arduino kurulsun” demek yerine aşağıdaki maddeleri ver. Listeyi ilk dönemden önce Uno maddeleriyle, ikinci dönemden önce ESP32 ya da Pico maddeleriyle iletebilirsin:

1. Arduino IDE 2'nin masaüstü sürümü, 8 öğrenci ve 1 öğretmen bilgisayarına.
2. Uyumlu Uno ya da ESP32 kartlarının USB yongasına göre CH340, CP210x ya da CH9102 sürücüsü; yongayı sipariş gelince kartın üzerinden oku.
3. ESP32 kullanılacaksa Kart Yöneticisi'nden esp32 by Espressif Systems paketi ve derste kullanılacak kütüphaneler; öğrenci hesaplarında da görünür olmalı.
4. Pico kullanılacaksa Thonny. USB belleği engelleyen bir politika varsa Pico'nun BOOTSEL modunda açılan RPI-RP2 sürücüsü de görünmez; MicroPython'u kartlara dönem başında kendi bilgisayarında bir kez yükle.
5. Öğrenci hesaplarının USB seri portlara erişimi kısıtlanmamış olsun.
6. Kurulum bitince bir öğrenci hesabıyla 10 dakikalık deneme: kart takılır, port seçilir, örnek kod yüklenir.

Katmanlı plan: bir yıllık örnek

Diyelim ki haftada 2 ders saatin var, sınıfın 24 kişi ve öğrenciler 3'erli 8 grupta çalışıyor. Her dönemden yaklaşık 14 haftayı uygulamaya ayırabildiğini varsayalım. Birinci dönem herkes Uno ile aynı temeli kurar; ikinci dönem okulun hedefine göre A yolu (ESP32, IoT) ya da B yolu (Pico, Python) seçilir. İki yolun ilk haftası bilinçli olarak tanıdık bir projeyle başlar: öğrenciler 1. dönemin ilk projesini yeni kartta yeniden kurar ve farkı kendi gözleriyle görür. Tablodaki projelerin hepsi ücretsizdir.

İkinci dönemin ilk haftasında yeni bir konu anlatma; tanıdık LED projesini yeni kartta kurdur ve öğrencilere yalnız “ne değişti?” diye sor. Pin numaraları, 3,3 V, ESP32'de kart paketinin seçilmesi ya da Pico'da kodun Python olması bu sorunun cevaplarıdır ve öğrenciler kendi buldukları farkları unutmaz. A yolunun ilk dersini ESP32 ilk ders planında, devamını 8 haftalık ESP32 IoT modülünde dakika ve hafta düzeyinde hazırladık; B yolu için 6 haftalık Pico MicroPython planı doğrudan kullanılabilir.

Katmanlı plan bütçeyi de böler. İlk yıl yalnız Uno setlerine yatırım yaparsın; ikinci kart, setlerdeki LED, direnç, buton, LDR ve sensörlerle birlikte çalıştığı için çoğunlukla yalnız kart, kablo ve birkaç ek parça demektir. Okulda Arduino laboratuvarı yazısında laboratuvara gösterim için birkaç ESP32 ve Pico önermiştik; sınıfın tamamı ikinci karta geçecekse kart sayısını gösterim adediyle değil grup sayısıyla hesapla. 8 grup ve 1 yedek için ikinci katmanın listesi:

• A yolu: Grup başına 1 ESP32 DevKit, sınıf için 9 adet; kartın USB girişine uyan 9 veri kablosu. Çoğu ESP32 DevKit tek bir breadboard'un neredeyse tamamını kaplar; iki breadboard'u yan yana birleştirip kartı ortaya oturtmak bağlantıyı kolaylaştırır.
• B yolu: Grup başına 1 Raspberry Pi Pico H ya da Pico WH (pin başlıkları lehimli), sınıf için 9 adet; 9 micro USB veri kablosu. Başlıksız Pico alırsan 9 kart için ayrıca lehim saati ayırman gerekir.
• İki yol için: 5 V'luk HC-SR04 kullanılacaksa grup başına bir 1 kΩ ve bir 2 kΩ direnç, sınıf için 9'ar adet; ya da 3,3 V ile çalışan sensör sürümü.
• Kablosuz haftalar için: Okul ağı yerine 2,4 GHz yayın yapan bir telefon hotspot'u ya da ayrı bir router (A yolu ve Pico W ile B yolu).

Okulların kart seçerken sık yaptığı 5 hata

• Hedef yokken IoT kartı almak: ESP32 güçlü olduğu için ilk yıl herkese ESP32 almak cazip gelir. Ama Wi-Fi kullanılmayacaksa öğrenciler 3,3 V sınırlamasını ve ek kurulum adımlarını karşılığını almadan yaşar.
• Aynı derste kart karıştırmak: Dört grup Uno, dört grup Pico ile çalışırsa aynı anda iki ayrı ders anlatırsın. Kart değişimini dönem ya da ünite sınırında yap; karma seviyeli bir sınıfta farkı kartla değil görevin zorluğuyla yarat.
• Pico ile Pico W'yu karıştırmak: Wi-Fi yalnız W'lu sürümde var. Kablosuz bir ünite planlıyorsan siparişte W harfini kontrol et; Python'a giriş için W'suz Pico yeterli.
• Şarj kablosuyla derse girmek: Yalnız şarj eden USB kabloları kartı besler ama port göstermez; öğrenci uzun süre sürücü sorunu arar. Kabloları dönem başında bir kartla tek tek dene ve veri kablolarını işaretle.
• Uyumlu kartı orijinalle aynı sanmak: Uyumlu Uno ve ESP32 kartlar okul bütçesi için mantıklıdır, ama USB yongaları farklı olabildiği için sürücü isteyebilir. Toplu siparişten önce bir örnek kartı okulun bilgisayarında, öğrenci hesabıyla dene.

BlueGrays'te üç kartın karşılığı

BlueGrays'te projeler üç platforma ayrılır ve dağılım katmanlı planla uyumludur: Arduino için 110'u aşkın, ESP32 için yaklaşık 50, Raspberry Pi Pico için 30'u aşkın proje var. Bunların 60'ı tamamen ücretsiz: 20'si Arduino, 20'si ESP32, 20'si Pico projesi. Ücretsiz projelerde devre şeması, parça listesi, kod ve Kodu anla bölümü açıktır; yukarıdaki plan tablosundaki projelerin hepsi bunlardan seçildi. Arduino ve ESP32 projelerinin kodu Arduino C++, Pico projelerinin kodu MicroPython'dur. Keşfet › Projeler'de Filtrele ile platformu ve Ücret Durumu'nu seçerek dersin kartına uyan ücretsiz projeleri tek listede görebilirsin.

• Proje Bulucu: İkinci sorusu “Elinde hangi kart var?”; seçenekler Arduino Uno / Nano, ESP32, Raspberry Pi Pico ve “Henüz kartım yok”. Öğrenci elindeki kartı seçerek öneri alır, sonuç ekranındaki ÖNCE ISIN · ÜCRETSİZ önerisi aynı parçalarla başlanacak ücretsiz bir projeyi gösterir. Ayrıntısı Proje Bulucu yazısında.
• Kod rehberi: Öğren bölümündeki Kod rehberi'nde iki yol var: Arduino C++ ve MicroPython, her birinde 18 kart. Her kartın örneği Blok, Arduino ve MicroPython sekmeleriyle gelir; B yolundaki bir öğrenci aynı komutun C++ ve Python hâlini yan yana görür. Kartların listesi kod rehberi yazısında.
• Günün soruları: Soruların kod dili ayarında İkisi, Arduino ya da MicroPython seçilebilir; B yolundaki sınıf ikinci dönemde MicroPython sorularına geçebilir.
• Birlikte yapalım: Rehber modunun 3. Kodu yükle adımı karta göre değişir: Arduino ve ESP32 projelerinde Arduino IDE'nin Araçlar menüsünden kart ve port, Pico projelerinde Thonny'de MicroPython yorumlayıcısı seçilir. İlk derste bu adımı projeksiyonda birlikte izlemek kurulum sorularını azaltır.
• Premium ve eğitimci paketleri: Premium hesap bazındadır ve üç platformun projelerini birlikte açar; öğrencinin ikinci dönemde ESP32'ye ya da Pico'ya geçmesi için ayrı bir şey alması gerekmez. Sınıfın tamamı için Profil > Eğitimci Paketleri'ndeki 5 ve 10 kodluk, otomatik yenilenmeyen paketlerin nasıl çalıştığını sınıfa toplu Premium kod yazısında anlattık.

Karar vermeden önce 6 soru: zümre toplantısına götür

1. Dersin sonunda öğrenci ne yapabilmeli: devreyi açıklamak mı, kod yazmak mı, veriyi ağa göndermek mi?
2. Okulda Python ya da C++ dersi var mı, varsa hangi sınıflarda?
3. Kaç grup çalışacak ve kaç yedek kart ayıracaksın?
4. Bilgisayarlara program kurma yetkisi kimde, kurulum ne kadar sürede yapılabilir?
5. Elindeki sensörler 5 V mu 3,3 V mu, ikinci karta uyuyor mu?
6. Okul ağı cihaz bağlantısına izin veriyor mu, yoksa hotspot mu gerekecek?

İlk iki sorunun cevabı netse kart kendiliğinden belli olur: temel elektronik ve algoritma için Uno, bağlantı için ESP32, Python için Pico. Kararını vermeden önce plandaki ücretsiz projeleri BlueGrays uygulamasında devre şemaları ve kodlarıyla açıp bir akşam gözden geçirmen, hangi yolun sınıfına uyduğunu görmenin en kısa yolu.