T.C.

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

İNTERNET ERİŞİMLİ DENEY MODÜLLERİNİN USB TABANLI KONTROLÜ

Osman ÇİMENLİ

Danışman Doç. Dr. Tuncay AYDOĞAN

YÜKSEK LİSANS TEZİ ELEKTRONİK-BİLGİSAYAR EĞİTİMİ ANABİLİM DALI

ISPARTA - 2013

© 2013 [Osman ÇİMENLİ]

TAAHHÜTNAME Bu tezin akademik ve etik kurallara uygun olarak yazıldığını ve kullanılan tüm literatür bilgilerinin referans gösterilerek tezde yer aldığını beyan ederim.

Osman ÇİMENLİ

i

İÇİNDEKİLER

Sayfa İÇİNDEKİLER ......................................................................................................................... i ÖZET ......................................................................................................................................... ii ABSTRACT .............................................................................................................................. iii TEŞEKKÜR .............................................................................................................................. iv ŞEKİLLER DİZİNİ ................................................................................................................. v ÇİZELGELER DİZİNİ ............................................................................................................ vi SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ .......................................................................... vii 1. GİRİŞ..................................................................................................................................... 1 2. KAYNAK ÖZETLERİ ........................................................................................................ 3 3. WEB TABANLI UZAKTAN EĞİTİM SİSTEMİ ......................................................... 13

3.1. Uzaktan Eğitim ........................................................................................................ 13 3.1.1. Uzaktan eğitimin tanımı ve tarihçesi .................................................... 13 3.1.2. Web tabanlı uzaktan eğitimin tanımı, yararları ve sınırlılıkları . 16 3.1.3. Uzaktan erişimli laboratuarlar ................................................................ 20

3.2. USB Teknolojisi ....................................................................................................... 21 3.2.1. USB iletişim sistemi ve katmanları ........................................................ 22 3.2.2. USB protokolü ve iletişim modeli ........................................................... 23 3.2.3. USB transfer tipleri ve paketleme .......................................................... 25 3.2.4. USB hublar....................................................................................................... 31

3.3. Geliştirilen Sistemin Mimari Yapısı ................................................................ 33 3.4. Sistemin Donanım ve Yazılım Bileşenleri ..................................................... 34

3.4.1. Donanım bileşenleri .................................................................................... 34 3.4.1.1. Phidget 1019 deney modülü çoklayıcı .................................. 34 3.4.1.2. Phidget 1018 deney modülü ..................................................... 39

3.4.2. Yazılım bileşenleri ........................................................................................ 40 3.4.2.1. Veritabanı araçları......................................................................... 40 3.4.2.2. Adobe flash builder (Flex) .......................................................... 43 3.4.2.3. Adobe flash media server ........................................................... 45 3.4.2.4. Adobe flash media encoder ....................................................... 46

4. ARAŞTIRMA BULGULARI ............................................................................................. 47 4.1. Sistemin Başlatılması İçin Yapılması Gerekenler ...................................... 47 4.2. Kullanıcı ve Yönetici Arayüzlerinin Tasarımı ve Özellikleri ................. 49 4.3. Tak&Çalıştır Özelliğini Aktif Etme Çalışmalarının Sonuçları ................ 55 4.4. USB Sistemi Çoklayabilmek İçin Yapılan Çalışma Sonuçları ................. 57

5. TARTIŞMA VE SONUÇLAR ........................................................................................... 61 KAYNAKLAR .......................................................................................................................... 63 EKLER....................................................................................................................................... 68

EK A. Fotoğraflar ............................................................................................................ 69 ÖZGEÇMİŞ ............................................................................................................................... 70

ii

ÖZET

Yüksek Lisans Tezi

İNTERNET ERİŞİMLİ DENEY MODÜLLERİNİN USB TABANLI KONTROLÜ

Osman ÇİMENLİ

Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü

Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Anabilim Dalı

Danışman: Doç. Dr. Tuncay AYDOĞAN

Bireylerin yaygın, mesleki ve teknik eğitimlerinin karşılanmasında; zaman ve mekân sınırlamalarını, bireysel farklılıkları ve coğrafi engelleri ortadan kaldıran, fırsat ve imkân eşitliği sağlayan web tabanlı eğitimde, uzak laboratuar teknolojisi bir çözüm olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada, kullanım kolaylığı, güvenilirlik, hız, düşük güç tüketimi, çoklanabilirlik ve tak&çalıştır özelliklerine sahip USB (Universal Serial Bus) teknolojisi kullanılarak, uzak deney modüllerinin kullanılmasına olanak veren bir uzak laboratuar sistem tasarımının gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Sistemin donanım altyapısı, phidget 1019 ve 1018 USB modülleri, kameralar ve USB 2.0 haberleşme teknolojilerinden oluşmuştur. Bu donanımların kullanılabilmesi için, Adobe Flash Builder, Phidget web sunucusu, PHP (Personal Home Page) veritabanı dili, FMS (Flash Media Server) ve Media Live Encoder yazılımlarından faydalanılmıştır. Tasarlanan sistem, tak&çalıştır mimarisi ile dinamik bağlantı özelliğinde, 12Mb/s veri iletim hızında ve 127 modül bağlantısına kadar izin verebilen, internet ile uzaktan bağlanılabilen ve yönetilebilen, modüllerin analog ve dijital port özellikleri sayesinde birçok mesleki ve teknik dersin laboratuar uygulamalarına destek verebilen yapıya sahiptir. Kullanıcılar sisteme uzaktan bağlandıktan sonra, sistemdeki kullanıma müsait modülleri kullanabilir, modüller üzerinde gerçekleştirdikleri uygulamaları gözlemleyebilirler. Sistem yöneticisi, sisteme yeni modül ekleyip çıkarabilir ve kullanıcılara ait anlık ve geçmiş bilgileri raporlayabilir. Anahtar Kelimeler: Uzaktan eğitim, web tabanlı eğitim, USB haberleşme, USB arayüz kartı, sanal laboratuar, phidget aygıtları. 2013, 70 sayfa

iii

ABSTRACT

M.Sc. Thesis

USB BASED CONTROL OF INTERNET ACCESSED EXPERIMENT MODULES

Osman ÇİMENLİ

Süleyman Demirel University Graduate School of Applied and Natural Sciences

Department of Electronic and Computer Education

Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Tuncay AYDOĞAN

Remote laboratory technology stands for a solution in web based education that removes time and place limitation, personal differences and geographical difficulties, provides possibility and opportunity equality. In this thesis, by using USB technology which has ease of use, reliability, speed, low power consumption, in order to be multiplexed and plug&play features, implementing system design of a remote laboratory was intended. Hardware background of the system, consists of phidget 1019 and 1018 USB modules, webcams and USB 2.0 communication technology. In order to use these modules, it was made use of Adobe Flash Builder, Phidget web service, PHP database language, FMS and Media Live Encoder softwares. Designed system has a structure that supports many professional and technical lessons’ laboratory experiments, has a dynamic feature with plug&play architecture, 12 Mb/s data transfer speed and lets 127 modules connections, can be connected and managed remotely. After users connect to the system remotely, can use the modules which are available for using on the system and observe their experiments on modules. System manager can attach a new module to the system or detach from and also report instant and previous information. Keywords: Distance education, web based education, USB communication, USB interface card, virtual vaboratory, Phidget devices. 2013, 70 pages

iv

TEŞEKKÜR

Bu araştırma için beni yönlendiren, karşılaştığım zorlukları bilgi ve tecrübesi ile aşmamda yardımcı olan değerli Danışman Hocam Sayın Doç. Dr. Tuncay AYDOĞAN’a teşekkürlerimi sunarım. Araştırmalarımda merak ettiğim hususlarda fikirlerini esirgemeyen Sayın Yrd. Doç. Dr. Ecir Uğur KÜÇÜKSİLLE’ye ve Sayın Yrd. Doç. Dr. Kubilay TAŞDELEN’e teşekkür ederim. 2466-YL-10 No’lu Proje ile tezimi maddi olarak destekleyen Süleyman Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Yönetim Birimi Başkanlığı’na teşekkür ederim. Tezimin her aşamasında beni yalnız bırakmayan aileme sonsuz sevgi ve saygılarımı sunarım.

Osman ÇİMENLİ

ISPARTA, 2013

v

ŞEKİLLER DİZİNİ

Sayfa Şekil 3.1. Bir uzak laboratuarın genel bileşenleri ................................................... 20 Şekil 3.2. USB veri akış modelinin katmanlar üzerinde gösterilişi ................... 22 Şekil 3.3. İletişim modeli ................................................................................................... 24 Şekil 3.4. USB transferi anında katmanlar arasındaki ilişki ................................ 27 Şekil 3.5. USB işlemlerde paketler ................................................................................ 27 Şekil 3.6. Paket biçimi ........................................................................................................ 28 Şekil 3.7. USB hub şeması ................................................................................................. 31 Şekil 3.8. Birincil hub fonksiyonları .............................................................................. 32 Şekil 3.9. Sistemin katmansal görüntüsü .................................................................... 33 Şekil 3.10. Phidget 1019 deney modülü çoklayıcı................................................... 35 Şekil 3.11. Aygıtları bir araya getirme ve kablo bağlantıları .............................. 35 Şekil 3.12. Phidget arayüz kartı kontrol paneli ........................................................ 37 Şekil 3.13. Analog bağlantı uçları .................................................................................. 37 Şekil 3.14. Dijital giriş için switch uygulaması ......................................................... 37 Şekil 3.15. Dijital çıkıştan led kontrolü uygulaması ............................................... 38 Şekil 3.16. Phidget 1019 mekanik çizimi .................................................................... 39 Şekil 3.17. Phidget 1018 deney modülü ..................................................................... 39 Şekil 3.18. Phidget 1018 mekanik çizimi .................................................................... 40 Şekil 3.19. Adobe flash media server arayüzü .......................................................... 45 Şekil 3.20. Adobe flash media encoder arayüzü ...................................................... 46 Şekil 4.1. Flash media encoder ile flash media server’a video startı ............... 47 Şekil 4.2. Flash media server hizmetlerinin başlatılması ..................................... 48 Şekil 4.3. Phidget web servisinin başlatılması ......................................................... 48 Şekil 4.4. Phidget kontrol panelindeki modül listesi.............................................. 49 Şekil 4.5. Kullanıcı giriş sayfası ...................................................................................... 50 Şekil 4.6. Kullanıcı girişi için yazılmış HTTPService .............................................. 50 Şekil 4.7. Giriş formu değerlerinin kontrolü ............................................................. 51 Şekil 4.8. Sunucuya bağlanma ve modülleri listeleme .......................................... 51 Şekil 4.9. Seçilen modüle bağlanma fonksiyonu ...................................................... 52 Şekil 4.10. Deney modülüne erişim, kontrol ve görüntüleme sayfası ............. 52 Şekil 4.11. Logout servisinin yollanması .................................................................... 53 Şekil 4.12. Led grubu kontrolü örnek kodları ........................................................... 53 Şekil 4.13. Yönetici karşılama sayfası .......................................................................... 54 Şekil 4.14. Yönetici verileri grid kodları ..................................................................... 55 Şekil 4.15. Server bağlantısı ve ilgili olayların ilavesi............................................ 56 Şekil 4.16. Aygıt bağlandığında çalışan fonksiyon .................................................. 56 Şekil 4.17. Aygıt ayrıldığında çalışan fonksiyon ...................................................... 57 Şekil 4.18. 1019 ve 1018 modüllerinin bağlanması ............................................... 58 Şekil 4.19. Modül bağlantı durumunun değiştirilmesi .......................................... 59 Şekil A.1. Tasarlanan sistem fotoğrafı ......................................................................... 69

vi

ÇİZELGELER DİZİNİ

Sayfa Çizelge 3.1. Dünyadaki bazı uzaktan eğitim uygulamalarının başlangıç tarihleri ve ilk uygulamalar ..................................................................... 15 Çizelge 3.2. USB gelişim süreci ....................................................................................... 22 Çizelge 3.3. Veri paketinin yönleri ................................................................................ 30 Çizelge 3.4. Phidget sensör ailesi ................................................................................... 36

vii

SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ ACK Acknowledge Packet AIR Adobe Integrated Runtime BDOTS Bilgisayar Destekli Otomotiv Test Standı CAN Controller Area Network CRC Cyclic Redundancy Checking CRLT Center for Research on Learning and Technology CSS Cascading Style Sheets DC Direct Current EOP End Of Packet FMS Flash Media Server HCD Host Controller Driver HTML Hyper Text Markup Language HTTP Hyper Text Transfer Protocol I/O Input Output IRP I/O Request Packet İDÖ İnternet Destekli Öğretim LMS Learning Management System MMS Microsoft Media Server NAK No Acknowledge Packet PC Personal Computer PHP Personal Home Page PIC Peripheral Interface Controller PID Packet Identifier RIA Rich Internet Applications SDK Software Development Kit SIE Serial Interface Engine SOF Start Of Frame SQL Structured Query Language STALL Stall Packet SYNC Synchronization URB Universal Robot Bus URL Universal Resource Locator USB Universal Serial Bus XML Extensible Markup Language WTUE Web Tabanlı Uzaktan Eğitim WWW World Wide Web

1

1. GİRİŞ

Eğitimin önemli bir unsuru olan laboratuar çalışmaları, öğrencilerin tecrübe

kazanacağı, herhangi bir eğitim programının tamamlayıcı ve öncelikli bölümünü

oluşturur. Yapılan deneysel çalışmalar öğrencilere pratik beceri kazandırır ve

onları gerçek yaşam durumlarına hazır hale getirmekte yardımcı olur. Bununla

birlikte geleneksel deneylerin bazı kısıtlamaları nedeniyle daha uygun

alternatiflerin aranma zorunluluğu ortaya çıkabilmektedir. Bilgisayarların

maliyet verimliliği ve çok yönlülüğünün yanında ağlar aracılığıyla birbirleriyle

haberleştirilmesi ile tüm dünyada geleneksel laboratuarlara uygun bir alternatif

olarak uzaktan erişim laboratuarlarının oluşturulması yaygınlaşmıştır

(Taşdelen, 2004).

Uzaktan eğitim uygulamaları için sanal laboratuarlar, gerçek laboratuar

ortamının yerini tutmamaktadır. Bu eksikliği gidermek için uzak laboratuar

(Remote Laboratory) ve internet tabanlı laboratuar (Internet Based Laboratory)

kavramı ortaya atılmıştır. Yani öğrenciler internet üzerinden herhangi bir yerde

bulunan laboratuara bağlanarak deneylerini gerçekleştirebilmekte ve deney

sonuçlarını laboratuarda bulunan kameradan eş zamanlı olarak

görebilmektedirler (Delikanlı, 2009). Bu tip çalışmalar, mesleki ve teknik eğitim

veren kurumların uzaktan eğitim uygulamaları için bir çözüm olmaktadır.

WTUE (Web Tabanlı Uzaktan Eğitim) laboratuarlarında, deney düzeneklerinin

bağlı olduğu modül sistemi durdurulmadan yeni modüllerin eklenebilmesi ve

gerektiğinde çıkartılabilmesi işletimsel ve yönetimsel açıdan önemli bir

özelliktir.

USB, bilgisayar ve çevre birimlerinin haberleşmesi ve veri aktarımının

yapılabilmesi için yaygın olarak kullanılan bir seri haberleşme teknolojisidir.

Günümüzde USB arayüz kartları için geliştirilmiş teknolojiler sıklıkla

kullanılmaktadır. Bu arayüz kartlarının bilgisayarla bağlantısı

gerçekleştirildikten sonra giriş ve çıkış ünitelerini kontrol etmek mümkündür.

Farklı bağlantı teknolojilerini kullanan kartlara göre, USB haberleşme

teknolojisini kullanan kartlarda; çoklanabilirlik, tak&çalıştır (plug&play), kolay

2

programlama, düşük güç tüketimi ve hız gibi özelliklerin varlığı,

yaygınlaşmasının temel nedenleridir. Bu tür modüllerde, kontrol işlemi yazılım

aracılığıyla gerçekleştirildiğinden, harici donanımlarda değişiklik yapmaya

gerek kalmadan sadece yazılım değiştirilerek aynı aygıt üzerinde farklı

durumlar kontrol edilebilir.

Bu çalışmada, deney modüllerinin sisteme tak&çalıştır olarak bağlanabildiği bir

WTUE laboratuarı tasarımı ve uygulaması yapmak amaçlanmıştır. Çalışma

sonunda, USB 2.0 haberleşme teknolojisi kullanılarak, esnek ve dinamik bir

yapıya sahip, hızlı, yönetilebilir bir uzak laboratuar altyapısı kurmak

hedeflenmiştir. USB haberleşme teknolojisinin kullanıcıya sunduğu tüm

özelliklerden faydalanılmıştır.

Hazırlanan sistem, yazılım ve donanım olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır.

Yazılım tarafında, sunucu ve istemci programları için Adobe Flash Builder

(Flex), FMS, Media Live Encoder yazılımları; veritabanı gereksinimleri içinse

PHP-MySql sistemi kullanılmıştır.

Donanım tarafında ise, Phidget firmasına ait 1019 ve 1018 deney modülleri, bu

modüllerin görüntülenebilmesi amacıyla da kameralar kullanılmıştır. Ayrıca

bilgisayarın tek bir portu üzerinden, yönetim ve kullanıcı arayüzleri ile uzak

laboratuarın kolay, esnek ve başarılı şekilde yönetimi ve kullanımı sağlanmıştır.

Gerçekleştirilen uzak laboratuar başarıyla test edilmiştir.

3

2. KAYNAK ÖZETLERİ

Bu bölümde, araştırmaya katkısı olan diğer akademik çalışmalara yer

verilmiştir. Bu çalışmalar uzaktan eğitim, WTUE, uzaktan eğitim laboratuarları

ve USB kontrol sistemleri şeklinde sıralanmıştır.

Koçer (2001), yüksek lisans tezinde, uzaktan eğitimi kavram olarak ele almış,

uzaktan eğitimin tarihsel gelişimi içinde uygulanan metotlarını incelemiş, bu

metotlarla kullanılan teknolojileri avantaj ve dezavantajlarıyla anlatmıştır.

Kaya (2002), yayınlamış olduğu kitabında, uzaktan eğitimin kavramsal

çerçevesinin ne olduğunu, uzaktan eğitim kurumlarının nasıl yapılandırıldığını,

uzaktan eğitimde öğrenme ortamlarının neler olduğunu, uzaktan eğitim

programlarının değerlendirilmesinin nasıl olması gerektiğini, internet yoluyla

eğitimi, bu eğitim çeşitlerinin yararlarını ve zararlarını açıklamıştır.

Gezer ve Koçer (2008), yayınlamış oldukları makalelerinde, teknolojinin bütün

hızıyla gelişirken, bunun aynı hızla eğitim sistemimize entegre edilmesinin

önemliliği üzerinde durmuşlar; uzaktan eğitimde, sesli ve görüntülü

etkinliklerin kesintisiz olarak yapılabilmesi için sunucunun çalışması esnasında

yayın kaynağının değiştirilmesi tekniği kullanılabileceğini belirterek, sesli ve

görüntülü iletişim protokolleri ile ilgili detayları aktarmışlardır.

Yüksek öğrenim basamağında internet aracılığıyla eğitim, hızla

yaygınlaşmaktadır. Yüksek öğrenimde, WTUE aracılığıyla gerçekleştirilmeye

çalışılan amaçların başlıcaları şunlardır (Kaya, 2005):

• Dünyadaki tüm insanları uzaktan eğitmek

• Belirli bir yerleşkede açılmamış derslere öğrencilerin katılmalarını

sağlamak

• Öğrencilere farklı üniversitelerde açılan dersler için katılma olanağı

sağlamak

• Yerleşkeler arasında gidip gelmeye gerek kalmadan öğrencilerin bir

sınıfa katılmalarını sağlamak ve uygulama örnekleri göstermek

4

• Uluslararası programlarda öğrenim gören öğrencilerin kendi aralarında

ve uzmanlarla toplantılar düzenlemesine olanak sağlayarak

öğrenmelerini desteklemek

• Öğrencilere dünyanın değişik yerlerindeki uzmanlar arasında etkileşim

olanağı sunmak

• Farklı dünya ketlerinde bulunan uzman ve öğrencilerle değişik

konularda toplantılar yapmak

• Öğrencilerin iş başvurusu yapmak istedikleride ilgililerle görüşme

yapmalarını sağlamak.

Karabatak (2002), “Web’e Dayalı Uzaktan Eğitimde Otomasyon” isimli yüksek

lisans çalışmasında, web tabanlı öğretimde otomasyon sistemlerinin sahip

olduğu avantajları ve tasarımlarını incelemiştir. Araştırmada web ortamında

otomasyon sistemlerinden yararlanılarak, ‘Sayısal Analiz’ dersinde hem

eğitimcilerin sınav hazırlayabilmesine hem de öğrencilerin sınav olabilmesine

fırsat veren bir program da geliştirilmiştir.

Kabakçı (2001), “İnternet’le Öğretim Etkinlikleri ve Anadolu Üniversitesi’nde

Bir Uygulama” adındaki yüksek lisans çalışmasında, ‘Temel Bilgi Teknolojisi’

dersine ait ‘Bilgi Teknolojilerine Giriş’ ve ‘Algoritma Kavramı ve Temel

Özellikleri’ ünitelerinde, WebCT yazılımıyla, internetle öğretim etkinliği

oluşturarak öğrencilerin başarısının nasıl değiştiğini ortaya koymayı

amaçlamıştır. WebCT, British Columbia Üniversitesi tarafından, internet

üzerinden eğitsel içeriklerin sunumunu yapmak için hazırlanmış bir yazılımdır.

Araştırmanın öntest-sontest kontrol grup modelinden yararlanılarak

oluşturulan deney bölümünde, verilerin, 22 tanesi birinci deney grubundan, 21

tanesi ikinci deney grubundan ve 28 tanesi de kontrol grubundan olmak üzere

71 öğrenci üzerinden alınmıştır. Öğrencilerin söz konusu üniteleri araştırmacı

gözetiminde ve belirlenen ders saatleri içerisinde internet üzerinden takip

ettikleri öğretim etkinlikleri, birinci deney grubunda, web destekli yapılmıştır.

İkinci deney grubunda ise öğretim etkinlikleri web tabanlı gerçekleştirilmiştir.

Kontrol gurubundaki etkinlikler ve uygulamalar ise geleneksel öğretimle

gerçekleştirilmiştir. Gruplar arasında yapılan istatistiksel mukayeselerde,

5

öğrenci başarısını sağlamak için; web destekli eğitimin web tabanlı eğitime

göre; geleneksel eğitimin ise web tabanlı eğitime göre daha efektif olduğu

saptanmıştır.

Chang (2001), “Değerlendirme ve Web Tabanlı Öğrenme Etkililik Analizi” isimli

bir çalışma yapmıştır. Bu çalışmada, web tabanlı öğrenme sistemine ait öğrenme

ürünlerini ve bu sistemin öğrencilerin kavrama yeteneğini nasıl etkiledğini

anlamak amacıyla bir uygulama yapılmıştır. Çalışma kapsamında dört farklı

görüşü içeren bir anket uygulanmıştır. Bunlar; arayüz, sistem fonksiyonları,

sistem kullanımı ve sistemin öğrenme sürecine etkileridir. Araştırmanın

sonucunda, kullanıcıların yüzde 85.84’ü web tabanlı öğrenme sisteminin uygun

olduğunu, yüzde 80’i sistem arayüzünün kullanımının kolay olduğunu, yüzde

48.3’ ü sistem performansının çok iyi olduğunu ve yüzde 88.84’ü sistemin

onların öğrenmesine katkı sağladığını düşündüğü ortaya çıkmıştır.

Hensrud (2001), “Küçük-Anlaşılır Bir Üniversitede Online Uzaktan Eğitimin

Kalite Ölçütleri” adlı doktora çalışması yapmıştır. Hensrud çevrimiçi uzaktan

eğitim kurslarının geniş bir alana yayıldığını ve sayıca çok arttığını ifade ederek,

bu programların kaliteleri hakkında önemli sorunların bulunduğundan

bahsetmiştir. Bu nedenle kendisine seçtiği bir bağlam ile (Wisconsin’de bir

üniversite) çevrimiçi uzaktan eğitim programlarının kalite kriterlerini

belirlemeye çalışmıştır. Çevrimiçi programlarda çalışan 20 personelden veri

toplama yöntemini seçmiş ve sayı az olduğundan detaylı inceleme fırsatı

bulmuştur. Literatürde mevcut bulunan kalite ölçütlerinin ihtiyaçları

karşılamadığını bu çalışma sonunda ortaya koymuştur. Çevrimiçi eğitim verilen

kurumun yapısı ve kursun konusu gibi etkenlerin kalite kriterlerini etkilediğini

belirtmiş, kursların kendi bağlamı içerisinde değerlendirilmesi gerektiğini

vurgulamıştır.

Ekiz vd. (2003), yayınlamış olduğu makalesinde, ‘mantık devreleri’, ‘lojik

devreler’ veya ‘dijital elektronik’ adıyla okutulan dersin uzaktan, internet

destekli öğretim (İDÖ) ile verilmesine yönelik olarak hazırlanmasındaki

6

kriterleri anlatılmıştır ve internet destekli uzaktan eğitimin değerlendirmesi

yapılmıştır.

Yeniad (2006), “Uzaktan Eğitimde Kullanılmak Üzere Web Tabanlı Portal

Yazılımı Geliştirme” adlı yüksek lisans çalışmasında, WTUE'de kullanılmak

üzere, öğretim kuramları ve pedagojik yaklaşımlar gözetilerek bir portal

yazılımı geliştirmiş ve uzman görüşleri doğrultusunda değerlendirilmesini

amaçlamıştır. Hazırlanan portal yazılımının web tabanlı uzaktan eğitimde

kullanılabilecek nitelikte olup olmadığı; görsellik ve etkileşim özellikleri, sunuş

ve teknik yapı, eğitsel değer gibi öğeler açısından incelenmiş ve portalın

uzmanlar tarafından başarılı bulunduğu görülmüştür. Portal bileşenlerini PHP

programlama dili, MySQL veritabanı yönetim sistemi, Apache web sunucusu ve

Linux işletim sistemi oluşturmuştur. Portalın değerlendirilmesi için örnek

dersler hazırlanmış ve geliştirilen değerlendirme anketi uzmanlara

uygulanmıştır.

Yurdadur vd. (2007), “Web Tabanlı Uzaktan Eğitimde Tasarım Öğelerinin

Öğrenme Üzerindeki Etkileri ve Öğrenci Tercihleri” isimli akademik bilişim

konfrans bildirilerinde, genel olarak WTUE’de sayfa tasarımlarının nasıl olması

gerektiği ve web standartlarında hazırlanacak uzaktan eğitim sayfalarının

tasarımları üzerinde durmuşlardır. Çalışmada iki farklı web sayfası iki farklı

öğrenci grubuna uygulanmıştır. Eğitimin verimliliğini ölçmek ve öğrencilerin

tasarım hakkındaki düşüncelerini almak amacıyla uygulama sonunda anket

sorularının cevaplanması istenmiştir. İki tasarımın karşılaştırılabilmesi

amacıyla öğrenci grupları uygulamadıkları diğer tasarımı uygulamışlar ve bu

sefer her iki tasarım hakkındaki düşüncelerini almak için hazırlanan diğer anket

sorularını cevaplamışlardır. Bu çalışmayla, öğrencilerin her iki tasarımı da

uygulamaları sağlanmış ve tasarımlar hakkındaki düşüncelerinin alınması söz

konusu olmuştur. Çalışmanın sonunda, uzaktan eğitimde kullanılmak üzere,

web standartlarına uygun, öğrenci gereksinimine ve tercihlerine duyarlı,

öğretici ve ilgi çekici sayfalar hazırlayarak, yüksek oranda verim alınabileceği

görülmüştür. Arayüz tasarımı, materyal geliştirme, görsel unsurların kullanımı,

7

öğrencilerin tercihleri ve hareketli animasyonlar ile içeriğin desteklenmesi

uzaktan eğitimin başarısını arttıracaktır.

Lim-Fernandes (2000), “Online Eğitimin Etkililiğinin Değerlendirilmesi” isimli

doktora tez çalışmasında, üniversite mezunlarının aldığı ‘Online Kamu Yönetimi’

dersi programının etkililiğini değerlendirmeyi amaç edinmiştir. Golden Gate

Üniversitesi’nde gerçekleştirilen araştırmada, arşiv bilgileri, öğrenci testleri ve

görüşme yöntemleriyle veri toplanmıştır. Araştırmanın sonucunda ‘Online

Kamu Yönetimi’ programının öğrenci motivasyonu ve tatmini açısından etkili

olduğu saptanmıştır.

Graham vd. (2000), hazırladıkları “Bir Web Tabanlı Uzaktan Öğrenme

Çevresinde Öğretim: Dört Kursa Yönelik Bir Değerlendirme” isimli araştırma

raporunda, web tabanlı öğretim hizmeti sunan kurumların, verdikleri kurs

hizmetlerinin geliştirilmesine yönelik olarak dönüt elde etmeyi amaçlamışlardır.

Araştırma raporu, Indiana Üniversitesi CRLT (Center for Research on Learning

and Technology) tarafından hazırlatılmıştır. CRLT, teknolojik gelişmelerle

birlikte yeni bir eğitim anlayışının gelişmesine yardım etmek, etkileşimli

uzaktan öğrenme çevrelerinde öğrencilerin öğrenmesini değerlendirerek

bunların üzerine araştırmalar yapmak ve öğrencilerin etkileşimi ve işbirliğini

desteklemek için, mevcut ve gelişmekte olan öğrenme stratejileri üzerine

araştırmalar yapmak amacıyla kurulmuştur. Araştırma sırasında, kurs

materyalleri, teknik altyapı ve öğrencilerin forumları incelenmiştir. Araştırma

sonucunda, web tabanlı öğretim uygulamalarındaki etkililiği ve verimliliği

artırmak için, öğrenci-fakülte iletişiminin, öğrencilerin kendi aralarındaki

işbirliğinin ve aktif öğrenmenin desteklenmesi, dönütlerin anında verilmesi,

görevlerin zamanında gerçekleştirilmesi ve farklı öğrenme yöntemlerinin ve

yeteneklerinin açığa çıkarılması yönünde uygulayıcılara tavsiyelerde

bulunulmuştur.

Atıcı (2000a), “Bilgisayar Destekli Asenkron İşbirlikli Öğrenme Yönteminin Sınıf

Yönetimi Dersinde Öğrenci Başarısına Etkisi” isimli yüksek lisans tez

çalışmasında, bilgisayar destekli işbirlikli öğrenme ile geleneksel eğitimi

8

karşılaştırmış ve etkililik derecesini belirlemeyi amaçlamıştır. Araştırmanın

deney bölümü öntest-sontest kontrol grup modelinden yararlanılarak

oluşturulmuştur. Araştırmada veriler, sınıf yönetimi dersi alan 32 tanesi deney

grubu ve 42 tanesi kontrol grubu olmak üzere 74 öğrenci üzerinden elde

edilmiştir. Bilgisayar destekli işbirlikli öğrenme yöntemi deney grubu için web

tabanlı olarak yürütülmüştür. Araştırma sonucunda, bilgisayar destekli işbirlikli

öğrenme yönteminin geleneksel eğitime göre öğrenci başarısı için daha efektif

olduğu ortaya çıkmıştır. Ayrıca, araştırma kapsamında bilgisayar destekli

işbirlikli öğrenme yönteminin olumlu ve olumsuz yönleri öğrenci görüşleri

açısından ele alınmıştır. Elde edilen bulgular değerlendirilerek, öğrencilerin

eğitimde yeni olanakların kullanılması için istekli oldukları ve bilgisayar

destekli işbirlikli öğrenme yönteminin öğrenciler tarafından benimsendiği

sonucu ortaya çıkmıştır.

Elen ve Bayır (2009), yapmış oldukları çalışmalarında, bilgisayar destekli

otomotiv test standının (BDOTS) internet üzerinden gerçek zamanlı denetimini

gerçekleştirmişlerdir. İçten yanmalı motora ait (devir, tork, sıcaklık, debi vb.)

veriler algılayıcılar kullanılarak, veri alış-veriş kartı aracılığı ile bilgisayar

ortamına aktarılmaktadır. BDOTS’a uzaktan erişim ve kontrol işlemleri .NET

platformunda C# dili kullanılarak Server (Sunucu) ve Client (İstemci)

uygulamaları ile gerçekleştirilmiştir.

Delikanlı (2009), “Uzaktan Erişimli Kontrol Laboratuarı” isimli yüksek lisans

tezinde, öğrencilerin istedikleri zamanda, istedikleri mekândan, internet

üzerinden servo motor deney setlerine bağlanarak uygulama yapabilecekleri bir

laboratuar ortamı hazırlamayı amaçlamıştır. Tasarlanan sistem eş zamanlı

olarak deney düzeneklerine erişim imkânı tanır. Böylece öğrenciler laboratuar

çalışmalarını, belirli bir zaman ve mekâna bağlı kalmadan, internet üzerinden

gerçekleştirir. Tez içerisinde internet üzerinden kontrol konusu açıklanarak,

sanal ve internet tabanlı laboratuarlar hakkında bilgiler verilmiştir. Teze ait

uygulama, yazılım ve donanım olarak iki kısımdan oluşmaktadır. Yazılım

kısmında sunucu ve kullanıcı programlarını oluşturmak için C# programlama

dili, kullanıcı bilgilerini tutmak içinse SQL Server programı kullanılmıştır. Bu

9

yazılımlarda Kvaser CANLIB SDK(Software Development Kit) sürücü

dosyalarından yararlanılmıştır. Modüllerde kullanılan mikro denetleyiciye ait

yazılımlar ise C dilinde gerçekleştirilmiştir. Uygulamanın donanım kısmında ise

elektronik devrelerin birbirleriyle ve server ile haberleşmesini sağlamak için

CAN (Contoller Area Network) protokolü kullanılmıştır. CAN, endüstriyel

uygulamalar için geliştirilmiş, seri haberleşme protokolüne sahip bir

endüstriyel ağdır. Donanım kısmı, CAN ağını kontrol etmek için kullanılan

PCICan-D kartı, deney modüllerine mesaj göndermek ve deney sonuçlarını

almak için T89C51CC01 entegresi ile gerçekleştirilen elektronik devre ve bu

elektronik devreye bağlanacak AC servo deney setinden oluşmaktadır.

Irmak (2007), “Uzaktan Eğitim Amaçlı İnternet Tabanlı Laboratuvar

Uygulaması” adlı doktora çalışmasında, genel olarak sunucu/istemci mimarisi

tabanlı bir uzaktan erişimli laboratuar tasarlamıştır. Bütün işlemler sunucu

tarafından yürütülmektedir. İstemci bilgisayar tarafında, internet erişimi ve

tarayıcı program dışında ilave yazılım veya donanım birimlerine ihtiyaç

duyulmamaktadır. Sisteme, internet üzerinden uzaktan erişimli olarak bağlanan

kullanıcılar, elektrik makinaları hakkındaki temel bilgileri etkileşimli konu

anlatım sayfalarından öğrenebilirler. Bununla birlikte, makinanın değişik

parametre değerleri altındaki dinamik tepkilerini, web tabanlı benzetim

modelleri üzerinden inceleyebilirler. Ayrıca, sunucu bilgisayar tarafındaki deney

setlerine internet üzerinden erişmek mümkündür. Bu sayede, web tabanlı ve

gerçek zamanlı deney yapılması sağlanmıştır. İnternet üzerinden gerçek

zamanlı deneyler yürütülürken, deney seti bir ağ kamerası yardımıyla istemci

tarafından görüntülenebilmektedir.

Taşdelen (2004), “Mühendislik Eğitimi İçin İnternete Dayalı, İnteraktif, Sanal

Mikrodenetleyici Laboratuar Tasarımı” adlı yüksek lisans tez çalışmasında,

internet üzerinden gerçek zamanlı bir 8051 tabanlı mikrodenetleyici

laboratuarı tasarlamış ve öğrencilerin istedikleri yerden, istedikleri zaman

internet üzerinden deney setlerine bağlanarak mikrodenetleyici dersi için

uygulama yapabilecekleri bir laboratuar ortamı hazırlamıştır. Bu laboratuar,

sanal bir laboratuar olmayıp internete dayalı gerçek bir laboratuardır. Deneyler

10

internet üzerinden gerçek elektronik devreler kullanılarak yapılmaktadır.

Gerçekleştirilen mikrodenetleyici laboratuarının yazılım kısmında sunucu ve

kullanıcı programlarını oluşturmak için Java ve C# programlama dilleri,

kullanıcı bilgilerini tutmak içinse SQL Server programı kullanılmıştır. Donanım

kısmında ise elektronik devrelerin birbirleriyle ve server ile haberleşmesini

sağlamak için CAN protokolü kullanılmıştır. Sistemde 3 adet deney modülü

mevcuttur.

Hoyer vd. (2004), yayınlamış olduğu makalesinde, uzaktan kontrol edilebilen

bir laboratuar için bir işbirliği ile oluşturulan sanal çevreyi ele almıştır.

Öğrenciler internet aracılığıyla laboratuara giriş yapabilir ve deneyleri ek bir

yazılıma gerek kalmadan, kendi standart web tarayıcıları ile kontrol edebilirler.

Bu laboratuar Java programlama dilinde uygulanmış bir sunucu/istemci mimari

yapısına sahiptir.

Doğan ve Onurhan (2003), hazırlamış oldukları bildirilerinde, mühendislik

eğitiminde gerekli olan laboratuar deneylerinin uzaktan eğitim ortamında nasıl

yapılabileceği araştırılmış, farklı üniversitelerdeki mevcut sistemler incelenmiş

ve Yakın Doğu Üniversitesi’nde bu konuda yapılmış olan bir çalışmadan

bahsedilmiştir. Bu çalışmada istemci – sunucu şeklinde hazırlanmış olan bir

lojik deney seti ele alınmıştır.

Hahn ve Spong (2000), hazırlamış olduğu bildirisinde, İllinois Üniversitesi’ndeki

internet tabanlı kontrol laboratuarının birleştirilmiş ağındaki gelişimin, nasıl

ilerlediğini anlatmıştır. Gerçek deneyler kullanılması, yapılan projenin önemli

özelliğidir. Deneylerin ilk kısmı bir DC (Direct Current) motor, terslenmiş bir

sarkaç, bir eylemsiz teker sarkacı ve iki bağlantılı doğrudan sürücülü robot kolu

içermektedir.

Alhalabi vd. (2000), hazırlamış olduğu bildirisinde, bilgisayar teknolojisinin

gelişimiyle mühendislik eğitiminde kullanılan simülasyon programlarının

gerçek laboratuarların yerini aldığına dikkat çekilmiş, alternatif olarak, internet

erişimiyle uzaktan giriş yapılabilecek gerçek laboratuar olanaklarından

11

bahsedilmiş, makine ve elektrik mühendisliği için hazırlanmış iki laboratuar

tasarımı anlatılmış ve gerçek fiziksel laboratuarların sağladığı gerçek fiziksel

elemanlardan gelen cevapları ve sonuçları simülasyonların sağlayamadığına

vurgu yapılmıştır.

Shen vd. (1999), yayınlamış olduğu makalesinde, otomatik internet ölçme

laboratuarı (AIM-Lab) olarak adlandırılan uzaktan eğitim için tasarlanmış

internet ve WWW (World Wide Web) ile yararlanılabilen bir interaktif çevrimiçi

laboratuarı anlatmıştır. Söz konusu laboratuar, laboratuar ekipmanının

uygulama derslerinde ve uzaktan eğitim çevresinde düzenli ve verimli bir

şekilde kullanılmasına izin vermektedir. Çalışmada örnek olarak, yarı iletken

malzeme karakteristiği, uzaktan yapılmış deney uygulaması olarak anlatılmıştır.

Öztürk (2009), yapmış olduğu yüksek lisans tezinin temel katkısını URB

(Universal Robot Bus) üst bağlantı kanalının evrensel seri veriyolu (USB)

kullanılarak tasarımı ve gerçekleştirimi olarak ifade etmiştir. Çalışmasında,

Linux tabanlı aygıt sürücü ve USB kütüphanesini kullanan bir istemci kontrol

yazılımı, uygulama-sürücü ve sürücü-bellenim arasında yer alan protokollere ait

detayları incelemiştir. USB üst bağlantısının başarımını gidiş-geliş gecikmesi,

band genişliği, ölçeklenebilirlik, dayanıklılık ve güvenilirlik gibi ölçütlere göre

belirlemeye çalışan deneylerin sonuçlarını açıklamıştır.

Kiremitçi (2007), “PIC18F4550 Mikrodenetleyicisi ile USB-PC Veri Aktarım

Arabirimi Gerçeklenmesi” adlı yüksek lisans tezinde, USB protokolünün

avantajlarından faydalanarak, PIC (Peripheral Interface Controller)

mikrodenetleyicilerin diğer mikrodenetleyicilere ve USB iletişimin paralel ve

seri iletişime olan üstünlüklerini bir araya getirmiştir. USB protokolünün

temelleri, kullanılan PIC18F4550 mikrodenetleyicisinin özellikleri ve

uygulamaları ayrıntılıolarak ele alınmıştır. Bu çalışmada, PIC18F4550, USB

destekli üretilmiş bir mikrodenetleyici olup alınan sinyallerin işlenerek USB

aracılığıyla bilgisayara gönderilmesi işlevini yerine getirmesi amacıyla

kullanılmıştır.

12

Buldu (2003), yapmış olduğu doktora çalışmasında, 16C765 PIC kullanarak bir

USB devresi tasarlamıştır. Bu tasarımda 8 biti bilgisayar arayüzü üzerinden,

diğer 8 biti de devre üzerinden kontrol edilen anahtarlar koyulmuştur. Bu

anahtarlar üzerinden, lojik kapı uygulamaları için uygun bir örnek eğitim

simülasyonu gerçekleştirilmiştir.

Sözü edilen araştırmalara göre, uzaktan eğitimin mesleki ve teknik eğitimde çok

önemli bir yerinin olduğu, uzaktan eğitim laboratuarlarında çok farklı

teknolojilerin kullanıldığı görülmektedir. Bu çalışmada da WTUE’ye katkı

verecek bir laboratuar tasarlanmıştır. Ancak kullanılan deney modüllerinin USB

haberleşme teknolojisinin avantajları sayesinde çoklanabilmesi ve tak&çalıştır

şekilde çalıştırılabilmesi gibi özellikleri, çalışmanın diğerlerinden pozitif olarak

ayrışmasını sağlamaktadır.

13

3. WEB TABANLI UZAKTAN EĞİTİM SİSTEMİ

WTUE uygulamaları, geleneksel sınıflarda çoğunlukla yetersiz olan etkileşime

katkı getiren uygulamalardır (Yeniad, 2006). Bu bölümde, uzaktan eğitim

terimine ait tanımlamalar, WTUE’nin yararları ve sınırlılıkları, uzaktan erişimli

laboratuarlar, gerçekleştirilen sistemin haberleşme altyapısını oluşturan USB

teknolojisi ile araştırma sonunda tasarlanarak gerçekleştirilen sistemin

donanım ve yazılım bileşenleri anlatılmıştır.

3.1. Uzaktan Eğitim 3.1.1. Uzaktan Eğitimin Tanımı ve Tarihçesi

Uzaktan Eğitim terimi, ilk olarak Wisconsin Üniversitesi’nin 1892 yılı

kataloğunda geçmiş; yine ilk kez aynı üniversitenin yöneticisi William Lighty

tarafından 1906 yılındaki bir yazıda kullanılmıştır (Verduin ve Clark, 1994).

Uzaktan eğitim, tümüyle özdeş anlam taşımayan değişik kavramlar

içermektedir. Mektupla eğitim, e-öğrenme, uzaktan öğrenme, mobil-öğrenme,

tele-öğrenme, esnek öğrenme, dış çalışma, bağımsız çalışma gibi kavramlar

uzaktan eğitim için kullanılmaktadır ve tümü öğrenci ve öğretmenin fiziksel

olarak ayrı yerlerde oldukları bir eğitim sürecini tanımlamak için kullanılır

(Kolat, 1993).

Uzaktan eğitim, öğretme ve öğrenme öğelerini bir araya getiren bir kavramdır.

Bu iki öğe arasındaki ilişki aşağıdaki gibi gösterilmiştir (Kaya, 2002).

Uzaktan Eğitim = Uzaktan Öğretim + Uzaktan Öğrenme

Başlangıçta yazışmalı olarak başlayan uzaktan eğitim uygulamalarında zamanla

radyo, televizyon, telefon ve bilgisayardan da yararlanılmıştır. Uzaktan eğitimde

sözü edilen araç ve sunu sistemlerinin yanı sıra, elektronik posta, video

konferans ve internet gibi çok ortamlı sunu sistemlerinden de ilerleyen

zamanlarda yararlanılmıştır. Bu araçlar ve sunu sistemleriyle, eğitimciler ile

14

öğrenciler arasında karşılıklı iletişim yazılı veya sözlü olarak sağlanmakta; hatta

video konferans sistemleriyle sesli ve görüntülü etkileşim ortamları kullanılarak

uzaktan eğitim gerçekleştirilmektedir. Böylece, hem araçlar hem de sunu

sistemleri, uzaktan eğitimde rol oynar duruma gelmektedir (Kaya, 1996).

Uzaktan eğitimde çok ortamlı araçların ve sunu sistemlerinin kullanılması,

uzaktan eğitim tanımının yapılmasını güçleştirmektedir. Bu bağlamda pek çok

tanım yapılmıştır. Söz konusu tanımların birkaçı aşağıdaki gibidir:

• Uzaktan Eğitim, öğretmen ve öğrencinin fiziksel olarak aynı kapalı alanda

bulunmasına gerek olmaksızın öğrenme-öğretme etkinliklerinin düzenlenip

yürütülmesidir (Gökdağ, 1986).

• Geleneksel eğitim uygulamalarının öğretim yaşı, zaman, yer, yöntem, amaç

ve benzeri sınırlılıklarına bağlı kalmaksızın; özel olarak hazırlanmış yazılı

gereçler ve kitle iletişim araçlarıyla öğretimin bir sistem bütünlüğü içerisinde

kullanılması ile yürütülen etkinliklerdir (Moore, 1990).

• Birçok öğretim işlevinin, eğitmen ile öğrencinin birbirinden uzakta

oldukları bir ortamda yapıldığı, resmi eğitim biçimidir (Verduin ve Clark, 1994).

• Uzaktan Eğitim, aynı zamanda, aynı mekanda, yüz yüze eğitim ortamı olan

klasik sınıfın yerini alacak bir eğitim yaklaşımıdır (Volery ve Lord, 2000).

• Uzaktan Eğitim, öğretmen ve öğrenciler arasındaki eğitimsel sürecin

desteklenmesi ve yapılandırılması amacıyla öğretmen ve öğrencilerin iki yönlü

iletişiminin teknoloji aracılığı ile uzaktan sağlandığı eğitimdir (Kaya, 2002).

Dünyadaki ilk uzaktan eğitim uygulamasının 1840 yılında, İngiltere’de, Isaac

Pitman tarafından başlatıldığı kabul edilmektedir. Bir stenograf olan Pitman,

İngiltere’deki Bath’da, mektupla steno öğretmeye başlamıştır. 1856 yılına

gelindiğinde, uzaktan eğitim alanında örgütlü girişimlerin başladığı

görülmektedir. Bu yılda Charles Toussaint ve Gustav Langenscheid Almanya’da

Berlin’de, günümüzde de Langenscheid adıyla öğretim malzemeleri yayınlayan

ve o yıllarda uzaktan eğitim uygulayan dil okulunu kurmuştur. Avustralya’da ilk

uzaktan eğitim, 1910 yılında yüksek öğretim basamağında başlatılmıştır.

Queensland Üniversitesi’nde başlatılan bu uygulamada, üniversitenin yüz yüze

eğitim gören öğrencilerine uygulanan standartlar, uzaktan eğitim öğrencileri

15

için de uygulanmıştır (Kaya, 2002). Çizelge 3.1’ de bazı ülkelerin ilk uzaktan

eğitim çalışmalarına değinilmiştir.

Çizelge 3.1. Dünyadaki bazı uzaktan eğitim uygulamalarının başlangıç tarihleri

ve ilk uygulamalar (Kaya, 2002)

Yıl Ülke Açıklama

1840 İngiltere Pittman, Mektupla steno eğitimi

1856 Almanya Langenscheid Dil Okulu

1874 Amerika Illinois Wesleyan Üniversitesi

1898 İsveç Hans Hermod Lisesi

1910 Avustralya Qucesland Üniversitesi

1922 Yeni Zelanda Mektupla öğretim okulu

1956 Türkiye Ankara Ünv. Banka ve Tic. Huk. Arş. Enst

1972 İspanya Ulusal Uzaktan Eğitim Üniversitesi

Türkiye’deki uzaktan eğitim uygulamasını, 1956 yılında Ankara Üniversitesi

Hukuk Fakültesi Banka ve Ticaret Hukuku Araştırma Enstitüsü başlatmıştır. Bu

uygulamada, bankalarda çalışanlar mektupla öğrenim görmüşlerdir. Milli Eğitim

Bakanlığı bünyesinde uzaktan eğitim uygulamaları ilk kez 07.11.1960 tarihinde

“Mektupla Öğretim” adı altında ve deneme öğretimi olarak başlamıştır. Bu

denemeden sonra 26.02.1966 tarihinde Mektupla Öğretim ve Teknik Yayınlar

Genel Müdürlüğü kurulmuştur (Kaya, 2002).

Teknolojideki gelişmeler, uzaktan eğitim süreçlerini de etkilemiştir.

Yalçınkaya’nın (2006), Taylor’dan (2005) aktardığına göre bu süreç beşe ayrılır:

Uzaktan eğitimin birinci kuşak olarak bilinen ilk dönemlerinde kullanılan tek

uzaktan eğitim yöntemi mektupla haberleşme yoluydu. Birinci kuşak mektupla

öğretim yöntemini kullanmaktaydı. Mektupla öğretim yöntemi öğrenciye

dilediği zaman ve dilediği yerde çalışma imkânı sağlıyordu, ancak bu yöntemde

hemen hemen etkileşim yoktu. 1990’lı yıllar ve sonrasında kitle iletişim

araçlarının yaygınlaşmasıyla mektupla öğretim yöntemi önemini yitirmiştir.

16

İkinci kuşak uzaktan öğretim modelinde ise öğrenciye basılı materyalin yanı sıra

çokluortam araçları ulaştırılmıştır. Ses ve görüntü kasetleri dışında bilgisayar

disketleri ile eğitim de bu kuşağa dâhil edilmektedir. İkinci kuşakta eğitim tek

taraflı olarak devam etmektedir.

Üçüncü kuşak uzaktan öğretim modelinde ise TV/Radyo yayınlarının yanı sıra,

video konferans gibi sistemler de kullanılmaktadır. Öğrenci zaman ve mekân

bağımsızlığına sahip değildir. Ancak iletişim etkileşimli olarak

gerçekleştirilebilmektedir.

Dördüncü kuşak uzaktan öğretim modeli esnek modeldir. Eğitim materyalleri

web tabanlıdır. Çoklu ortam destekli eğitim materyalleri kullanılabilmektedir.

Ayrıca e-posta, tartışma forumları ve elektronik belgeler ile eğitim

desteklenmektedir. Öğrenci zaman ve mekân bağımsızlığının yanı sıra

etkileşimli öğrenim gerçekleştirebilmektedir.

Beşinci kuşak model, ileri esnek öğrenme modeli olup; dördüncü kuşaktaki

esnek öğrenme modelinin daha gelişmiş modelleridir. Öğrenciye verilen

hizmetin etkileşimli (senkron) olmasıyla potansiyel olarak öğrenciye daha

bireysel pedagojik deneyim vermek, geleneksel uzaktan eğitime ve yüz yüze

(örgün) eğitime göre ekonomik açıdan daha düşük maliyetli eğitim

amaçlanmaktadır.

Beşinci kuşak modelin özelliği sadece daha ucuz olması değil, aynı zamanda

öğrencinin ödediği öğrenim harcının karşılığında pedagojik ve yönetimsel

destek hizmetini de almış olmasıdır.

3.1.2. Web Tabanlı Uzaktan Eğitimin Tanımı, Yararları ve Sınırlılıkları

WTUE, coğrafi ya da geçici olarak ayrılmış öğrencilere düşünce ve bilgi değişimi,

işbirlikli (kubaşık) çalışma, alternatif yolları keşfetme ve kendi öğrenme

biçimlerini geliştirme olanağı sağlamakta; coğrafi sınırları ortadan kaldırmakta

ve herhangi bir konuya çok kültürlü bir bakış açısı kazandırabilmektedir. Özel

17

ilgi alanları olan gruplar, bu sayede çok uzakta olsalar bile deneyimlerini

paylaşabilmektedir. Farklı yerlerde bulunan eğitmen ve öğrenciler arasında

gereksinim duyulan yazılı, sesli ve görüntülü iletişim internet yoluyla

sağlanabilmektedir. Bu yolla öğrenci, herhangi bir anda istediği bir derse

katılabilmekte ve bu durum zamanın daha etkin kullanılmasını sağlamaktadır

(Yeniad, 2006). Ayrıca, öğrencilerin ve eğitmenlerin sınıf ortamından bağımsız

olması, bina ve personele ihtiyaç duyulmamasına ve öğretim masraflarının da

azalmasına katkı sağlayacaktır.

WTUE, Yıldırım ve Özden’in (1998), Locatis ve arkadaşlarından (1989)

aktardığına göre “bilgiyi düzenlemek ve sunmak için kullanılan bilgisayar

teknolojilerine dayalı bir yaklaşım” olarak; Özdil ve Çelik (2000) ise, “uzaktan

eğitimde internet imkânlarının kullanılmasıyla verilen eğitim” şeklinde

tanımlanmaktadır.

21. yüzyılda bilgi toplumlarına doğru bir yönelimin olması, toplumların yapısını

değiştirmektedir. Bu etkenin yanı sıra, toplumların yeni eğitim

gereksinimlerinin karşılanmasının zorunluluğu, eğitimcileri, yeni olanaklarla

bireysel ve bağımsız öğrenme sağlayarak, kitle eğitimi gerçekleştirecek

uygulamalara yöneltmiştir. Bu çerçevede, eğitim anlayışındaki değişimler ve bu

uygulamanın sunduğu imkânlar göz önünde bulundurulduğunda, WTUE’de

karşılaşılan birçok problemin çözümünde yardımcı olacak gibi görünmektedir.

WTUE’nin, yetişkin eğitimi, çocuk eğitimi, ana-baba eğitimi, kurumlar için

hizmet içi eğitim gibi çok çeşitli ve farklı amaçlarla yapılabileceği göz önüne

alındığında çok geniş uygulama alanına sahip olduğu söylenebilir (Yeniad,

2006).

WTUE’de, öğrenme-öğretme sürecinde öğrenenlerin duyularına en yüksek

derecede hitap eden ve etkileşimi fazlasıyla artıran bir sistem kullanılmaktadır.

WTUE’nin yararları aşağıdaki gibi sıralanabilir (Stacey, 1998; Atıcı, 2000b;

Çabuk ve Erdoğan, 2001; Kerry, 2000; Varol, 2001; Kaya, 2002) :

• Eğitim sürecinde belirli bir dengenin sağlanarak fırsat eşitsizliğinin en

aza indirgenmesi,

18

• Sadece metin tipinde bir sunumdan öte, ses, renk, grafik, animasyon gibi

unsurlarla birlikte görsel ve işitsel duyulara hitap eden ve interaktifliği

sağlayan yapılar dâhil edilerek etkililiğin artırılması,

• Zaman ve mekândan bağımsız bir şekilde öğrenme imkânı tanımasıyla

sınırsız ve süresiz eğitimi ortaya çıkarması,

• İstenilen zamana ve hıza imkân tanıyarak, bireysel öğretimin

gerçekleştirilmesi,

• Eğitimin bir taraftan bireysel, diğer taraftan kitlesel olarak

gerçekleştirebilmesi,

• İçeriğin kolaylıkla güncellenebilmesi nedeniyle sürekli olarak güncel

bilginin sunulmasına fırsat vermesi,

• Bilgiye kaynağından ulaşma imkânı sunması,

• Eğitimin bilgi teknolojilerine dayalı olarak sürdürülmesini sağlaması,

• Öğrenci-eğitimci ve öğrenci-öğrenci arasında çok yönlü bir

haberleşmenin gerçekleşmesi için uygun ortamlar sunması,

• Geleneksel sınıf ortamında soru soramayan veya grup içinde katılım

yetisine sahip olamayan öğrencilerin sanal ortamda özgüven

kazanmasına imkân sağlaması,

• Ders sunumlarını ortamdan, öğrenciden, eğitmenden ve diğer çevre

koşullarından bağımsız kılarak öğretimsel tutarlılık göstermesi,

• Bireysel katılımı ve karşılıklı etkileşimi sağlayarak ilginin artmasını

sağlaması,

• Bireylerin kendi zamanlarını yönetmeleri için uygun ortamlar sunması,

• İletişim ve ulaştırma gibi alanlarda görülen altyapısal farkların yanında,

kültürel ve toplumsal seviye farklarının etkisini en aza indirgeyerek

eğitimi demokratikleştirmesi,

• Seyahat, barınma masraflarının ve kişilerin seyahat süresince oluşan

üretim kaybının ortadan kalkması ve buna bağlı olarak da birey

açısından öğrenim maliyetinin düşmesi,

• Sanal etkileşim ortamları ile mekân olarak ayrı yerlerde bulunan fakat

farklı özelliklere ve imkânlara sahip bireylerin grup çalışmasını

sağlayarak, grup üyelerinin değişik bakış açılarının paylaşımını

sağlaması,

19

• İnternet hizmetleri aracılığıyla grup tartışmasının etkili bir biçimde

gerçekleştirilmesine imkân tanıyarak, kaynakların sanal ortamda

paylaşımının sağlanmasıdır.

WTUE’nin olumsuz yönleri ise aşağıdaki gibidir (Büyükkaragöz ve Çivi, 1994;

Yılmazçoban ve Damkacı, 1999; Özdil ve Çelik, 2000; Kaya, 2002):

• Sürekli gerçekleşen teknolojik gelişmelerden dolayı teknik altyapının son

gelişmeler seviyesinde güncellenmesinin zor olması,

• Öğrencilerin WTUE ortamında başarılı olabilmeleri için bilgisayar ve

internet kullanımı yeterliliğinin (bilgisayar okur-yazarlık, e-okur-

yazarlık) gerekli olması,

• Beceri ve tutuma yönelik davranışların gerçekleşmesinde etkili

olamaması,

• Kendi kendine çalışma alışkanlığı olmayan ve bu yeteneğini

geliştirememiş öğrenciler için sınırlılık oluşturması,

• Uygulamaya dönük derslerden yeterince yararlanılamaması,

• Öğrencilerin sosyalleşmelerini sınırlandırması,

• Öğrencilerin (özellikle de küçük yaştaki öğrencilerin), canlı ile cansız

arasındaki farkı ayırt etmelerini zorlaştırabilmesi, duygusal alanda

körleşmelerine neden olabilmesi ve onları yalnızlığa itebilmesidir.

WTUE’nin etkinliğini belirleyen faktörlerden en önemlileri öğrencinin kişisel

özellikleri, sosyal çevresi ve öğretimsel tasarım olarak belirtilmektedir (Jung ve

Rha, 2000). İlk ikisi değiştirilemeyecek sabitler olarak kabul edildiğinden,

öğretimsel tasarıma odaklanılmıştır. Öğretimsel Tasarım kuramlarında,

öğrenmenin kalbi, anında dönüt içeren öğrenci öğretmen etkileşimidir.

Öğrenmenin en önemli bileşenlerinden olan anında dönüt, öğrenci-öğretmen

arasında yeteri kadar sağlandığında, öğrenci başarısı artmaktadır (Cavanaugh,

2002). Ayrıca öğretmen-öğrenci, öğrenci-içerik, öğrenci-öğrenci arasındaki

etkileşim uzaktan eğitimde çok önemlidir (Shortridge, 2001). Internet

teknolojileri bu etkileşimi sağlamak için önemli olanaklar sunmaktadır. Yüz

yüze eğitimin temelini oluşturan ve uzaktan eğitimin en önemli sorunlarından

20

olan dönüt ve etkileşim sağlandığında, WTUE’nin en az yüz yüze eğitim kadar

etkili olacağı iddia edilmektedir (Cavanaugh, 2001).

3.1.3. Uzaktan Erişimli Laboratuarlar

Uzaktan erişimli laboratuarlar, bir web arayüzü aracılığıyla uzaktan erişilen ve

kullanılan gerçek deney laboratuarlarıdır. Bu laboratuarlar öğrencilerin sınıf

ortamında bulunmalarını gerektirmeyen uzaktan eğitim dersleri için uygundur.

Öğrenciler bir bilgisayar ağıyla gerçek deneylere bağlanabilir ve aygıtı kontrol

edebilirler. Bir kamera aracılığıyla da deney ortamında gerçekleşen olaylar

gerçek zamanlı olarak izlenebilir (Chen, 1999). Şekil 3.1’ de genel olarak bir

uzaktan erişimli laboratuar yapısı görülmektedir.

Şekil 3.1. Bir uzak laboratuarın genel bileşenleri

Uzak laboratuarlarda Şekil 3.1’de gösterildiği gibi, internet aracılığıyla sunucuya

bağlanan istemciler (kullanıcılar) vardır. Sunucuya bağlanan istemciler, sisteme

bağlı deney modüllerine erişerek, uygulamayı gerçekleştirir ve görüntülerler.

Bilişim teknolojilerinin eğitim alanında kullanımının bütününe “elektronik

öğrenme” kısaca e-öğrenme adı da verilir. Genel olarak uzaktan eğitim çatısı

altında yer alan ve birçok eğitim teknolojisi ya da ortamından yararlanılan e-

öğrenme uygulamaları, hızla yaygınlaşmaya başlamıştır (Delikanlı, 2009).

Teknik dersler içermesi ve laboratuar uygulamaları gerektirmesi nedeniyle

mühendislik dallarının, mesleki ve teknik eğitim kapsamında, uzaktan eğitimde

istemciler

İNTERNET sunucu

kamera

deney modülü

21

ayrı bir yeri ve önemi vardır. Burada, uzaktan eğitim laboratuarı öne

çıkmaktadır. Uzaktan eğitim laboratuarları;

Laboratuar yapı ve işleyişinin bilgisayar benzetimi ile gerçekleştirildiği

sanal laboratuarlar,

Laboratuar donanımına uzaktan erişilen laboratuarlar,

olmak üzere iki sınıfa ayrılmaktadır.

Sanal laboratuarlar, laboratuarların yapı ve isleyişinin uygun programlar

yoluyla, bilgisayar ortamında yapay olarak oluşturulmasına dayanan benzetim

uygulamalarıdır. Uzaktan erişimli laboratuarlarda ise kullanıcılar/öğrenciler,

gerçek uygulamalarla uzaktan etkileşim halindedirler ve kontrol edilen sisteme

erişebilmektedirler. Kullanıcılar uygulamayı çalıştırabilmekte, parametreleri

değiştirebilmekte, sonuçları görebilmekte ve verileri bir web arayüzü aracılığı

ile kendi tarafına aktarabilmektedir. Uzaktan erişimli laboratuarlar, internet

aracılığı ile uzak noktalardaki kullanıcıların kontrol laboratuarı uygulamalarını

gerçekleştirmelerini mümkün kılmayı amaçlamaktadır (Delikanlı, 2009).

3.2. USB Teknolojisi

Universal Serial Bus, çoklanabilirlik ve tak&çalıştır gibi çok önemli

avantajlarıyla, bilgisayarlar ve çevre birimleri arasında veri aktarımı ve kaynak

paylaşımını gerçekleştiren, oldukça yaygın bir kullanım alanı olan seri

haberleşme teknolojisidir. Türkçe ifadesiyle ‘evrensel seri yol’ arabirimi yazıcı,

fare, klavye, modem, scanner, joystick, dijital kamera gibi çok sayıda çevrebirim

aygıtı için ortak bir arabirim sunmakta, diğer arabirimlerin neden olduğu kablo

karışıklıklarının da önüne geçmektedir. USB haberleşme teknolojisi, işi

evrenselleştirmek ve geleneksel seri ve paralel portların yerini almak için

geliştirilmiştir.

USB’nin kullanım alanlarının başında ölçme ve kontrol gelmektedir. USB,

kullanıcıya ve tasarımcıya sağladığı avantajları ile günümüz teknolojisinin

vazgeçilmez veri yolu standartlarından biri olmuştur (Kiremitci, 2007). Kasım

1994’de 0.7 sürümü ile başlayan süreç, Kasım 2008’de 3.0 sürümü ile devam

22

etmiştir. USB’nin 1.0 versiyonundan sonra zaman içindeki gelişim süreci Çizelge

3.2’de özet olarak gösterilmiştir.

Çizelge 3.2. USB gelişim süreci

Sürüm Tarih Data Rate Data Transfer

1.0 Ocak 1996 Low Speed 1.5 Mbps ~ 183 KB/s

1.1 Eylül 1998 Full Speed 12 Mbps ~ 1.43 MB/s

2.0 Nisan 2000 High Speed 480 Mbps ~ 57 MB/s

3.0 Kasım 2008 Super Speed 4.8 Gbps ~ 572 MB/s

3.2.1. USB İletişim Sistemi ve Katmanları

USB protokolü, USB’ye bağlı fiziksel aygıtlar ve bir host üzerinden, çalışan

uygulamalar arasında veri akışını destekler (Friesen, 2006). Bu akış, Şekil 3.2’

de gösterilen Bus (Yol), Aygıt ve Fonksiyon olarak adlandırılan üç katmanlı bir

model üzerinden olur.

Şekil 3.2. USB veri akış modelinin katmanlar üzerinde gösterilişi (Friesen, 2006)

Sanal Veri Akışı

Fiziksel Veri Akışı

Uç Noktalar

Uygulama

Yazılımı

Fonksiyon

(Arayüzler)

Mantıksal

Aygıt

Sistem

Yazılımı

Host

Denetleyici

Bus

Arayüzü

Veri Hattı

Kontrol Hattı(Pipe)

Kablolar ve Hublar

Host Bilgisayar Fiziksel Aygıt

Fonksiyon

Katmanı

Aygıt

Katmanı

Bus(Yol)

Katmanı

23

Modelde host bilgisayarda, her katmanın görevini yerine getirmek üzere host

denetleyici, sistem ve uygulama yazılımı; fiziksel aygıt tarafında ise bus arayüzü,

mantıksal aygıt ve fonksiyon (arayüzler) bölümleri bulunur ve karşılıklı sanal

veri akışını sağlarlar. Şekil 3.2’ ye göre Bus(Yol) Katmanı, fiziksel aygıt ile host

denetleyici arasındaki veri transferlerini gerçekleştirir. Bu katman hub’lardan

ve kablolardan oluşur. Veri, fiziksel olarak modelin üzerinde aşağı ve yukarı

yönlü akar. Sanal olarak ise yatay bir veri akışı söz konusudur. ‘Pipe’, host ile

aygıt arasındaki mantıksal ilişkiyi temsil eder. Aygıt katmanı, fiziksel katmanın

mantıksal görünümüdür ve bu katmanın kontrollerini elinde bulundurur. Giriş

ve çıkış konfigürasyonunu sağlamak için ‘Kontrol Hattı’ adı verilen özel bir pipe

mesajını kullanır. Fonksiyon katmanı ise, fiziksel katmanın fonksiyonel

görüntüsünü taşır. Bu katman, transfer için ‘veri hattı’nı kullanır (Friesen,

2006).

3.2.2. USB Protokolü ve İletişim Modeli

USB, host ile aygıtların birbirleri arasında haberleşebilmeleri için bir protokol

sağlar. Host, belirli bir zamanda sadece bir USB aygıtı ile haberleşebilir, yani

aynı anda birden çok aygıtla haberleşme durumu söz konusu değildir. USB

aygıtların hostla olan haberleşmeleri, host üzerindeki yazılım hafıza tamponları

ile aygıtların son uçları arasına kurulan iletim hatlarıyla birebir gerçekleştirilir.

USB yolundaki veri akışı yarı çift-yönlüdür (half duplex), yani belirli bir zaman

zarfında veri sadece bir yönde taşınabilir (Tan, 1997).

USB aygıtlar, sistem kaynaklarını doğrudan tüketmezler. Bir USB sistem

tarafından ihtiyaç duyulan sistem kaynağı, USB sistem yazılımı tarafından

kullanılan hafıza alanlarıdır. Buna göre; USB istemci(client), USB sistem

yazılımını çağırıp transfer isteğinde bulunduğu zaman transferi başlatır. USB

istemci sürücüleri (client drivers), USB aygıta veya aygıttan, transferi yaparken

veri depolamak için tampon bir bellek sağlar. Her transfer, USB sistem

yazılımının aygıt konfigürasyonu sırasında kurduğu bir iletişim kanalı (pipe)

aracılığıyla gerçekleşir. USB sistem yazılımı istemciden gelen transfer isteğini,

aygıtın band genişliği gereksinimine uygun olarak farklı işlemlere ayırır.

24

İstekler, USB HCD (Host Controller Driver-Host Denetleyci Sürücüsü)’ye

geçirilir. Şekil 3.3 USB sistemler tarafından kullanılan sistem kaynaklarını ve

temel iletişim akışını göstermektedir.

Şekil 3.3. İletişim modeli (Anderson, 2001)

Host denetleyici, HCD tarafından oluşturulmuş transfer tanımlayıcısının

içeriğine göre işlemi yerine getirir. Transfer tanımlayıcısı içerisindeki anahtar

bilgi şunları içerir:

Hedef USB aygıtının adresi

Hedef aygıtın hızı

Gerçekleştirilecek transfer tipi

Veri paketinin boyutu

İstemcinin tampon bellek bölgesi

HUB

Aygıt

Aygıt

Aygıt

USB Host

Denetleyici

USB İstemci

USB İstemci

USB İstemci

USB Sürücü

xHCI Sürücü

Veri Transferleri

Host Denetleyici Kayıtçıları

Hafıza Adres Alanı

I/O Adres Alanı

25

Host denetleyici, işlemcinin I/O (Input/Output) veya hafıza adres alanında

konumlanan kayıtçılara sahiptir. Bu kayıtçılar, host denetleyicisinin işleyişini

kontrol eder ve istenen işlemi garanti etmek için HCD tarafından gerekli

değerlerle yüklenmelidir. Örneğin, bir kayıtçı, transfer tanımlayıcılarının

bulunduğu hafıza alanını gösteren adres işaretçisiyle yüklenir. Host denetleyici,

HCD tarafından üretilen transfer tanımlayıcılarını çeker. Her tanımlayıcı, bir

istemcinin transfer talebine cevap vermek için, yapılması gereken işlemi

tanımlar. Denetleyici, her transfer tanımlayıcı tarafından belirtilen USB işlemini

üretir. Transfer tamamlandığı zaman, USB sistem yazılımı durumu istemci

sürücüsüne bildirir (Anderson, 2001).

3.2.3. USB Transfer Tipleri ve Paketleme

Axelson (2005)’a göre, USB aygıt, host üzerindeki hafıza tamponu ile aygıt

üzerindeki son uç arasındaki pipe üzerinden host ile haberleşir. USB

spesifikasyonu, eşzamanlı, yığın, kesme ve kontrol olmak üzere dört veri

transfer tipini desteklemektedir. Belirli bir son uç için veri transfer tipi seçimi

aygıtın ve yazılımın gereksinimlerine göre seçilmektedir. Bu seçim son uç

tanımlayıcıda gerçekleştirilir.

Her USB fonksiyonu, kendi fonksiyonunu gerçekleştirirken istemci sürücüsü

tarafından kullanılan kayıtçılar veya uç noktalarla tasarlanır. Her uç nokta, özel

transfer karakteristiğine sahiptir. Örneğin, bilgiyi bir hoparlöre transfer

ederken, sesin bozulmasını engellemek için veri transferinin sabit bir oranda

devam etmesi gerekir. Diğer uç noktalar farklı karakterisitiklere sahip olabilir,

bu da farklı transfer tiplerini gerektirir (Anderson, 2001). USB tarafından

desteklenen transfer tipleri şöyledir:

Isochronous (Eş Zamanlı) transfer: Büyük miktarlardaki verinin (1023

bayt’a kadar), bilgisayar ile çevrebirim arasında periyodik ve sürekli bir

şekilde iletilmesini sağlayan transfer tipidir. Zaman açısından kritik olan

ama hataya karşı hassas olmayan akan veri (streaming data) iletiminde

kullanılır. Örneğin USB kamera ya da ses kartları gibi. Sabit bir bant

26

genişliği sağlanarak küçük hatalara izin verilirken veri akışının

kesilmemesi sağlanır (Axelson, 2005).

Bulk (Yığın) tipi transfer: Yığın tipi transfer ise büyük miktarlardaki

verinin aktarımı için kullanılan bir veri transfer tipidir. Taşınacak verinin

alıcı kısmında doğru bir biçimde alınması garanti edilirken, verinin iletim

zamanı konusunda garanti verilemez. Tipik olarak, yazıcı ve tarayıcı

haberleşmesinde yığın tipi iletişim kullanılır (Axelson, 2005).

İnterrupt (Kesme) tipi transfer: Ani reaksiyon gerektiren fare ya da

klavye ile iletişimde kullanılır. Diğer veri transferlerine göre daha düşük

miktarlardaki verinin, zaman ve verinin doğruluğu garanti altına alınarak

iletilmesi için kullanılır. Örneğin, bilgisayara bağlı bir fare ile yapılan veri

iletişiminde kullanılabilir. Kesme borusu da eşzamanlı boru gibi tek

yönlü ve periyodik bir borudur (Axelson, 2005).

Control (Kontrol) tipi transfer: PC ile USB arasında kurulum, ilk

değerlerin atanması ve konfigürasyon bilgilerinin taşınmasında

kullanılır. Bu bilgiler önemli olduğundan kontrol kodları eklenir. Kontrol

hattı çift-yönlü bir hat olup, her iki yönde veri akışını desteklemektedir.

Kontrol son uçları için maksimum veri paketi boyutu, düşük hızlı aygıtlar

için 8 bayt, tam hızlı aygıtlar için 16, 32 veya 64 bayt ve yüksek hızlı

aygıtlar için ise sadece 64 bayttır (Axelson, 2005).

İstemci sürücüleri uç noktanın yapısıyla ilişkili olarak transferin tipini

anlayabilir. Bu bilgi aygıttan, tanımlayıcılar okunarak elde edilir. Bir istemci

sürücüsü, transfer işlemi için istekte bulunduğu zaman, transferi başlatmak için

USB sürücüsünü çağırır. İstenen transfer IRP(I/O Request Pack) yani ‘Giriş Çıkış

İstek Paketi’ olarak adlandırılır (Anderson, 2001)

Bazı transferler çok büyük bir veri bloğundan oluşur. USB iletişimi, çerçeve

(frame) adı verilen düzenli veri transferine dayanır. Gerçekleştirilen transferler

bir dizi paketten oluşan bir veya daha fazla işlemden oluşur. İşlemlerse, USB

kablo aracılığıyla gönderilen bir ya da birden fazla paketten oluşmaktadır

(Anderson,2001). Bir transferin gerçekleşmesi esnasında, istemciden gelen

27

isteklerin işlemlere dönüştürülmesi, bu işlemlerin çerçevelere ayrılması ve

çerçevelerdeki yapı katmansal olarak Şekil 3.4’te gösterilmektedir

Şekil 3.4 USB transferi anında katmanlar arasındaki ilişki (Anderson, 2001)

Transferler genel olarak Şekil 3.5’te gösterildiği gibi üç paketten oluşur:

Şekil 3.5 USB işlemlerde paketler (Anderson, 2001)

İşaret paketi: Her işlem, hedef aygıt, uçnokta numarası ve veri

transferinin yönü bilgilerini taşıyan token packet ile başlar. SOF (Start Of

Frame) işareti, o anki frame numarasını içerir.

Bir İşlem

İşaret Paketi Veri Paketi Anlaşma Paketi

28

Veri paketi: Veri, transferle ilgili yükü taşıyan bir veri paketinden oluşur.

Anlaşma paketi: Tüm USB transferleri, veri aktarımını garanti ederek

gerçekleştirilir ve başarılı veri transferini doğrulamak için handshake

paketi içerir. Herhangi bir hata meydana gelirse, handshake paket

döndürülmez.

Şekil 3.6, bir USB paketinin basit bir biçimini göstermektedir. Veriyi

bekletmeden işleme koymak için ilk iş senkronizasyon safhasıdır. Paketin tipi,

PID (packet Identifier) olarak bilinen örnek bir bit ile tanımlanır. PID bilgisinden

sonra adres veya veri gibi özel paket içeriği vardır. Son olarak, her paket, özel

paket içeriğinin hatasız aktarıldığını doğrulamak için kullanılan CRC (Cyclic

Redundancy Checking) bitleriyle son bulur ve paketin sonuna EOP (End Of

Packet) eklenir (Anderson, 2001).

Şekil 3.6 Paket biçimi (Anderson, 2001)

Senkronizasyon (SYNC) bölümü 8 bitten oluşur ve gönderilen bir paket olduğu

konusunda bu paketin başına eklenerek uyarıda bulunur. Paket tanımlayıcılar

transferin amacını ve böylece biçimi ve içeriği ortaya koyarlar. Paketin biçimi ve

uzunluğu türüne bağlıdır. Token paketler 4 bit uzunluğundadır ve işlemin

durumuna ait bilgiyi içerir. PID alanı 4 bitlik tanımlayıcı ve ardından bu bitlerin

tekrarlanmasıyla ile elde edilen kontrol alanından oluşmaktadır. Her paket

gerçekleştireceği iş ile ilgili bilgiyi taşır. Bu bilgi, USB aygıt adresi, bir frame

numarası veya transfer edilecek veri olabilir. Bilgi, işlemin başarısı için kritik

bir önem taşır ve paketin sonunda CRC bitleriyle doğrulanır. USB transferlerde,

ya 5 ya da 16 bitlik CRC kullanılır. Veri paketleri 16 bitlik CRC kullanırken, diğer

tüm paketler 5 bitlik CRC’ yi kullanır. Paket tanımlayıcıların kendine ait kontrol

Senkronizsyon Alanı

Paket Tanımlayıcı

CRC Özel Paket İçeriği

EOP

Paket

29

bitleri olduğundan, CRC yalnızca özel paket içeriği için üretilir ve kontrol edilir.

Her paketin sonu EOP bitleriyle işaretlenir.

‘İşaret Paketleri (Token)’, USB üzerinden yayınlanacak olan işlemin tipini

tanımlar. Bütün işlemler bir işaret paketiyle ile başlar. USB spesifikasyonunda,

işaret paketlerine ait dört tür tanımlıdır:

SOF:Bir sonraki çerçeveyi işaret eder.

IN: Hedef USB aygıttan, transfer edilecek USB işlemini belirtir.

OUT: Sistemden, hedef aygıta transfer edilecek USB işlemini belirtir.

SETUP: Kontrol transferinin başlangıcını gösterir. Kontrol

transferinin ilk safhası olup, sistemden hedef aygıta istek göndermek

için kullanılır.

SOF, hedef aygıtların bir frame’in başlangıcını tanıyabilmelerine olanak sağlar.

Örneğin, eşzamanlı (isochronous) uygulamalar, 1ms’lik özel bir frame’in

başlangıcında, transferi harekete geçirmek ve senkronize etmek için SOF

kullanır. SOF paketi, içerisinde 11 bitlik frame numarası barındırır. Frame

numarası, alıcı tarafından 5 bitlik CRC ile doğrulanır. SOF paket, yalnızca token

paketlerden oluşan işlemleri tanımlar. Veri ve anlaşma paketleri SOF ile ilgili

değildir. Ayrıca, USB hedefler, kontrolleri yerine getirmeli ve uygun işlemi

gerçekleştirmelidir:

PID kontrol hatası — paketi gözardı et

Frame CRC hatası — frame numarasını gözardı et

Yazılım, aygıttan bir bilgiyi okumak istediği zaman, ‘IN Token’ kullanır. ‘In’

paket, hedef aygıta, sistem tarafından veri için istek oluşturulduğunu haber

verir. Sistem yazılımı, hedef aygıta veri transfer edilirken bir ‘OUT’ işlemi oluşur.

‘IN’ işlemlerinde olduğu gibi, ‘OUT’ işlemleri de tüm transfer türleri için

kullanılabilir. Kurulum paketleri (SETUP), yalnızca kontrol transferlerinin

kurulum safhasında kullanılır. Kurulum işlemi, bir ‘OUT’ işleminin formatına

benzerdir. Kurulum paketleri, hedef aygıt tarafından gerçekleştirilecek isteği

transfer eder. Çok çeşitli istekler, USB aygıtlar ve hublar tarafından desteklenir.

İsteğe bağlı olarak, kurulum işleminden sonra, bir veya daha fazla ‘IN’ ya da

‘OUT’ işlemi gelebilir (Anderson, 2001).

30

Veri paketleri, işlemle ilgili veri yükünü taşır. Veri paketinin transfer yönü,

işlemin tipiyle belirtilir ve transfer Çizelge 3.3’te gösterildiği gibi, hem aygıta

doğru hem de aygıttan gerçekleştirilebilir.

Çizelge 3.3 Veri paketinin yönleri (Anderson, 2001)

İşlem Türü Veri Paketinin Yönü

IN işlemi Aygıttan host’a

OUT işlemi Host’tan aygıta

SETUP işlemi Host’tan aygıta

Data0 ve Data1 adındaki iki farklı veri paketi, alıcı ve gönderici arasındaki uzun

transferlerin senkronizasyonunu desteklemek için tanımlanır. Örneğin, host’tan

yazıcıya uzun bir transfer verisi gönderilirse, genellikle çok sayıda frame

kullanılarak, transfer, küçük bloklar halinde gerçekleştirilir. Böylelikle, uzun bir

transfer esnasında oluşacak veri işlemi kaçırılmamış olur.

USB aygıtlar, anlaşma paketlerini, verilen işlemin tamamlandığını raporlamak

için kullanır. Transfer verisinin alıcısı, göndericiye anlaşma paketini

göndermekten sorumludur. Anlaşma paketlerinden üç farlı sonuç ortaya

çıkabilir:

Acknowledge packet (ACK) — Veri paketinin hatasız alındığı bilgisidir.

No Acknowledge packet (NAK) — Aygıtın geçici olarak veri gönderip

alamadığını raporlar. Ayrıca kesinti işlemleri esnasında, host’a

gönderilecek veri olmadığı bilgisini iletir.

Stall packet (STALL) — Aygıt tarafından transferin tamamlanamadığına

dair kullanılan bilgidir ve işlemin devamı için host tarafından yazılım

müdahalesi gereklidir.

Her USB aygıt, çerçeveler esnasında USB band genişliğinin bir bölümünün tahsis

edilmesine ihtiyaç duyar. Band genişliği tahsisatı, diğer aygıtlar tarafından

kullanılmayan erişilebilir USB band genişliğine ve aygıt tanımlayıcılar

tarafından belirtilen işe bağlıdır. Herhangi bir USB aygıt bağlandığı veya

konfigüre edildiği zaman, sistem yazılımı, aygıtın tanımlayıcılarını, ihtiyaç

31

duyulan band genişliği miktarını belirlemek amacıyla çözümler. Yazılım, kalan

band genişliği miktarını ve bunun aygıtın gereksinimlerini ne ölçüde

karşılayabileceğini kontrol eder. Eğer yeterli band genişliği yoksa, band

genişliğinin önceden bağlanan aygıtlar için tahsis edilmesi dolayısıyla aygıt

konfigüre edilemeyecek ve kullanıcı bu durum hakkında bilgilendirilecektir

(Anderson, 2001).

3.2.4. USB Hublar

Bir USB hub, birden çok USB aygıtının tek bir USB kapısı üzüerinden

bağlanmasına izin veren araçtır. Şekil 3.7’de USB hub şeması görülmektedir.

Şekil 3.7. USB hub şeması (Anderson, 2001)

Hub’lar iki önemli fonksiyon içerir:

Hub denetleyici (controller)

Tekrarlayıcı (repeater)

Hub denetleyici, USB arayüzü ve seri arayüz motoru (SIE) içerir. Ayrıca

yazılımın aygıtı tanımak için okuduğu tanımlayıcıları da kapsar. Hub

denetleyicisi, hub ve porta ait durum bilgisini de toplar. Denetleyici aynı

zamanda host yazılımından besleme ve port aktivasyonu gibi hub

USB Host Denetleyici

Kök Hub

Hub Hub

Aygıt Aygıt Aygıt Aygıt

32

operasyonlarını kontrol etmek için komutlar alır (Anderson, 2001). Şekil 3.8

birincil hub fonksiyonlarını göstermektedir.

Şekil 3.8. Birincil hub fonksiyonları (Anderson, 2001)

Hub’a gelen bus trafiği Şekil 3.8’de görüldüğü gibi aşağı ya da yukarı yönlü

olarak ilerletilmelidir. Hub’lar ayrıca, USB aygıtlarının bağlanma veya

çıkarılmalarında pivot rol oynar. Hub’lar, bağlanan ya da çıkarılan aygıtları

tanımalı ve bunu host yazılımına raporlamalıdır. Bir bus powered hub (yoldan

güç beslemeli göbek) host bilgisayarın USB arayüzünden gücünü alan bir

göbektir. Bu nedenle ayrıca bir güç bağlantısına ihtiyacı yoktur. Yine de birçok

araç bu uygulamanın sağlayabileceğinden daha fazla güce ihtiyaç duyar ve bu

çeşit göbek ile çalışmaz. Tam tersine self powered hub (kendinden güç

beslemeli göbek) gücünü harici bir güç desteğinden alan bir göbektir ve bu

sayede tüm kapıları tam güç verebilir. Göbeklerin pek çoğu gerek yoldan güç

beslemeli gerekse kendinden güç beslemeli olarak çalışabilirler (Anderson,

2001).

USB port sayısının yeterli olmadığı yerlerde USB hublar kullanılarak USB giriş

sayısı arttırılabilir. USB standardı, 127 aygıta kadar bağlantıyı desteklemektedir.

Host Tarafı(Yukarı)

Veriyolu Gücü

Aygıt Tarafı(Aşağı)

Veriyolu Gücü

Aygıt Tarafı(Aşağı)

Portları

Host Tarafı(Yukarı)

Hub Portu

33

3.3. Geliştirilen Sistemin Mimari Yapısı

Araştırma sonunda tasarlanarak gerçekleştirilen sistemin mimarisi, Şekil 3.9’

daki katmansal yapıdan meydana gelmektedir.

Şekil 3.9. Sistemin katmansal görüntüsü

Katmansal yapıda görüldüğü gibi, son kullanıcı (istemci), güncel Adobe flash

player versiyonunun yüklü olduğu bir web tarayıcısı ve internet bağlantısı ile

uzaktan erişimli laboratuvara bağlanabilir.

İstemci sisteme erişim için hazırlanmış web arayüzleri aracılığıyla sunucuya

bağlanır. Sunucu tarafındaki web arayüzü yazılım kısmı, Flex ile yazılmıştır. Bu

arayüzlerin modül görüntüleme bölümleri ise, FMS ve Adobe Flash Media

istemci

İNTERNET

veritabanı

34

Encoder yazılımlarının işbirliği içinde çalışmasına ihtiyaç duyar. Kamera

görüntüsünü kaynak olarak alan Media Encoder yazılımı, bu kaynağı Media

Server’a gönderir. Media Server yazılımı da, video kaynağını web arayüzündeki

video oynatıcıya sunar.

Uzaktan erişimli laboratuara bağlanan kullanıcılara ait bilgi ve kayıtlar ise

veritabanında tutulur. Kayıt bilgileri, web arayüzleri aracılığıyla Apache

sunucusu üzerinde çalışan PHP ile veritabanına aktarılır.

Sunucu tarafında, sürekli olarak aktif olması gereken bir diğer birim de, Phidget

Web Servisi’ dir. Bu servis, sisteme bağlı ya da bağlanacak olan aygıtların

durumlarını olay tabanlı olarak denetler. Herhangi bir olay oluştuğunda, bu

durum flex ile yazılan fonksiyonlar yardımıyla kontrol edilir.

3.4. Sistemin Donanım ve Yazılım Bileşenleri

Bu bölümde, gerçekleştirilen WTUE sisteminde kullanılan donanım ve yazılım

araç ve bileşenleri hakkında genel bilgi verilmiştir. Öncelikle, kullanılan deney

modülleri tanıtılmış ve görüntüleme sistemi hakkında bilgi verilmiştir. Daha

sonra, web arayüzlerinin oluşturulmasında ve veri tabanı işlemlerinin

yapılmasında kullanılan Adobe Flash Builder, FMS, Adobe Flash Media Encoder

yazılımları hakkında genel bilgiler sunulmuş ve php-mysql işbirliğinden

bahsedilmiştir.

3.4.1. Donanım Bileşenleri 3.4.1.1. Phidget 1019 Deney Modülü Çoklayıcı

Çalışmada deney modülü çoklayıcı olarak kullanılan Phidget 1019 arayüz kartı,

üzerindeki 8 analog giriş, 8 dijital giriş ve 8 dijital çıkışı sayesinde değişik

aygıtların kontrolünü sağlar. Şekil 3.10’da görüldüğü gibi üzerindeki tümleşik 6

full-speed (12Mbit/s) USB portu, bu modüle diğer phidget ürünlerinin ya da

farklı USB aygıtlarının bağlanmasına imkân tanır. Kartın programlanması için

kullanılabilecek işletim sistemleri, Windows, Windows CE, Linux, and Mac OS X

35

iken, programlamak için VB6, VB.NET, C#.NET, C++, Flash 9, Flex, Java,

LabVIEW, Python, Max/MSP, and Cocoa dilleri kullanılabilir. Phidget 1019’un

bağlantısı, kontrol edecek bilgisayarın direkt olarak USB portu aracılığıyla

gerçekleştirilir.

Şekil 3.10. Phidget 1019 deney modülü çoklayıcı

Phidget 1019 ile uygulama gerçekleştirme ve test işlemleri için modül haricinde;

bir USB kablosu, güç kaynağı, dijital girişlerin testi için bir parça kablo, dijital

çıkışların testi için bir led diyot, analog girişlerin testi için bir analog sensör,

USB portun testi için başka bir Phidget ve ekstra bir USB kablosuna ihtiyaç

vardır. Phidget 1019 arayüz kartıyla diğer aygıtları bir araya getirmek için Şekil

3.11’ deki gibi bağlantılar yapılır.

Şekil 3.11. Aygıtları bir araya getirme ve kablo bağlantıları (Phidgets, 2012)

1) Phidget sensör kablosu kullanılarak, 3 nolu analog giriş portuna analog

sensör bağlanır.

1018 Deney Modülü Bağlantı Portları

Dijital Girişler

Dijital Çıkışlar

Analog Girişler

Güç Bağlantısı

36

2) USB kablosu kullanılarak, arayüz kartı bilgisayara bağlanır.

3) Kablonun bir ucunu sıfırıncı dijital port girişine, diğer ucu da şaseye

bağlanır.

4) Led diyotun uzun bacağı, dijital port çıkışlarından yedincisine, kısa olansa

şaseye takılır.

5) Arayüz kartının güç kaynağı bağlantısı gerçekleştirilir.

6) USB kablo aracılığıyla diğer phidget da bağlanır.

Analog girişler, sıcaklık, nem, pozisyon, basınç vb. gibi sürekli değişen

niceliklerin ölçülmesinde kullanılır. Phidget ailesi çok geniş bir sensör

kullanımına imkân tanır. Phidget ailesi içinde ulaşılabilecek sensör listesinin bir

bölümü Çizelge 3.4’te gösterilmiştir

Çizelge 3.4. Phidget sensör ailesi

Distance Sensor IR Refective Sensor Vibration Sensor Light Sensor

Force Sensor Humidity Sensor Temp. Sensor Magnetic Sensor

Rotation Sensor Voltage Divider Touch Sensor Motion Sensor

Slide Sensor Pressure Sensor Voltage Sensor Current Sensor

Dijital girişler, buton, switch, röle veya mantık seviyeleri kontrolü için

kullanılabilir. Dijital çıkışlar ise, led sürme, röle kontrolü, transistör kontrolü

kısaca CMOS sinyali kabul edecek herhangi bir şey için kullanılabilir. Dijital

çıkışlardan kontrol edilecek aygıtlar için +5V sağlanır.

Arayüz kartının ve bağlı aygıtların Windows işletimi sisteminde test işlemini

gerçekleştirmek için güncel kütüphanelerin kurulu olması gerekir. Eğer yüklü

değilse, phidgets.com/ drivers.php adresinden temin edilmelidir. Bu işlemden

sonra, görev çubuğunun sağ alt köşesinde phidget control panele ait ikon

görünecektir. Görev çubuğundaki simgeye çift tıklayınca kontrol paneli gelir. Bu

panel, yeni phidget ürününün doğru çalışıp çalışmadığını kontrol etmek için

kullanılır. Ayrıca, bağlanan modüle ait aygıt ismi, seri numarası ve versiyon gibi

özellikler de bu panelden izlenebilir. Sisteme bağlı örnek Phidget aygıtları için

37

kontrol paneli görüntüsü Şekil 3.12’de görülmektedir.

Şekil 3.12. Phidget arayüz kartı kontrol paneli

Kontrol panelinde herhangi bir hatayla karşılaşmamak için 1019 arayüz

kartının ve diğer phidget ürünlerinin doğru takılması gerekir. 1019 analog

girişleri, çok farklı türdeki sensörler için kullanılabilir. Phidget arayüz kartı,

sürekli değişen nicelikleri (sıcaklık, nem, pozisyon, basınç vb.) geri dönen voltaj

değerine göre hesaplar ve bunu uygulamaya raporlar. Şekil 3.13’te analog

bağlantı uçları görülmektedir.

Şekil 3.13. Analog bağlantı uçları (Phidgets, 2012)

Şekil 3.14 dijital girişin kullanım mantığını ortaya koymaktadır. Şekildeki

switch’i kapatmak, dijital girişin “1” değeri üretmesini sağlayacaktır.

Şekil 3.14. Dijital giriş için switch uygulaması (Phidgets, 2012)

38

Şekil 3.15 ise dijital bir çıkışın nasıl kontrol edilebileceğini örneklemektedir. Led

diyotun anot ucunu arayüz kartının 0-7 arasındaki dijital girişlerinden herhangi

birine, katot ucunu ise şaseye bağlamak yeterlidir.

Şekil 3.15. Dijital çıkıştan led kontrolü uygulaması (Phidgets, 2012)

6 portlu phidget 1019 arayüz kartı, gücünü USB’den değil, harici bir güç

kaynağından alır. Üzerindeki 6 port dolayısıyla, 1019 deney çoklayıcı

modülüne, diğer modülleri bağlamak son derece kolaydır. Her port maksimum

500mA temin edebilir. Bu USB hub aslında 7 adet porta sahiptir. Ancak bir

tanesi dâhili 1019 kontrolü için kullanılırken, diğerleri bağlanacak aygıtlar için

kullanılır. 1019 üzerindeki kullanılabilir port sayısında azalma olursa, yeni bir

deney çoklayıcı modül ilavesi yapılabilir.

Phidget kullanılmaya başlanmadan önce, kod içinde referans ekleme işlemi

yapılmalıdır.

import com.phidgets.Phidget;

import com.phidgets.events.*;

import com.phidgets.PhidgetInterfaceKit;

Daha sonra “phid = new PhidgetManager( );” ifadesiyle yeni bir phidget arayüz

kartı için nesne oluşturulması sağlanır. Nesne tanımlaması yapıldıktan sonra,

“phid.open(‘sunucuadresi’, portnumarası, ‘şifre’);” ifadesiyle open( ) fonksiyonu

kullanılırak söz konusu karta bağlanılmaya çalışılır ve konrol edilebilir. Lokal

projelerde ‘sunucuadresi’ localhost, ‘portnumarası’ 5001 ve şifre değeri boş

olacaktır.

39

Şekil 3.16’da phidget 1019 arayüz kartına ait mekanik çizim görülmektedir.

Şekil 3.16. Phidget 1019 mekanik çizimi (Phidgets, 2012)

3.4.1.2. Phidget 1018 Deney Modülü

Phidget 1018 arayüz kartı, üzerindeki 8 analog giriş, 8 dijital giriş ve 8 dijital

çıkışı sayesinde değişik aygıtların kontrolünü sağlar. Çalışmada, deney modülü

çoklayıcı olarak kullanılan Phidget 1019 arayüz kartı ile arasındaki fark,

üzerinde 6 tümleşik USB portunun bulunmaması, bunun yerine tek bir usb

bağlantı noktası barındırmasıdır. Bu bağlantı noktası da kendisinin kontrolü için

kullanılır. Phidget 1019 modül çoklayıcıda olduğu gibi, 1018 modülünde de her

analog giriş ve dijital giriş-çıkışlar ayrı ayrı kontrol edilebilir. Şekil 3.17’de

Phidget 1018 deney modülü görülmektedir.

Şekil 3.17. Phidget 1018 deney modülü

Dijital Çıkışlar

Dijital Girişler

Analog Girişler

1019 Bağlantı Noktası

40

Phidget 1018 mekanik çizimi de 1019 arayüz kartıyla Şekil 3.18’deki gibi

farklılık göstermektedir.

Şekil 3.18. Phidget 1018 mekanik çizimi (Phidgets, 2011)

3.4.2. Yazılım Bileşenleri 3.4.2.1. Veritabanı Araçları

Sunucu bilgisayarlar, temel olarak web sayfalarının içeriğini barındırmakta ve

bu sayfalara bağlanmak isteyen istemci bilgisayarların isteklerini

yanıtlamaktadırlar. Bu şekilde ortaya çıkan genel yapıya “istemci/sunucu

mimarisi” denilmektedir. Sunucu kavramı, İnternet hattına bağlı bir bilgisayar

ve bu bilgisayar üzerinde yüklü yazılıma karşılık gelir. İnternet hızı ve

performansın belirlenmesinde, sunucu olarak tercih edilen bilgisayarın

donanım özelliklerinin yanı sıra sunucu yazılımının tercihi de etkilidir (Irmak,

2007).

Bu çalışmada, veritabanı dosyalarını oluşturmak için, sunucu tabanlı ve HTML

(Hyper Text Markup Language) ile bir arada kullanılabilen PHP dili tercih

edilmiştir. PHP kodları metin dosyaları halinde kaydedilir ve kullanılacağı

ortamda bir yorumlayıcı tarafından yorumlanır. PHP scriptlerini çalıştırabilmek

için bu dili bilen bir programa ihtiyaç vardır. Bu programın tek başına (komut

istemci penceresinde veya terminal ekranında) çalışması mümkün olduğu gibi,

web sunucu tarafından da çalıştırılabilir olması gerekir. Web sunucular,

41

ziyaretçinin (internet istemci programının) talep ettiği ".htm" veya ".html"

uzantılı bir dosyayı, kendi sabit disklerinden doğrudan ziyaretçinin

bilgisayarına gönderir. Fakat ".PHP" uzantısı, web sunucusuna bu sayfayı olduğu

gibi ziyaretçinin tarayıcısına göndermek yerine, önce PHP yorumlayıcıyı

çağırarak ona teslim etmesi gerektiğini bildirir. PHP yorumlayıcısı (yani

Windows ortamında PHP.exe veya 4'ncü sürümle gelen PHP4isapi.dll) kendisine

teslim edilen bu belgede önce "<?PHP" ve "?>" ayraçları arasındaki PHP

kodlarını seçerek alır ve gerekli işlemleri yapar. Bu ayraçların içinde kalan

kodlar, yapılması istenen işlemin komutlarıdır. Bu işlem sonunda ortaya çıkan

ürün eğer ziyaretçiye gönderilecekse, HTML etiketleri içinde gönderilir; yani

ziyaretçi PHP kodlarını görmez (Irmak, 2007). Bu çalışmada, veritabanı

işlemlerinini yapılabilmesi için MySQL Server yazılımı tercih edilmiştir.

SQL (Structured Query Language, Yapısal Sorgu Dili) veritabanı endüstrisinin

standart dilidir. MySQL, sunucuda ‘bekletici program’ olarak çalışır ve arzu

eden programa, bildireceği veritabanı dosyasından veri çekerek sunar. Bir

veritabanında farklı sayıda tablolar olabilir. Veritabanı dosyasında yer alan

tablolarda, sütunlar ve satırlar vardır: bunların kesiştikleri yerlere veriler

yazılır. Bir SQL veritabanı dosyasında her bir kutunun ne tür veri kabul edeceği

önceden belirlenir. MySQL, sayısal verilerin türünü INT, belirli bir sınıra kadar

değişen sayıda karakterden oluşacak verilerin türünü VARCHAR komutuyla

belirler (Irmak, 2007).

Oluşturulmuş bir tabloya INSERT INTO komutuyla veri girilebilir: INSERT INTO

uyeler (adsoyad, sifre) VALUES ('user1','1234')

SELECT komutu MySQL veritabanından bilgi edinmek için kullanılır: “SELECT *

FROM yonetici”. Bu komut ile MySQL'e, yonetici adlı tablodaki tüm değerlerin

okunması bildirilir. Bu ifadedeki ‘*’ işareti, "sütunlardaki tüm değerler"

anlamına gelir. Veritabanındaki güncelleme işlemleri için UPDATE komutu

kullanılır. Veritabanı bilgilerini güncelleme zorunluluğunun bulunması,

veritabanı tasarımının çok önemli olduğunu gösterir. Uyeler tablosundaki bütün

42

satırlarda, adsoyad sütunundaki değerleri "deneme" olarak değiştirmek için şu

komut kullanılır: UPDATE uyeler SET adsoyad = "deneme" ;

Çoğu kez MySQL'e hangi kayıtlarda değişiklik yapılacağı daha ayrıntılı bildirilir.

Bunun için veritabanı dosyası oluşturulurken, her kaydın diğer kayıtlarda

olmayan alanı bulunmalıdır (Irmak, 2007). Örneğin;

UPDATE uyeler SET adsoyad= "userdeneme" WHERE uye_no = 1;

MySQL yukarıdaki komutu alınca, sadece üye numarası 1 olan kişinin (yani

uye_no alanındaki değeri 1 olan kaydın) "adsoyad" alanındaki değeri silecek ve

yerine yeni değeri (userdeneme) yazacaktır. Böylece birincil alanı bulunan bir

veritabanından seçim yapmak son derece kolay olmaktadır. Örneğin:

SELECT adsoyad FROM uyeler WHERE uye_no >= 10; deyimi ile üyeler

tablosunda bulunan kayıtlardan sadece üye numarası 10'den büyük ve 10’a eşit

olanlar seçilebilir.

Veritabanındaki bir kaydı silmek için DELETE komutu kullanılır:

DELETE FROM uyeler WHERE uye_no = 10;

Bu kod ile uyeler tablosunda bulunan, uye_no alanı 10 olan kaydın silinmesi

sağlanmaktadır.

PHP ile veritabanına ulaşabilmek için veritabanı dosyası ile bağlantı kurulması

gerekir. Başka bir deyişle, PHP programının veri ile arasında bir yol açması

gerekir. MySQL açısından ise bu bağlantı, veri sunucusunda yeni bir oturum

açılması anlamına gelir. İki program arasındaki bu ilişkiyi PHP'nin

mysql_connect() fonksiyonu yapar. Bu fonksiyonun alabileceği üç parametre

vardır (Irmak, 2007):

$path = mysql_connect ("localhost" , "root" , "parola" );

43

Burada "localhost" yerine sunucunun adı yazılır. "root" açılacak oturumun kimin

adına açılacağını belirler. "root" kelimesi, sunucunun yönetici olarak oturum

açılacağı anlamına gelir. "parola" kelimesinin yerine de MySQL'i kurarken

belirlenen bir kullanıcı parolası varsa, o yazılır. Bu komutta yer alan $path

değişkeni, açılacak veri yolunun, PHP ile MySQL veritabanı sunucusu arasındaki

bağın tanıtıcı işareti olacaktır. Bu bağlantı kurulduktan sonra, açılan veri

yolundan gelecek bilgiler ve veritabanına gidecek bilgiler bu değişken

aracılığıyla gerçekleşecektir. Veri sunucusu ile veri yolu bağlantısı kurulursa, bu

değişken değer tutar hale gelir; bağlantı kurulamazsa bu değişken boş kalır.

mysql_connect() fonksiyonunun başarılı olup olmadığı bu değişkenin durumu

sınanarak anlaşılabilir (Irmak, 2007). Örneğin:

$path =mysql_connect("localhost", "root");

if ( ! $path) die ("Veri bağlantısı kurulamıyor!);

Burada web sunucusunun adının "localhost" olduğuna, ve oturumun "root"

yetkileriyle açıldığına dikkat edilmelidir. İkinci satırdaki if deyimi, $path

değişkeninin değer içerip içermediğine bakar ve değişkende bir değer yoksa,

bağlantı kurma girişini durdurarak, ziyaretçiye hata mesajı gönderir.

3.4.2.2. Adobe Flash Builder (Flex)

Projede kullanılacak USB modülleri için phidget firması ürünleri tercih edildi.

Phidget firmasının resmi web sayfasındaki bilgiler doğrultusunda, donanımsal

ürünlerin programlanmasını destekleyen yazılımlardan Adobe Flash Builder

ürününün kullanılmasına karar verildi.

Flex, macromedia ürünü olup, mxml ile actionscript dillerini kullanan ve flash

player ile internette uygulama geliştirmeyi sağlayan bir yapıdır. Flex, sunucu-

istemci tabanlı çalışır, mxml ve actionscript dilleri ile flex sınıf kütüphanelerinin

bir arada bulunduğu bir teknolojidir. Flex, adobe flash player ve adobe air ile bir

arada çalışır. Tüm tarayıcılarda çalışabilme ve etkileyici web uygulamaları

oluşturmaya imkân tanıyan özellikleri vardır. Flex uygulamaları sadece flex

44

framework ile oluşturulabilir ve adobe firması bu framework üzerinde hızlı kod

yazma ve hata ayıklama olanağı sunan adobe flash builder yazılımını

geliştirmiştir. Web siteleri için flash dosyaları geliştirenler adobe flash builder

yazılımı ile asp, jsp ve php dillerini kullanarak güvenli web tabanlı projeler

geliştirebilirler. Ziyaretçiler sadece swf formatındaki flash dosyaları görürler.

Macromedia studio mx ile yayın hayatına başlayan Ria (rich internet

applications), web uygulamalarının masaüstü uygulamaları kadar işlevsel

olması için geliştirilmiştir. Ria uygulamaları oluşturmak için Adobe flash Builder

en iyi çözümdür. Karmaşık verilerle çalışan geniş çaplı web uygulamalarının,

performans kaybı olmadan ve programcıyı zorlamadan flash player

platformunda gerçekleştirilmesini sağlar.

Adobe Flash Builder yazılımın bazı avantajları şu şekilde sıralanabilir:

MXML, ActionScript ve CSS (Cascading Style Sheets) editörlerinden,

renkli sözdizimi, ifade tamamlama; adım adım hata ayıklama gibi güçlü

kod yazma araçlarına sahiptir.

Kullanıcı arabirimi yerleşim düzenini ve görünümünü zengin bir

kütüphaneyi kullanarak görsel olarak tasarlamayı ve önizlemeyi sağlar.

Charting kütüphanesi aracılığıyla veri panoları ve etkileşimli veri analizi

bileşenleri oluşturulabilir.

Skin ve stil oluşturma avantajı vardır.

Sınıflara, değişkenlere ve metotlara ait referanslar bulunabilir ve yeniden

adlandırılabilir.

Masaüstü bileşenleri ve Adobe AIR (Adobe Integrated Runtime)

geliştirme araçları kullanılarak RIA'larla aynı özelliklere sahip masaüstü

uygulamaları oluşturulabilir.

HTTP aracılığıyla XML (Extensible Markup Language) verileri istenebilir

ya da Web servisi çağırılabilir.

Adobe Flash, Illustrator, Photoshop ve Fireworks yazılımları için

tasarlanan Flex Skin Design eklentileriyle Creative Suit entegre edilerek,

kullanıma hazır bileşenler Flex’e hızlı bir şekilde aktarılabilir.

45

3.4.2.3. Adobe Flash Media Server

Adobe firmasının geliştirmiş olduğu FMS program ailesi; sunucu taraflı

uygulamalarda, sunucu tarafında daima çalışması gerekenleri çalıştırarak

kullanıcılara hizmet vermektedir.

Gerçek zamanlı ses, görüntü yayını sayesinde MMS (Microsoft Media Server)’ ye

alternatiftir. Gerçek zamanlı olarak sesli ve görüntülü iletişim için kullanıcılara

gerekli ortamları sağlayabilir. Kullanıcı sayısı artırılabilir ve anlık olarak yayını

takip edenler denetlenebilir ve görülebilir. Böylelikle, gerçek zamanlı olarak

sohbet, iletişim ve yazışma alanları kurulabilir ve yönetilebilir. Adobe AIR ve

Adobe Flash üzerinde portal, forum veya çeşitli web uygulamaları geliştirilerek

yayınlanabilir. Şekil 3.19’da adobe FMS arayüzü görülmektedir.

Şekil 3.19. Adobe flash media server arayüzü

FMS’ ye doğru kullanıcı adı ve şifre ile giriş yapıldığında Şekil 3.19’ da görülen

arayüz ile karşılaşılır. View applications düğmesiyle, o anki çalışan uygulamalar

görüntülenir. Stream düğmesiyle de, yapılan yayınlara ait bilgilere ulaşılır.

Şekilde 1 numarada gösterilen kısım, yayınların isimlerini ve türlerini; 2 numara

ile gösterilen kısım ise söz konusu yayının saat ve tarih bilgilerini

göstermektedir.

1 2

46

3.4.2.4. Adobe Flash Media Encoder

Adobe Flash Media Encoder, kaliteli bir şekilde görüntü ve ses yakalamak üzere

Adobe tarafından ücretsiz olarak sunulan, gelişmiş bir programdır.

Ses veya video dosyaları oynatılırken Flash media encoder ile aynı anda video

dosyalarından görüntü yakalanabilir ve bilgisayara kaydedilebilir. Webcam,

canlı video görüntüleri gibi pek çok ortamdan görüntü ve sesi yakalayabilen

program, kamera ve mikrofon desteği, eklenti desteği ve Flash Video gibi pekçok

teknoloji ile paralel çalışmaya da izin vermektedir.

Şekil 3.20’ de adobe flash media encoder arayüzü görülmektedir.

Şekil 3.20. Adobe flash media encoder arayüzü

Flash media encoder ilk çalıştırıldığında Şekil 3.20’deki gibi bir arayüz

görüntülenir. 1 numara ile işaretlenmiş alanda, görüntü kaynağından alınan

verinin yayından önceki ve sonraki önizlemeleri vardır. 2 numara ile

işaretlenmiş alanda ise, görüntü kaynağı seçimi yapıldıktan sonra, video ve sese

ait ayarlar düzenlenir. Son olarak connect butonuyla server’a bağlantı

gerçekleştirilir ve start butonuyla da yayın başlatılmış olur.

1

2

47

4. ARAŞTIRMA BULGULARI

Bu bölümde, sistemin başlatılması için yapılması gereken adımların yanı sıra;

sisteme giriş, sunucuya bağlanma, kullanılabilir deney modülleri listesine erişim

ve kamera görüntüleme kullanıcı arayüzleri ile yöneticiye ait raporlama

arayüzlerinin yapıları ve kullanım özellikleri anlatılmaktadır. Ayrıca, sistemin

tak&çalıştır özelliğini aktif etmek ve deney modüllerini çoklayabilmek için

yapılan çalışma sonuçlarına da yer verilmiştir.

4.1. Sistemin Başlatılması İçin Yapılması Gerekenler

Kullanıcıların sisteme erişmesi ve sistemi problemsiz kullanabilmesi için

öncelikle, sistem yöneticisinin aşağıda bahsedilen sunucu tarafındaki

düzenlemeleri tamamlayarak sistemi başlatması gerekir. Sunucu hatası

olmaması için phidget web service hizmetinin çalışıyor olması gereklidir.

Phidget sunucusunun aktif olması sağlandıktan sonra, sisteme bağlı

kullanılabilir deney modüllerinin hazır bulunması, artık kullanıcıların sisteme

doğru bir şekilde erişebileceği anlamına gelir. Sistemin başlatılabilmesi için

sunucu tarafında yapılması gereken işlem adımları şöyledir:

1. Görüntüyü FMS’ ye göndermek amacıyla media encoder’dan Şekil 4.1’de

gösterildiği gibi start butonuna basılması.

Şekil 4.1. Flash media encoder ile flash media server’a video startı

Bu işlemle birlikte, FMS’ nin stream edeceği video transfer edilmiş olur.

48

2. Flash media server hizmetlerinin Şekil 4.2’de gösterildiği gibi başlatılması.

Şekil 4.2. Flash media server hizmetlerinin başlatılması

Denetim masasının, yönetimsel araçlar bölümünde, hizmetler kısmına girerek,

flash media administration server ve flash media server hizmetleri “hizmeti

başlat” linkiyle başlatılır. Böylelikle FMS’ye giriş yapılabilir ve stream işlemi

başlatılabilir.

3. Phidget web servisinin Şekil 4.3’te gösterildiği gibi başlatılması.

Şekil 4.3. Phidget web servisinin başlatılması

Phidget web servisinin başlatılmasıyla, phidget arayüz kartlarının tak çalıştır

kontrolü için ilk işlem gerçekleştirilmiş olur. Phidget web servisinin başlatılması

işlemi, FMS hizmetlerinde olduğu gibi, denetim masasının, yönetimsel araçlar

49

bölümünde, hizmetler kısmından da yapılabilir. Herhangi bir sunucu

probleminde, hizmetin kontrol panelinden veya denetim masasından tekrar

başlatılması gerekebilir. Bu işlemden sonra, kontrol panelinin general

sekmesinde sunucuya bağlı modüllerin listesi de Şekil 4.4’teki gibi görülebilir.

Şekil 4.4. Phidget kontrol panelindeki modül listesi

Phidget kontrol panelindeki modüller, sisteme o anda bağlı phidget aygıtlarının

listesidir. Kontrol panelindeyken, herhangi bir phidget aygıtı seçildikten sonra

gelen ekranda, söz konusu aygıtın testi gerçekleştirilebilir. Sisteme bağlı bir

phidget aygıtının, sistemle bağlantısı kesilirse, o aygıt kontrol paneli listesinden

kaybolacaktır; bağlantının tekrar sağlanması durumunda ise söz konusu aygıt

tekrar kontrol panelindeki yerini alacaktır.

4.2. Kullanıcı ve Yönetici Arayüzlerinin Tasarımı ve Özellikleri

Hazırlanan sistemde, kullanıcıların deney modüllerine erişebilmesi için,

öncelikle sisteme kendilerine ait kullanıcı ad ve şifreleriyle giriş yapmaları

gerekmektedir.

Sisteme giriş yapabilecek olan kullanıcılar yönetici tarafından belirlenmektedir.

Kullanıcı adının veya şifrenin hatalı girilmesi durumunda, kullanıcı hata

50

mesajıyla uyarılmaktadır. Kullanıcılara ait kullanıcı adı, şifre, ad ve soyad

verileri, mysql veritabanında kisiler adlı tabloda tutulmaktadır.

Kullanıcının sisteme giriş yapabilmesi için karşılaştığı giriş sayfası Şekil 4.5’te

görülmektedir.

Şekil 4.5. Kullanıcı giriş sayfası

Kullanıcının sistemi kullanabilmesi için oluşturulmuş olan bu giriş formu için

login_user adında Şekil 4.6’daki gibi bir HTTPService yazılmıştır.

Şekil 4.6. Kullanıcı girişi için yazılmış HTTPService

Kullanıcı girişi için yazılan bu HTTPService ile proje klasörü içinde yer alan

kontrol.php dosyasına, kad ve sifre text alanları içindeki veriler, username ve

password değişken adlarıyla gönderilmektedir.

kontrol.php dosyasında ise, gelen kullanıcı verilerinin doğru olup olmadığı

kontrol edilir. Kullanıcı verileri hatalı ise “Kullanıcı Adı veya Şifre Hatalı” mesajı

51

görüntülenir. kontrol.php dosyasına veriler gönderildikten sonra çalıştırılan

sorgudan dönen değerler Şekil 4.7’deki gibi değerlendirilir ve gerekli

yönlendirmeler yapılır.

Şekil 4.7. Giriş formu değerlerinin kontrolü

Kullanıcı giriş formunu eksiksiz doldurup, giriş butonuna bastıktan sonra,

sunucuya bağlanmak için gerekli sayfaya gelir, aksi takdirde kullanıcı giriş

formuna tekrar döndürülür. Bilgileri doğru olan kullanıcı, Şekil 4.8’deki deney

modülleri bağlantı arayüzü sayfasında ad ve soyad bilgisiyle karşılanır. Bu

arayüzde kullanıcı, bağlanılabilir deney modülleri listesine ulaşmak için,

“Kullanılabilir modülleri görmek için tıklayın” bağlantısına tıklar.

Şekil 4.8. Sunucuya bağlanma ve modülleri listeleme

52

Kullanıcı, karşısına gelen listeden bağlanılabilir durumdaki istediği herhangi bir

modüle, kontrol sütunundaki ”BAĞLAN” linkbutonuyla bağlanır. Deney

modülünün bağlanılabilir olması demek, o anda sunucuya bağlı olması ve başka

bir kimse tarafından kullanılmıyor olması demektir. Bu değerlendirmeler,

hazırlanan sistemde, veritabanı aracılığıyla yapılmaktadır. Kullanıcı erişmek için

herhangi bir devreyi seçtiğinde devre_baglan( ) fonksiyonu çağrılır Şekil

4.9’daki satırlar okunur.

Şekil 4.9. Seçilen modüle bağlanma fonksiyonu

Bu fonksiyon ile çalıştırılan secilen_devreyi_kontrol isimli HttpService söz

konusu devreye ait seri numarasını veritabanı sorgusuna yollar ve kontrol

edilebilirliğini denetler. Eğer kullanıma müsaitse, kullanıcı Şekil 4.10’daki

modül kontrol sayfasına yönlendirilir; değilse “Bu modül kullanılmaktadır,

bağlanılabilir bir modül seçin lütfen” mesajıyla uyarılır. Modül kontrol sayfasına

yönlendirilen kullanıcı, seçtiği modüle bağlı led grubuna ve modülü

görüntüleyen kameraya erişmiş olur. Çalışmada led grubu, deney modülü giriş

çıkış özelliklerine uygun her çeşit deney düzeneğini temsil etmektedir.

Şekil 4.10. Deney modülüne erişim, kontrol ve görüntüleme sayfası

53

Led grubu, phidget 1019 ve 1018 deney modüllerinin dijital çıkışlarına

bağlanmıştır.

Hazırlanan sistemde her modüle farklı bir kamera tahsis edilmiştir. Böylelikle,

kullanıcının yalnızca eriştiği modülü görmesi sağlanmış ve daha efektif bir

etkileşimin gerçekleştirilmesine imkân tanınmıştır. Erişilen video yayını, adobe

flash media encoder tarafından hazırlanarak FMS tarafından stream edilen

yayındır. Bu yayın, Flex ile hazırlanan modül görüntüleme arayüzündeki

videodisplay nesnesi için kaynak oluşturur. Kulanıcı söz konusu modülle

uygulamasını yaptıktan sonra sağ üst köşede bulunan çıkış yap link butonuyla

sistemden logout olur ve kullandığı devreyi serbest bırakır. Bunun için

hazırlanan logout_service isimli HTTPService, Şekil 4.11’deki gibi devre

numarasıyla birlikte yollanır.

Şekil 4.11 Logout servisinin yollanması

Kullanıcı, modül görüntüleme sayfasının sağ üst köşesindeki çıkış yap link

butonuyla, sistemi terk ettiğinde, söz konusu deney modülünün veritabanı

değerleri güncellenerek yeniden erişilebilir konuma getirilir. Hem kontrol hem

de veritabanı işlemleriyle ilgili açıklayıcı kodlara, araştırma bulgularının

ilerleyen bölümlerinde yer verilmiştir. Şekil 4.12’de ise led grubunun

kontrolüne ait örnek kod bulunmaktadır.

Şekil 4.12. Led grubu kontrolü örnek kodları

54

Led grubu kontrolü için hazırlanan arayüzde, her led bir onay kutusu

(checkbox) ile kontrol edilmektedir. Onay kutusunun işaretlenmesi söz konusu

led diyota enerji verileceği anlamına gelir.

Led grubu kontrolü örnek kodları şeklinde gösterildiği gibi, her led için ayrı ayrı

id belirlenmiştir. Fonksiyona gelen id değişkeninin değerine göre, deney

modülünün setOutputState isimli fonksiyonu çağırışır. Onay kutusunun

işaretinin kaldırılması söz konusu led diyotun söndürülmesi demektir.

Sistemde, kullanıcı ekleme ve çıkarma işlemlerini yapan, kullanıcıların ne zaman

hangi devreye eriştiğini gözlemleyebilen bir yönetici vardır. Yönetici kendi

kullanıcı adı ve şifresiyle giriş formunu geçtikten sonra, karşısına Şekil 4.13’teki

sayfa gelir.

Şekil 4.13. Yönetici karşılama sayfası

Yönetici karşılama sayfasında, geçmiş işlemler ve mevcut işlemler başlıklı iki

adet tablo vardır. Birinci tablo, “kullanıcı”, “modül”, “tarih”, “saat” sütunlarından

oluşmaktadır. Hangi modüle bağlanıldığı seri numarası ile tespit edilmektedir.

Kimin bağlandığı ise kullanıcı adı ile tutulmaktadır. Kullanıcı tarafından erişimin

ne zaman gerçekleştirildiği ise tarih ve saat bilgileriyle görüntülenmektedir.

55

Yönetici sisteme giriş yaptıktan sonra, verileri çekmesi için yazılan http servis

çağrılır ve veriler grid içerisine Şekil 4.14’te görülen örnek kodlarla doldurulur.

Şekil 4.14. Yönetici verileri grid kodları

İkinci tabloda ise, yönetici sisteme giriş yaptığı anda aktif olarak deney modülü

kullananların ad soyad ve kullandığı deney modülü bilgisi bulunmaktadır.

4.3. Tak&Çalıştır Özelliğini Aktif Etme Çalışmalarının Sonuçları

Sistemin tak&çalıştır özelliğini gerçekleştirebilmek için çok ayrıntılı bir çalışma

ve araştırma yapıldı. Bu çalışmalar sonunda uygun arayüz kartına phidgets

firmasında rastlandı.

Phidget firmasının 1019 kodlu arayüz kartında 6 adet tümleşik USB port

bulunmaktadır. 1018 kodlu arayüz kartında ise sadece kendisiyle iletişim

kurulmasını sağlayan bir USB bağlantısı vardır. Tak&çalıştır temelli modül

tasarımı için 1018 modüllerinin 1019 modülüne bağlanması düşünülmüş ve bu

düşünce başarıyla sonuçlandırılmıştır.

Phidget ailesindeki tüm aygıtlar birbiriyle tak&çalıştır temelli iletişim kurabilir.

Bunun için gerekli kütüphanelerin doğru kullanılması gerekmektedir.

Sistemimizde, arayüz kartlarının web üzerinden kontrolü adobe flash builder ile

gerçekleştirilmiş ve bunun için de “phidget web service” hizmetinden

faydalanılmıştır.

Phidget aygıtlarının tak&çalıştır özelliğini aktif etmek için kütüphaneden; server

için onconnect( ) ve ondisconnect( ) fonksiyonları ve ardından aygıtlar için

56

onattach( ) ve ondetach( ) fonksiyonlarının doğru kullanılması gereklidir. Şekil

4.15’te sunucuya bağlanmak için bağlan butonuna basıldığında çağrılan

connect( ) fonksiyonunun içeriği görülmektedir.

Şekil 4.15. Server bağlantısı ve ilgili olayların ilavesi

Yazılan connect( ) fonksiyonuyla phidgetManager( ) sınıfından phid ismiyle

örnekleme yapılmış ve bu örneklemeye, CONNECT, DETACH, ATTACH,

DISCONNECT olayları; onConnect, onDetach, onAttach ve onDisconnect

isimleriyle olay listesine eklenmiştir. Son olarak da server adresi ve port

numarası verileriyle “phid” örneği açılmıştır.

Burada, tak&çalıştır sistemi için gerekenler onAttach( ) ve onDetach( )

fonksiyonları ile gerçekleştirilmektedir. Sisteme bir phidget aygıtı

bağlanıldığında onAttach( ) fonksiyonu çağrılır ve bu fonksiyon içinde Şekil

4.16’daki kodlar çalıştırılır.

Şekil 4.16. Aygıt bağlandığında çalışan fonksiyon

Şekil 4.16’da görülen amac_no değişkeni, hazırlanan baglanti_update isimli

HttpService için yollanacak bir veridir. Aynı zamanda d_no yani devrenin seri

numarası da yollanacak bir diğer veridir. Amac_no değişkeninin “1” değerini

alması, veritabanında söz konusu devrenin “baglanti” alanının “evet” yapılacağı

57

anlamına gelmektedir. Sistemden bir phidget aygıtı ayrıldığında ise onDetach( )

fonksiyonu çağrılır ve bu fonksiyon içinde Şekil 4.17’deki kodlar çalıştırılır.

Şekil 4.17. Aygıt ayrıldığında çalışan fonksiyon

onDetach( ) fonksiyonundaki amac_no değişkeninin bu kez “2” değerini alması

baglanti_update HttpService’inin ilkinden farklı bir değer yollayacağı anlamına

gelir. Amac_no değişkeninin “2” değerini alması, veritabanında söz konusu

devrenin “baglanti” alanının “hayir” yapılacağını ifade etmektedir.

4.4. USB Sistemi Çoklayabilmek İçin Yapılan Çalışma Sonuçları

Sistemin tasarım aşamasında, üzerinde iletişim arabirimi olarak USB portu

bulunduran arayüz kartları arandı. Fakat aranan bu arayüz kartının

çoklanabilmesi ve USB protokolünün bu avantajından faydalanılabilmesi için,

kart üzerinde birden fazla USB portu bulunmalıydı. Bu yüzden Kanada merkezli

phidgets firmasının modüllerinde karar kılındı.

Phidget 1019 kodlu deney modülü üzerinde 6 adet tümleşik USB port

bulunmaktadır. Bu portlardan her birine 1018 kodlu bir modül gibi USB arayüz

kartları takılabilir. Takılan bu kartlar, 1019 tarafından hub mantığıyla çalıştırılır

ve sistem tarafından tak&çalıştır olarak kullanılabilir. 1019 modülüne 1018

modüllerinin bağlanmasının yanı sıra 1019 çoklayıcı modülün de

bağlanmasıyla, 6 adet 1018 ve 1 adet 1019 olmak üzere toplamde 7 adet deney

modülünün kontrol edilmesi sağlanabilir. Her bir modülde 8 adet analog giriş, 8

adet dijital giriş ve 8 adet dijital çıkış olduğu düşünülürse elverişli bir model

ortaya çıkar. Ancak, tasarlanan sistemde olması istenen model bu değildir.

Olması istenen modelde, USB modüllerinin, USB chain (zincir) mantığının

müsaade ettiği ölçüde çoğaltılabilmesi söz konusudur. Bunun için, mevcut 1019

modülüne, her seferinde en az bir tane daha 1019 modülünden bağlanmalıdır.

58

Böylelikle, kontrol edilebilir port sayısında çoğalma yapılabilir. Temsili görüntü

Şekil 4.18’de görülebilir.

Şekil 4.18. 1019 ve 1018 modüllerinin bağlanması

Phidget modüllerinin çoklanması, kartların ayrı ayrı kontrol edilebilmesi

sebebiyle ekstra bir programlama güçlüğü oluşturabilir. Ancak bunun önüne

geçmek için kütüphanelerin etkin şekilde kullanılması gerekmektedir.

Hazırlanan sistemde, çoklu kontrol için phidgetManager( ) kütüphanesinden,

eklenen ya da çıkarılan her bir kart içinse PhidgetInterfaceKit( )

kütüphanesinden faydalanılmıştır.

Kullanıcının herhangi bir devreye bağlanmak istemesi durumunda, yapılan ilk

iş, o devrenin kullanıma müsait olup olmadığının belirlenmesidir. İkinci iş ise,

kullanıma müsait olan deney modülüne bağlantı gerçekleştirildiğinde, o

devrenin söz konusu kullanıcı serbest bırakıncaya kadar veritabanındaki

kontrol edilebilme değerinin negatife dönüştürülmesidir. Kullanıcı deney

modülü ile işlemini gerçekleştirdikten sonra, sistemden çıkış yapacak ve

59

kullanmış olduğu modül serbest bırakılacaktır. Bu işlemler veritabanı

aracılığıyla gerçekleştirilmektedir.

Sisteme yeni bir modül eklendiğinde ya da çıkarıldığında “sunucuya bağlanma

ve modülleri listeleme” arayüzü bölümünde detayı verilen ekrandaki listede bir

değişim olmaktadır. Ekleme yapıldığında, onAttach( ) fonksiyonu çağrılır ve yeni

modül erişim listesine otomatik olarak eklenir. Çünkü erişilebilir modüllere ait

veri kaynağı olay güdümlü programlama sayesinde değişecektir.

Herhangi bir modül çıkarıldığında ise, onDetach( ) fonksiyonu çağrılır ve modül

erişim listesinden söz konusu modül çıkartılır. Tüm bu işlemler kütüphanelerin

doğru kullanımıyla ilgilidir.

Deney modüllerine birbirinden bağımsız olarak erişmek, seri numaraları ile

iletişim kurmakla gerçekleşir. Modüllerin ekleme ve çıkarım aşamasında çalışan

örnek veritabanı kodu ekler bölümünde verilecektir.

Bir modül eklendiğinde ya da çıkarıldığında onAttach( ) ve onDetach( )

fonksiyonlarından, bağlantıları güncelleyecek olan veritabanı kodları

çalıştırılmadan önce, modüle ait seri numarası ve yapılacak işlemi belirten

amac_no değişkenleri elde edilir. Bu değişkenler daha sonra yazılan

HTTPService aracılığıyla sunucudaki veritabanı sayfasına yollanır. Bu sayfada

gelen değerler post edilir ve amaç tespit işlemi yapılır. Amac_no değişkeninin

“1” olması durumunda daha önce “hayir” olan baglanti alanı Şekil 4.19’da

görüldüğü gibi “evet” olarak güncellenmektedir.

Şekil 4.19. Modül bağlantı durumunun değiştirilmesi

60

Diğer deney modüllerinin baglanti alanı ise “hayir” olarak kalmakta ve

müdehale edilmemektedir. Çağırılan HTTPService değerleri ile, diğer devrelere

ait durumlar da kullanıma bağlı olarak değişmektedir.

61

5. TARTIŞMA VE SONUÇLAR

İnternet teknolojilerinin gelişmesi, elektronik sistemlerin uzaktan kontrolü,

izlenmesi ve bakımları için yeni imkânlar sunmuş ve uygulama alanlarının hızlı

biçimde genişlemesini sağlamıştır.

Bu yüksek lisans tezinde, elektrik-elektronik ve bilişim teknolojileri

eğitimlerinde kullanılabilecek, analog ve sayısal temelde hazırlanabilecek deney

düzeneklerinin web tabanlı olarak uzaktan erişilmesi ve kontrol edilmesi

amacıyla aşağıdaki özelliklere sahip bir sistem tasarımı gerçekleştirilmiştir.

Uzak laboratuarlarda, sisteme müdahale etmeden, mevcut bağlantı ve

çalışmalar gerçekleştirilirken, sisteme yeni donanımsal deney modüllerinin

eklenmesi veya sistemden çıkartılması sistemin sürdürülebilirliği açısından

önem arz etmektedir. Bu ihtiyaç, çalışmada USB tak&çalıştır özelliği kullanılarak

gerçekleştirilmiştir.

Çalışma ilerlerken, sistemi birbirinden bağımsız kameralarla izlemek için

araştırmalar yapılmış, bunun için görüntüleme ve yayınlama sistemleri

araştırılıp, Adobe Flash Media Server ve Media Live Encoder işbirliğinde karar

kılınmıştır. Her deney modülünün kullanımı sırasında farklı kameralarla

görüntülenerek izlenebilmesi sağlanmıştır.

Çalışma kapsamında yapılan tasarımda, Phidget 1019 ve 1018 USB deney

modülleri kullanılmış ve bu modüllerin özellikleri WTUE ihtiyaçlarına uygun

biçimde programlanarak kontrol edilmiştir. Deney setlerinin tak&çalıştır temelli

çalışabilmesi ve çoklanabilmesi için USB protokolünün avantajlarından

faydalanılmıştır. Sistem için, alınan deney modüllerinden olan phidget 1019,

üzerinde 6 tümleşik USB port bulundurmaktadır. Diğer deney modülü olan

phidget 1018’in ise 1019 üzerindeki portlara bağlanması ve bu şekilde sayının

arttırılması amaçlanmıştır. Portların tümünün kullanılması durumunda ise yeni

bir 1019 modülünün ilavesiyle, 6 yeni USB port kullanıma açılabilmektedir.

62

Böylelikle sistemin çoklanabilirliği sağlanmıştır. Çalışma sonunda, üç modüllü

bir prototip gerçekleştirilmiştir.

1018 deney modüllerinin, analog ve dijital giriş ve çıkışları için tasarlanacak

elektronik devreler ile, bilişim ve elektronik alanındaki birçok ders için çok

sayıda uzaktan erişilebilir deney düzeneklerigeliştirilmesine olanak verilmiştir.

Uzak laboratuarda tasarlanan yönetim ve kullanıcı arayüzleri ile bir öğrenme

yönetimi sisteminin temel özelliklerini sağlamaktadır.

Araştırma sonunda, USB teknolojisi ve özelliklerinin, uzak laboratuarlar için

uygun olduğu anlaşılmıştır. Daha sonraki çalışmalarda, USB 3.0 teknolojisiyle

ayrı bir tasarım yapılması, belirlenecek ders ve uygulamalara yönelik deney

düzenekleri oluşturulması ve daha gelişmiş bir LMS (Learning Management

System) yazılımı bu çalışmayı ileriye taşıyacaktır.

63

KAYNAKLAR

Alhalabi, B., Marcovitz, D., Hamza, K., Hsu, S., 2000. Remote Labs: An Innovative Leap in The World of Distance Education. Proceedings of The 4th World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics SCI (2000) and the 6th International Conference On Information Systems, Analysis and Synthesis (ISAS 2000), July 23-26, Orlando.

Anderson D., 2001. USB System Architecture. Addıson-Wesley Developer’s

Press, 506, United States of America. Atıcı, B., 2000a. Bilgisayar Destekli Asenkron İşbirlikli Öğrenme Yönteminin

Sınıf Yönetimi Dersinde Öğrenci Başarısına Etkisi, Fırat Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Elazığ.

Atıcı, B., 2000b. Öğretmen Eğitiminde Yeni Bir Olanak: WWW ve Sosyal

Oluşturmacılık. II. Ulusal Öğretmen Yetiştirme Sempozyumu, Çanakkale. Axelson, J., 2005. USB Complete:Everything You Need to Develop Custom USB

Peripherals, 3rd ed., Labview Research, 572 p, Madison, USA. Buldu, A., 2003. Mikrodenetleyicili USB Eğitim Sistemi. Marmara Üniversitesi,

Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 141s, İstanbul. Büyükkaragöz, S., Çivi, C., 1994. Genel Öğretim Metotları, Atlas Kitabevi, Konya. Cavanaugh, C.S., 2001. The Effectiveness Of Interactive Distance Education

Technologies in K-12 Learning: A Meta-Analysis, International Jl. Of Educational Telecommunications, 7(1), 73-88.

Cavanaugh, C. (2002). Distance Education Quality: Success Factors for Resources, Practices and Results. In Discenza, R., Howard, C., Schenk, K.(Eds.), The Design and Management of Effective Distance Learning Programs(171-189. Hershey, PA: Idea Group Press.

Chang, C., 2001. A Study on the Evaluation and Effectiveness Analysis of Web-

Based Learning Portfolio (WBLP), British Journal of Educational Technology, 32 (4), 435-458.

Chen, S. H., Chen, R., Ramakrishnan, V., Hu, S. Y., Zhuang, Y., Ko, C. C., Chen, B. M.,

1999. Development of Remote Laboratory Experimentation Through Internet. Proceedings of the 1999 IEEE Hong Kong Symposium on Robotics and Control, July 1999, Hong Kong, 756-760.

Doğan, İ., Onurhan, E., 2003. Uzaktan Mühendislik Eğitiminde Laboratuar

Kullanımı. Elektrik, Elektronik, Bilgisayar Mühendislikleri Eğitimi 1.Ulusal Sempozyumu ve Sergisi, Mayıs 2003, Ankara, EMO 173-176.

64

Delikanlı, K., 2009. Uzaktan Erişimli Kontrol Laboratuarı. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Isparta.

Ekiz, H., Bayam, Y., Ünal, H., 2003. Mantık Devreleri Dersine Yönelik İnternet

Destekli Uzaktan Eğitim Uygulaması. The Turkish Online Journal of Educational Technology (TOJET), 2 (4), 92-99.

Elen, A., Bayır, R., 2009. Bilgisayar Destekli Otomotiv Test Standının İnternet

Üzerinden Uzaktan Eğitim Amaçlı Kullanımı İçin Kullanıcı Arayüzlü Yazılım Tasarımı. 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu, 13-15 Mayıs, Karabük.

Friesen, J., 2006. Java and USB. Erişim Tarihi: 20.12.2012.

http://today.java.net/pub/a/today/2006/07/06/java-and-USB.html Gezer, A., Koçer, S., 2008. Uzaktan Eğitimde Sesli ve Görüntülü Yayınların

İnternet Üzerinden Aktarılması. Bilişim Teknolojileri Dergisi, 1(2), 87-92. Gökdağ, D., 1986. Uzaktan Eğitimde Basılı Materyaller (Açıköğretim Fakültesi

Örneği). Anadolu Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi Yayınları No:54, Eskişehir.

Graham, C., Cağıltay, K., Craner, J., Lim, B. ve Duffy, T.M., 2000. Teaching in Web

Based Distance Learning Environment: an Evaluation Summary Based on Four Courses, Center for Research on Learning and Technology Technical Report, No. 13-00, 21p.

Hahn, H.H., Spong, M.W., 2000. Remote Laboratories for Control Education.

Proceedings of the 39th IEEE Conference on Decision and Control, Dec. 2000, Sydney, Australia, 895-900.

Hensrud, F.C., 2001. “Quality measures in online distance education at a small

comprehensive university”. Unpublished doctoral dissertation, University of Minnesota, Duluth. (UMI No.3010529)

Hoyer, H., Jochheim, A., Rohrig, C., Bischoff, A., 2004. A Multiuser Virtual-Reality

Environment for a Tele-Operated Laboratory. IEEE Transactions on Education, 47 (1), 121-126.

Irmak, E., 2007. Uzaktan Eğitim Amaçlı İnternet Tabanlı Laboratuvar

Uygulaması. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 138s, Ankara.

Jung, I., Rha, I., 2000. Effectiveness And Cost Effectiveness Of Online Education:

A Review Of Literature. Educational Technology, 40(4), 57-60. Kabakçı, I., 2001. İnternet’le Öğretim Etkinlikleri ve Anadolu Üniversitesi’nde

Bir Uygulama. Anadolu Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Eskişehir.

65

Karabatak, M., 2002. Web’e Dayalı Uzaktan Eğitimde Otomasyon, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 72s, Elazığ.

Kaya, Z., 1996. Uzaktan Eğitimde Ders Kitapları (Açıköğretim Lisesi Örneği).

Gazi Üniversitesi Endüstriyel Sanatlar Eğitim Fakültesi Baskı Atölyesi, Ankara.

Kaya, Z., 2002. Uzaktan Eğitim. Pegem Yayıncılık, 291s, Ankara. Kaya, Z. 2005. Öğretim Teknolojileri ve Materyal Geliştirme. Pegem A Yayıncılık,

476s, Ankara. Kerry, H.B., 2000. The Power of the Internet for Learning: Moving from Promise

to Practise. Report of the Web-Based Education Commission to the President and the Congress of the United States, Washington DC.

Kiremitci, A.F., 2007. PIC18F4550 Mikrodenetleyicisi ile USB-PC Veri Aktarım

Arabirimi Gerçeklenmesi. Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 95s. Erzurum.

Koçer, H. E., 2001. Web Tabanlı Uzaktan Eğitim. Selçuk Üniversitesi, Fen

Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 156s. Konya. Kolat, A., 1993. E-öğrenme Kılavuzu. Türkiye Bilişim Vakfı Yayınları, Ankara. Lim-Fernandes, M. A., 2000. Assessing the Effectiveness of Online Education,

Golden Gate University, Ph. Thesis, San Francisco, USA. Locatis, C., Letourneau, G., Banvard, R., 1989. Hypermedia and Instruction.

Educational Technology Research and Development, 37(4), 65-77. Moore, M., 1990. Toward a Theory of Independent Learning and Teaching,

Journal of Higher Education, 44, 661-79. Özdil, B., Çelik, A., 2000. İnternete Dayalı Uzaktan Eğitim. Akademik Bilişim

Konferansları, 10-11 Şubat 2000, Isparta. Öztürk, C., 2009. Robotik Platformlar İçin USB Tabanlı Gerçek zamanlı Bir

İletişim Altyapısı. Bilkent Üniversitesi, Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 113s, Ankara.

Phidgets, 2011. Erişim Tarihi : 10.02.2013. http://www.phidgets.com/

documentation/Phidgets/1018_0_Product_Manual.pdf

Phidgets, 2012. Erişim Tarihi : 05.02.2013. http://www.phidgets.com/

documentation/Phidgets/1019_0_Product_Manual.pdf

66

Shen, H., Xu, Z., Dalager, B., Kristiansen, V., Strom, O., Shur, M. S., Fjeldly, T. A., Lu, J., Ytterdal, T., 1999. Conducting Laboratory Experiments Over the Internet. IEEE Transaction On Education, 42 (3), 180-185.

Shortridge, A., 2001. Interactive Web-Based Instructıon: What Is It? And How

Can It Be Achieved?. Erişim Tarihi: 09.08.2010. http://ascilite.org.au/ajet/e-jist/docs/vol4no1/shortridge.html

Stacey, E., 1998. Virtual Interaction in Distance Education. Second Distance

Education Symposium, May 1998, Ankara, Turkey, USEV 459-468. Tan, W.M., 1997. Developing USB PC Peripherals Using The Intel 8x930Ax USB

Microcontroller, Annabooks, 176 p, San Diego, USA. Taşdelen, K., 2004. Mühendislik Eğitimi İçin İnternete Dayalı, İnteraktif, Sanal

Mikrodenetleyici Laboratuar Tasarımı. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 70s, Isparta.

Taylor, J. C., Flexible learning systems: Opportunities and Strategies for Staff

Dev. in Industry. Erişim Tarihi: 08.05.2006. http://www.usq.edu.au /users/taylorj/readings/aaou.htm

Varol, N., 2001. İnternetin Uzaktan Eğitimdeki Konumu. Akademik Bilişim

Konferansları, 1-2 Şubat 2001, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun. Verduin, J.R., CLARK, Jr.T.A., 1994. Uzaktan Eğitim: Etkin Uygulama Esasları. Çev.

Maviş, İ., Anadolu Üniversitesi Basımevi, Eskişehir. Volery, T., LORD, D., 2000. Critical Success Factors in Online Education. The

International Journal of Educational Management, 14(5), 216-223. Yalçınkaya, S., 2006. Web Tabanlı Uzaktan Eğitim Sistemi ve Çukurova

Üniversitesi Öğretim Elemanlarının Yatkınlıkları. Çukurova Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 89s, Adana.

Yeniad, M., 2006. Uzaktan Eğitimde Kullanılmak Üzere Web Tabanlı Portal Bir

Yazılımı Geliştirme. Çukurova Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 152s, Adana.

Yıldırım, Z., Özden, Y, 1998. Web Tabanlı Öğretim Materyali Geliştirme Modeli.

Türkiye 2. Uluslararası Uzaktan Eğitim Sempozyumu, Ankara. Yılmazçoban, S., Damkacı, F., 1999. İnternetin Eğitim Amaçlı Kullanılması,

Erişim Tarihi: 10.03.2013. http://www.inet-tr.org.tr/inetconf5/ tammetin/selami-tam.doc

Yurdadur, A., Çini, Ö., Doğan, M., 2007. Web Tabanlı Uzaktan Eğitimde Tasarım

Öğelerinin Öğrenme Üzerindeki Etkileri ve Öğrenci Tercihleri. IX.

67

Akademik Bilişim Konfreansı Bildirileri, 31 Ocak – 02 Şubat 2007, Dumlupınar Üniversitesi, Kütahya, 113-120.

68

EKLER

EK A. Fotoğraflar

69

EK A. Fotoğraflar

Şekil A.1. Tasarlanan sistem fotoğrafı

Sunucu İstemci

70

ÖZGEÇMİŞ Adı Soyadı : Osman ÇİMENLİ Doğum Yeri ve Yılı : Adana, 1985 Medeni Hali : Evli Yabancı Dili : İngilizce E-posta : osmancimenli@yahoo.com Eğitim Durumu Lise : Eğirdir Anadolu Lisesi, 1999-2002 Lisans : SDÜ, Teknik Eğitim Fakültesi, Bilgisayar Sistemleri

Öğretmenliği Mesleki Deneyim Eğirdir Teknik ve Endüstri Meslek Lisesi 2006- … (halen)