Okulda Arduino Laboratuvarı Kurmak: Set Listesi, Düzen, Bütçe

Okulda Arduino laboratuvarı kurarken alışveriş listesini üç katmana ayır: grup setleri (her masadaki kart, breadboard, kablo ve temel parçalar), paylaşılan ekipman (multimetre, el aletleri, yedek parça kutusu ve istersen lehim istasyonu) ve altyapı (bilgisayar, USB bağlantısı, priz, masa ve kilitli depolama). Diyelim ki 24 öğrencilik bir sınıf için kuruyorsun: 3'lü 8 grup, her gruba bir Arduino Uno seti, laboratuvarın geneline 4 ESP32 ve 4 Raspberry Pi Pico, 2 yedek Uno, 5 multimetre ve 8 bilgisayar sağlam bir başlangıçtır. Bütçeyi önce birinci katmana ayır, ikinci yıl sensör ve modül kutularıyla genişlet. Laboratuvarın ilk yılı satın almayla geçer, sonraki yılları ise işletmeyle; o yüzden numaralı kutular, renk kodu ve her dönem tekrarlanan sayım, alınan parçalar kadar önemlidir.

Bu yazı laboratuvarın kurulumunu ve uzun vadeli işletmesini anlatıyor. Tek bir öğrencinin ilk alışveriş listesini Arduino başlangıç seti yazısında, ders sırasında grup rollerini, yardım kuyruğunu ve ders başı kutu teslimini kalabalık sınıfta Arduino dersi yazısında anlattık. Burada sırasıyla set tablosunu, paylaşılan ekipmanı, masa ve bilgisayar düzenini, fiyat sütunu boş bir bütçe şablonunu, ikinci yıl genişleme kutularını, dolap düzenini, sarf tahminini, güvenlik kurallarını, yıllık takvimi ve bağış dosyasını bulacaksın. Fiyat yazmıyoruz, çünkü fiyatlar ülkeden ülkeye ve aydan aya değişiyor; onun yerine her kalemi adetiyle veriyoruz, fiyatı sen kendi tedarikçinden yazıyorsun.

Üç katman: grup setleri, paylaşılan ekipman, altyapı

Katmanlara ayırmanın üç faydası var. Birincisi öncelik: bütçe kısıtlıysa önce grup setleri alınır, çünkü öğrencinin eline değen her şey oradadır; multimetre ve aletler az sayıyla başlayabilir, altyapının çoğu da okulda zaten vardır. İkincisi sorumluluk: grup seti o grubun kutusudur ve ders sonunda grup sayar, paylaşılan ekipman öğretmenin kontrolündedir ve ödünç verilir, altyapı ise okulun demirbaşıdır. Üçüncüsü ömür: kart, breadboard ve multimetre yıllarca kullanılır; LED, direnç ve jumper kablo ise her yıl tamamlanması gereken sarftır. Bütçe şablonunda bu ayrımı tek sefer ve yıllık diye iki türle izleyeceksin.

8 grup, 24 öğrenci: temel set tablosu

Tabloda 24 öğrenci, 3'lü 8 grup ve haftada bir ya da iki ders varsayıldı. Toplam sütunu 8 grubun ihtiyacına yaklaşık %20–25 yedek eklenerek yuvarlandı; kart ve breadboard gibi sağlam parçalarda yedek az, LED ve kablo gibi kolay kaybolan parçalarda daha fazla. Parçalar rastgele seçilmedi: listedeki sensörlerin ve çıkışların çoğu, BlueGrays'te devre şeması ve koduyla ücretsiz açık en az bir projeye denk geliyor, yani laboratuvarın ilk dönemi ek parça almadan dolar. Grup sayın farklıysa grup başına sütununu kendi grup sayınla çarpıp aynı yedek oranını ekle.

Kart karışımında çoğunluğu Arduino Uno'ya vermenin nedeni basit: 5 V ile çalışır, başlangıç sensörlerinin neredeyse hepsi doğrudan bağlanır, USB-B soketi sık tak-çıkara dayanıklıdır ve ders materyallerinin çoğu bu kart için yazılmıştır. BlueGrays'teki 200+ projenin de yaklaşık 110'u Arduino, 50'si ESP32, 30'u Raspberry Pi Pico için. ESP32'yi Wi-Fi ve Bluetooth isteyen nesnelerin interneti ünitesi için, Pico'yu MicroPython ile metin tabanlı programlamaya geçiş için al. Bu iki kart genelde yılın ikinci yarısında devreye girdiği için ilk yıl 4'er tane yeter: o ünitede 4 grup ESP32 ya da Pico ile çalışırken diğer 4 grup Uno projesine devam eder, ertesi hafta yer değiştirir. Kartların farkını Arduino mu ESP32 mi karşılaştırmasında, ilk dersleri ESP32 ilk ders planında ve Pico MicroPython ders planında bulabilirsin.

Paylaşılan ekipman: masada değil, dolapta duranlar

Lehim istasyonu bu listede bilerek isteğe bağlı. Breadboard ve jumper kabloyla kurulan projeler lehim istemez, yani laboratuvarın ilk yılı lehimsiz geçebilir. Lehime ilk ihtiyaç genelde pinleri lehimsiz satılan modüllerde ve Pico'da doğar; Pico'ları pinleri lehimli almak bu ihtiyacı ilk yıl için ortadan kaldırır. Kalıcı devre, sergi ya da kulüp çalışması başladığında 2 ısı ayarlı istasyon, havalandırma ve öğretmen gözetimiyle bir lehim köşesi kurarsın; ayrıntılar lehim rehberinde. Multimetre ise ilk günden gerekir: kopuk bir jumper kabloyu, bitmiş bir pili ya da yanlış satıra takılmış bir bacağı bulmanın en hızlı yolu odur. Öğrencilere ilk haftalarda yalnız süreklilik (bip) testini ve doğru gerilim ölçmeyi öğret, akım ölçmeyi sonraya bırak; nasıl yapıldığını multimetre rehberinde anlattık.

Altyapı: masa, güç, bilgisayar ve depolama

• Masa düzeni: 8 grup masası, her masada 3 sandalye ve 1 bilgisayar. Masaları duvar boyunca U şeklinde ya da 2'şerli adalar hâlinde diz; öğretmen masası projeksiyonun yanında olsun ve masaların arasında rahat yürüyebileceğin en az 1 metrelik yol kalsın. Her masanın köşesine kutu numarasıyla aynı numarayı yapıştır.
• Güç: Her masaya anahtarlı ve topraklı bir uzatma yeter. Kabloları yerde değil masa arkasından ya da kablo kanalından geçir, uzatmaları birbirine ekleyerek zincir yapma. Ders sonunda uzatmaların anahtarını kapatmak, laboratuvarı kapatma rutininin parçası olsun.
• Bilgisayar: 8 grup bilgisayarı ve 1 öğretmen bilgisayarı. Arduino IDE ve Thonny'nin masaüstü sürümleri Windows, macOS ve Linux'ta çalışır; yalnız tarayıcı çalıştıran cihazlar bu kurulum için uygun değildir. Eski ama sağlam bilgisayarlar bu iş için yeterlidir.
• USB bağlantısı: Bilgisayarın portu arkadaysa masaya sabitlenmiş kısa bir USB uzatma kablosu kartın havada sallanmasını önler. Port sayısı yetmiyorsa kendi adaptörü olan (beslemeli) bir USB hub kullan; beslemesiz hub'lar servo gibi akım çeken parçalarda kartın yeniden başlamasına yol açabilir.
• Depolama: Kilitlenebilen bir dolap ya da raf sistemi; grup kutuları, tema kutuları ve yedek stok için ayrı raflar. Piller ve havyalar için dolabın içinde ayrıca kilitli, metal bir kutu ya da bölme.
• Ekran: Projeksiyon ya da akıllı tahta. Öğretmen bilgisayarında Arduino IDE'nin yazı boyutunu büyüt; arka sıradaki grubun kodu okuyabilmesi, kodu tahtaya yeniden yazmaktan daha az vakit alır.

Bilgisayar ve yazılım kurulumu

1. Arduino IDE'yi tüm bilgisayarlara kur ve ilk açılışta indirilen ek bileşenlerin bitmesini bekle; adımlar Arduino IDE kurulumu yazısında.
2. Uyumlu kartlardaki USB yongasının (çoğunlukla CH340) sürücüsünü kur; Windows'ta bu adım yönetici yetkisi ister. Port görünmüyorsa kod yüklenmiyor yazısındaki kontrol sırasını izle.
3. ESP32 kart paketini Kart Yöneticisi'nden kur (ESP32 nedir yazısında anlatıldı). Paket büyük olduğu için indirmeyi ders saatinden önce, okul ağı boşken yap.
4. Pico için Thonny'yi kur ve her Pico'ya MicroPython yazılımını bir kez yükle (Raspberry Pi Pico nedir). Bu işi dönem başında sen yaparsan derste yalnız kod yazmak kalır.
5. Yılın projelerinin istediği kütüphaneleri (örneğin DHT ve I2C LCD kütüphaneleri) önceden kur; Servo kütüphanesi Arduino IDE ile birlikte gelir.
6. Her bilgisayarda o masanın kartıyla Blink örneğini yükle, çalışınca bilgisayara masa numarasını yapıştır.
7. Bütün adımları tek sayfalık bir kurulum listesine yaz. Bilgisayarlar sıfırlandığında ya da büyük bir güncelleme geldiğinde listeyi baştan çalıştırırsın.

Okul ağı ve bilgisayar kısıtlarını dönem başlamadan çöz. Çoğu okulda yazılım ve sürücü kurma yetkisi bilgi işlem birimindedir; kurulum listesini en az iki hafta önce ilet ve hangi bilgisayarların hangi kullanıcı hesabıyla açılacağını birlikte belirle. Bazı okullar USB depolama aygıtlarını engeller; Pico'ya MicroPython yazılımı yüklenirken kart bilgisayarda bir USB sürücüsü gibi görünür, bu yüzden bu adımı engel varsa bilgi işlemle birlikte yap. ESP32 projelerinde ayrı bir konu var: klasik ESP32 yalnız 2,4 GHz Wi-Fi'ye bağlanır ve örnek kodların çoğu basit şifreli bir ağ bekler. Kullanıcı adı ve şifreyle girilen kurumsal ağlarda ya da tarayıcıda onay sayfası açılan misafir ağlarında bu örnekler doğrudan çalışmaz. Bilgi işlemin onayıyla laboratuvara özel, yalnız derslerde açılan basit bir 2,4 GHz erişim noktası kurmak bu sorunu kalıcı olarak çözer.

Bütçe şablonu: fiyatı kendi tedarikçinle doldur

Aşağıdaki tablo bir teklif değil, doldurulacak bir şablon. Adet sütunu yukarıdaki tablolardan geliyor; birim fiyat ve toplam sütunlarını yerel tedarikçilerden aldığın tekliflerle sen dolduracaksın. Her kalem için en az iki teklif al ve hangisini neden seçtiğini not et; bağış ya da proje desteği isterken bu notlar dosyanın en güçlü kısmı olur. Tek sefer ve yıllık kalemleri ayrı topla: ilk yıl ikisinin toplamı kadar, sonraki yıllarda ise çoğunlukla yalnız yıllık kalemler kadar bütçe gerekir. En sona %10–15 beklenmeyen gider payı ekle; kargo, kırılan bir kart ya da dönem içinde değişen bir fiyat bu payla karşılanır. Kartlarda tek model ve mümkünse tek tedarikçide kalmak, sürücü ve yedek parça işini yıllarca kolaylaştırır.

İkinci yıl: sensör ve modül genişleme kutuları

Temel setler oturduktan sonra her grup kutusuna yeni modül eklemek yerine tema kutuları kur. Bir tema kutusu aynı konudaki modüllerden 2–8'er tane içerir ve projeye göre ödünç verilir: o hafta ekran projesi yapan gruplar Ekran kutusundan alır, ders sonunda kutuya geri koyar. Böylece az kullanılan bir modülden 8 tane almak zorunda kalmazsın ve grup kutuları ilk günkü kadar sade kalır. Tema kutusunun içerik kartında, modül adlarının yanında hangi grubun ne aldığını yazacağın bir ödünç çizelgesi olsun. Hangi modülleri alacağına karar verirken aşağıda anlattığımız BlueGrays Atölyem listesi işe yarar: tek bir grup kutusunun içeriğini girdiğinde hangi eksik parçanın kaç projeyi açacağını görürsün.

Dolap ve kutu düzeni: numara, içerik kartı, renk kodu

Laboratuvardaki her taşınabilir şeyin bir adı ve bir yeri olsun. Grup kutularını G1'den G8'e, ESP32 kutularını E1–E4, Pico kutularını P1–P4, tema kutularını adıyla, yedek kutusunu Y diye numaralandır; kutunun içindeki kart, USB kablosu ve breadboard da aynı numarayı taşısın. Dolabı ağırlığa ve kullanım sıklığına göre doldur: grup kutuları göz hizasında ve soldan sağa G1'den G8'e, tema kutuları bir üst rafta, ağır yedek stok en altta, piller ve havyalar kilitli ayrı bölmede. El aletlerini bir duvar panosuna as ve her aletin çevresini kalemle çiz; ders sonunda boş kalan çizim, eksik aleti saymadan gösterir. Her kutunun kapağının içine lamine bir içerik kartı yapıştır: parça adı, adet, renk ve küçük bir çizim. Kartta ayrıca son sayım tarihi ve eksik parça satırı olsun.

• Mavi: Arduino Uno grup kutuları (G1–G8) ve onların kabloları.
• Yeşil: ESP32 kutuları (E1–E4); 3,3 V uyarısı kutunun kapağında yazar.
• Mor: Raspberry Pi Pico kutuları (P1–P4); MicroPython yüklü olduğu kapağa not edilir.
• Sarı: Tema kutuları; ödünç çizelgesi kapağın içinde.
• Kırmızı: Yalnız öğretmenle kullanılanlar: piller, havyalar, güç kaynağı ve Güç kutusu.
• Beyaz: Yedek kutusu ve sarf stoku; dersin içinde açılmaz, eksik tamamlamak için kullanılır.

Sayım rutini katman katman işler. Grup kutusunu her ders sonunda grup sayar; bu iki dakikalık rutini kalabalık sınıf yazısında anlattık. Paylaşılan ekipmanı ve tema kutularını haftada bir sen sayarsın; alet panosu ve içerik kartı sayesinde bu iş beş dakikayı geçmez. Direnç, LED ve kablo gibi küçük sarfı tek tek sayma: her poşete ya da bölmeye bir "en az" çizgisi koy, seviye çizginin altına inince sipariş listesine yaz. Kartlar, sensörler ve modüller ise adetle sayılır, çünkü bir HC-SR04'ün kaybı bir LED'in kaybıyla aynı şey değildir. Dönem sonunda tam envanter yapılır ve kartlar tek tek test edilir. Kayıp ve bozuk parçaları cezalandırmak yerine kaydet: hangi parçanın hangi kutudan ne sıklıkla eksildiği, bir sonraki siparişi ve hangi kuralın işlemediğini sana söyler.

Sarf malzemesi: bir yılda ne kadar tükenir?

Sarf malzemesi, ders sırasında kırılan, kaybolan ya da bozulan küçük parçalardır. Aşağıdaki sayılar bir ölçüm değil, 8 grup ve haftada bir ders üzerinden yapılmış kaba bir planlama tahmini; ilk dönemin sayım kayıtlarıyla kendi oranını bulup tabloyu güncelle. Tükenmenin üç ana nedeni var: bacakların sık bükülüp kırılması, LED'in dirençsiz ya da ters bağlanması ve küçük parçaların masa altına düşmesi. İlk ikisi doğru bağlantı alışkanlığıyla, üçüncüsü bölmeli kutu ve ders sonu masa kontrolüyle azalır. LED ve direnci renk ve değer başına ayrı poşetlerde, büyük paketlerle almak hem birim fiyatı düşürür hem sayımı kolaylaştırır. Öğrencilerin dökülen dirençleri doğru bölmeye geri koyabilmesi için değerleri renk halkalarından okumayı öğret; ücretsiz Renk kodu aracı bu alıştırmada işe yarar.

Güvenlik: 5 V sınırı, lehim, pil ve ilk yardım

Laboratuvarın temel güvenlik kuralı güç sınırıdır: ilk yıl tüm devreler bilgisayarın USB portundan, yani 5 V'tan beslenir. Bu gerilim elektrik çarpması açısından düşüktür; asıl riskler kısa devrede ısınan parça ve kablo, havya yanığı ve lityum pillerdir. Prize bağlı cihazları röleyle anahtarlayan projeler laboratuvarda yapılmaz; röle projelerinde yalnız düşük gerilimli bir yük kullanılır. Lehim yapılacaksa havya ucunun 300 °C'nin üzerinde olduğunu, altlıksız bırakılmayacağını ve lehim dumanının açık pencere ya da duman emiciyle uzaklaştırılacağını baştan konuş; kurşunlu lehim kullanılıyorsa sonrasında eller yıkanır. Li-ion ve 18650 piller kilitli, yanmaz bir kutuda, uçları birbirine değmeyecek şekilde ve uzun beklemede yarı dolu saklanır; şişmiş, ezilmiş ya da ısınan pil kullanılmaz, pil toplama noktasına götürülür ve şarj gözetimsiz yapılmaz (ayrıntılar TP4056 şarj modülü yazısında). Küçük yanıklarda ilk müdahale, bölgeyi yaklaşık 20 dakika akan serin suyun altında tutmaktır; ilk yardım çantasının ve yangın söndürücünün yeri kapının yanında yazsın, her olayı okulunun prosedürüne göre bildir. Aşağıdaki 8 maddeyi A3 bir posterle kapının yanına as.

1. Devreyi kurarken ya da değiştirirken USB kablosu takılı olmaz.
2. Tek güç kaynağı bilgisayarın USB'sidir; pil, adaptör ve güç modülü öğretmen izniyle kullanılır.
3. Isınan, koku yapan ya da duman çıkaran bir parça görürsen USB'yi çek ve elini kaldır.
4. Masalarda yiyecek ve içecek yok; çantalar girişteki rafta durur.
5. Her parça kendi kutusuna döner; kutular arasında parça alışverişi yapılmaz.
6. Havya, piller ve güç kaynağı yalnız öğretmen masasında ve öğretmenle kullanılır.
7. Bacak keserken gözlük takılır ve kesilen uç parmakla tutulur.
8. Kırılan, kaybolan ya da bozulan parçayı saklama; içerik kartına yaz ve öğretmene söyle.

Yıllık işletme takvimi

Laboratuvar envanteri ve proje planı için BlueGrays

Laboratuvarın envanterini BlueGrays'te Atölyem ile tutabilirsin; Parçalarım bir Premium özelliği olduğu için bunu kendi öğretmen hesabında yaparsın. Parçalarım bölümüne parçaları adetleriyle eklersin, Özel İsim alanına "330R" ya da "Kırmızı LED" gibi ayrıntıyı, nota da "G kutuları, dolap 2" gibi yer bilgisini yazarsın; adedi azalan parça Düşük Stok etiketiyle görünür. Asıl kazanç planlamada: Parçalarım tek bir envanter olduğu için oraya laboratuvarın toplamını değil tek bir grup kutusunun içeriğini girersen, Yapabileceğin Projeler listesi her grubun kutusundaki parçalarla yapılabilecek projeleri gösterir; Eksik Komponentli Projeler ise "2 Eksik" gibi etiketlerle hangi parçayı eklersen hangi projelerin açılacağını söyler ve ikinci yıl tema kutularını buna göre seçersin. Ayrıntılar elimdeki malzemelerle proje bulma yazısında. Öğrenciler projeyi kendi ekranlarında izlerken Gerekli Komponentler listesi adetleriyle göründüğü için o dersin kutusunu buna göre hazırlarsın. Ücretsiz projelerin ötesine geçtiğinde öğrencilere Premium'u eğitmen paketleriyle tek ödemeyle, kart gerektirmeyen ve kendiliğinden yenilenmeyen kodlar olarak dağıtabilirsin. Laboratuvarına özel bir projeyi derse taşımak istersen Öğren > Forum > Yeni Konu ile Rehber kategorisinde paylaşırsın: devre fotoğraflarını, Kod ekle ile kodunu ve ilgili hazır projeleri eklersin, konunun bağlantısını Paylaş ile öğrencilere gönderirsin (adımlar kendi projenle ders vermek yazısında).

Bağış, sponsor ve proje desteği için belge kontrol listesi

• Bir sayfalık özet: Laboratuvarın amacı, kaç öğrenciye ve hangi derslere hizmet edeceği, haftada kaç saat kullanılacağı.
• Üç katmanlı ihtiyaç listesi: Bu yazıdaki set, ekipman ve altyapı tabloları, adetleriyle.
• Doldurulmuş bütçe şablonu: Her kalem için en az iki teklif, seçilen teklif ve gerekçesi, tek sefer ve yıllık toplamlar ayrı.
• Mekân bilgisi: Odanın bugünkü fotoğrafları, basit bir yerleşim çizimi, priz ve bilgisayar durumu.
• Güvenlik planı: Kural posteri, pil ve lehim saklama düzeni, ilk yardım ve sorumlu kişi.
• İşletme planı: Yıllık takvim, sayım rutini ve laboratuvardan sorumlu öğretmenin adı.
• Sürdürülebilirlik: Sonraki yılların sarf ve yenileme bütçesinin nereden karşılanacağı.
• Ölçülebilir hedefler: Örneğin dönem başına tamamlanacak proje sayısı, yıl sonu sergisi, kulüp çalışması.
• İdarenin onayı: Okul yönetiminin desteği bildiren yazısı ve malzemenin demirbaş kaydına nasıl gireceği.
• Raporlama sözü: Destekçiye ne zaman ve hangi içerikle (fotoğraf, proje listesi, envanter) rapor verileceği.

Bir okul laboratuvarı tek seferde kurulup bitmez; ilk yıl setler, kutular ve kurallar oturur, ikinci yıl tema kutularıyla genişler, sonraki yıllarda sayım kayıtların neyin tükendiğini ve neyin gerçekten kullanıldığını söyler. İlk grup kutusunu hazırladığında, BlueGrays'i telefonuna kurup o kutudaki parçalarla hangi ücretsiz projelerin yapılabildiğine bakmak, ilk dönemin ders listesini çıkarmanın kolay bir yolu.