Merhaba değerli arkadaşlar. Bu yazımda üniversite öğrencilik dönemim boyunca beraber yol katettiğim, projeler geliştirdiğim, kendi alanlarında güzel işler yapan elektrik ve elektronik mühendisliği okuyan ve mezun olan arkadaşlarımın katkıları ile hazırladığım Bir Elektrik ve Elektronik Mühendisi Adayının Öğrenirse Kendine Katkı Sunacağı 10 Program adlı çalışmayı paylaşmak istiyorum.
Yazının içeriğini de okuduğunuzda anlayacaksınız ki sadece 10 program ile sınırlamayıp daha çok programdan bahsedeceğiz. Temelinde hali hazırda okuyan öğrenci arkadaşlarımıza bir nebze katkı sunmasını ve evde kaldıkları bu süre zarfında kendilerine bir bilgi katmalarını bekliyoruz.
Elektrik ve Elektronik Mühendisliği programlarını hazırlarken karşımıza Programlama Dilleri , Mekanik Tasarım ve Elektronik Tasarım olarak 3 farklı alana hitap eden programlar çıktı. Buradan da anlaşılacağı üzere bir Elektrik ve Elektronik Mühendisi önce programlama, sonra elektronik ve mekanik tasarım programlarını öğrenerek kendine ve mesleğine katkı sunuyor. Hepsi birbiriyle ve meslekle bağlantılı olan bu programlara haydi gelin bir göz atalım.
Programlama Dilleri
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan programlama dilleri C, C++, C#, Java, Assembly ve bonus olarak Python.
1- C , C++, C#
- C Programlama Dili
Her şeyin başı C. C dilini fakülteye başladığınızda öğrenmeniz gerekmekte. C dilini öğrenip üzerinde çalıştıkça diğer programlama dillerini de kavramanız, öğrenmeniz o kadar kolaylaşacaktır. Bir adım atmak önemli. Akabinde yine durmayıp kendine C++ katarak yoluna devam etmen gerekmekte. Gömülü sistemler üzerine çalışacaksan adın ve soyadın gibi bilmende fayda var.
C programlama dilinin günümüzde kullanılan birçok dil ile bağlantısı vardır. Java, JavaScript, C#, C++, Objective C, Go, Swift, Python, PHP, Arduino gibi birçok programlama dilinin temeli doğrudan veya dolaylı olarak C’ye dayanır.
Bilgisayar programlamada olduğu gibi elektronik programlamada da önemli bir yere sahiptir. C programlama dili ile PIC, ATMEGA gibi neredeyse tüm mikroişlemciler sahip oldukları derleyiciler ile derlenerek programlanabilirler.
- C++ Programlama Dili
C++, Object Oriented (Nesne Yönelimli) bir dildir. 1979 yılında Danimarkalı bir bilgisayar bilimci olan Bjarne Stroustrup, “Sınıflarla C” konusunda çalışmalara başlamıştır ve 1983 yılında bu çalışma “C++” adını almıştır. Böylelikle C temelli, nesne yönelimli ve gelişmiş özelliklere sahip bir dil geliştirilmiştir. 1985 yılında ilk kez “The C++ Programming Language” kitabı yayınlanmıştır. Aralık 2017’de Uluslararası Standardizasyon Kuruluşu (ISO) tarafından standartlaştırılmıştır.
Neredeyse tüm endüstriyel robot teknolojileri ve makinelerde, yapay zeka uygulamalarında ve birçok mikroişlemcide C++ programlama dili kullanılır.
- C# Programlama Dili
C++ gibi C dillerinden türemiştir. 2000 yılında Microsoft tarafından geliştirilmiş bir programlama dilidir. C++ gibi nesne yönelimli ve daha geniş programlama özelliklerine sahip bir programlama dilidir. C#’ın geliştirilme amacı basit, genel amaçlı, modern ve nesne odaklı bir dil olmasıdır. Hem işletim sistemlerinde hem de gömülü sistemlerde kullanışlıdır ve daha iyi derlenebilir bir yapıya sahiptir. Microsoft, dile özellik ekledikçe Visual Studio platformunda C# dilinin yeni versiyonlarını sunmaktadır.
2- Java / Assembly / Python
- Java Programlama
Java, 1995 yılında Sun Microsystems’tan James Gosling tarafından geliştirilen, nesne yönelimli ve çok amaçlı bir programlama dili ve bilgi işlem platformudur. Şu anda geliştirici marka olarak bilinen Oracle ile Sun Microsystems arasında bir ortaklık bulunmaktadır. Java, C ve C++ dillerinden türetilmiştir. İlk çıktığında daha kullanım alanı dar, kısıtlı bir platform olsa da geliştirilerek günümüzün en yaygın programlama dillerinden biri haline geldi. Java dili, Java derleyicisi ile derlenir. Derleme sonucunda “bytecode” adı verilen sanal bir makine dili ortaya çıkar. Bu bytecode, Java Sanal Makinesi tarafından işletilir. Bu sayede yazılım, sanal makine bulunan tüm platformlarda çalışmaktadır. Günümüzde özellikle kurumsal alanda ve mobil uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. C++ gibi Java programlama dili de robotik alanda kullanılan bir programlama dilidir.
- Assembly Programlama
Assembly ikili sayı sistemine en yakın programlama yapılabilen bir dildir. Makine dilinden kaynaklanan zorlukları gidermek için geliştirilmiştir. Makine dili ile kod yazmanın daha kolay ve anlaşılabilir kısa yoludur diyebiliriz. Bilgisayar donanımı olan işlemcinin kendine has dilidir ve Assembly ile doğrudan işlemci ve hafıza ile etkileşim kurulmaktadır. C, Visual Basic gibi dillere göre öğrenmesi daha zordur ancak diğer yapısal dillere göre daha yalın bir yapıya sahiptir. Assembly ile kod yazarken sistemin donanım özelliklerini bilmemiz gerekmektedir. Yani kullanılan mikroişlemcinin yapısına göre kodumuz farklılık göstermektedir.
Assembly dilini makine koduna çeviren programlara assembler denir. Assembler bir derleyici değildir. Derleyiciler bir kodun tamamını okurken, yorumlayıcı her satırı tek tek okumaktadır.
Assembly dili günümüzde çok az kullanılmaktadır. Cihaz sürücülerinde, embedded sistemlerde Assembly görmekteyiz. Üniversitelerin Bilgisayar Mühendisliği ve Bilişim Bilimleri, Elektrik- Elektronik Mühendisliği gibi bölümlerinde “Mikroişlemciler” dersi altında anlatılmaktadır.
- Python Programlama
1990 yılında Guido Van Rossum tarafından geliştirilmeye başlanmıştır. Günümüzde Python Gönüllüleri Vakfı tarafından geliştirilme süreci devam etmektedir. Günümüzün en popüler programlama dili Python’dır. Kolay öğrenilebilir, yazılabilir ve herhangi bir derleyiciye ihtiyaç duymadan programlanabilir bir dildir. Windows, Mac OS, UNIX, LINUX gibi işletim sistemleriyle uyumludur.
Python dilinin kullanım alanı oldukça geniştir ve nesne yönelimli, çok amaçlı bir dildir. Elektronik programlamada da kullanılmaktadır, hatta Raspberry Pi geliştirme kartı Python dili ile programlanmaktadır.
Python ile alakalı yine Fırat Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Yazılım Mühendisliği Bölümünden değerli arkadaşım Cahit İşleyen'in içerikler paylaştığı Python Earth sitesini takip edebilirsiniz.
Mekanik Tasarım Programları
3-Autocad
Autocad her mühendis adayının olmazsa olmaz CAD programıdır. Her alanda teknik resim mutlaka vardır. Teknik resmin olduğu her yerde Autocad olmazsa olmazdır. Temel ve orta seviye Autocad bilmek önemlidir. Elektrik ve Elektronik alanında daha çok projelerde, şantiyelerde, büyük tesislerde kullanılmaktadır. Yine bir binanın elektrik tesisatını Autocad ile çizip aktarabilirsiniz.
4- Solidworks
Solidworks, vektör tabanlı 3D çizimler yapabildiğiniz programlardan biridir. Esnek yapısı sayesinde pek çok program ile uyum sağlar ve çizim gerektiren her sektörde kullanabilirsiniz. Montaj modülü sayesinde ayrı ayrı oluşturduğunuz çalışmaları bir araya toplayabilir, animasyon eki ile hareketlendirebilirsiniz.
Elektrik ve Elektronik Mühendisliği okuyan arkadaşlarımızın Solidworks ne alaka dediğini duyar gibiyim ama şaşırmayın. Günümüzde 3 boyutlu yazıcı teknolojisi geliyor ve hemen hemen herkes hobi olarak bir 3 boyutlu yazıcı yapıyor. 3 boyutlu yazıcıda basacağınız baskıları Solidworks programında tasarlayabilirsiniz. Yine Solidworks son yıllarda yaptığı önemli adımlar ile Solidworks Electrical modülünü aktif etti. Bununla birlikte daha hızlı gömülü elektrikli sistem tasarımı için mühendislere yönelik özel araçlar ve sezgisel arayüzler ile elektrikli ürün tasarımını Solidworks Electrical ile kullanıma sundu.
Elektronik Tasarım Programları
5- Matlab
MATLAB, genellikle mühendislik alanındaki sistemlerin analizinde ve hesaplamalarında kullanılan bir programdır. MATLAB adı, Matrix Labratory kelimelerin birleşmesinden oluşmuştur. Lineer cebir, istatistik, optimizasyon, nümerik analiz, , fourier analizi gibi pek çok matematiksel hesaplamanın etkili ve hızlı şekilde yapılmasına olanak sağlayan MATLAB programı aynı zamanda 2D ve 3D grafik çizimi için de kullanılır.
6-KiCAD
KiCad, baskı devre kartları (PCB) ve elektronik devre şema tasarımı için açık kaynak EDA (Elektronik tasarım otomasyonu) programıdır. KiCad, Jean-Pierre Charras tarafında geliştirilmiştir.
Açık kaynaklı ücretsiz yazılımların, kapalı kaynaklı ve ücretli rakiplerini yakalayıp geride bıraktığı pek çok örneğe şahit olduk. Açık kaynaklı ve ücretsiz bir PCB tasarım programı olan KiCAD da bana göre piyasadaki pek çok PCB tasarım programından daha yetenekli. 1992 yılında Jean-Pierre Charras tarafından başlatılan projeye, 2013 yılından beri CERN katkıda bulunuyor.
KiCad için bir sene kadar önce udemy üzerinde denk geldiğim yine Fırat Üniversitesi'nden mezun olduğunu öğrendiğim Mekatronik Mühendisi Mustafa Akın'ın eğitimini izlemenizi tavsiye ederim. KiCad'de baştan sonra PCB tasarımını anlayarak uygulayarak öğrenmiş olursunuz.
Sürekli olarak geliştirilen programda temel PCB tasarım özelliklerinin yanı sıra, yüksek frekans tasarımlar için gereken differential pair, length matching, microwave hesaplama araçları ve 3B ön izleme gibi yetenekler de mevcut.
Şimdiye kadar, basit iki katmanlı tasarımların yanı sıra, dört katmanlı, üzerinde BGA elemanların bulunduğu, Diğer PCB tasarım programlarını aratmayacak kadar yetenekli bir yazılımdır.
7-Altium Designer
Altium Designer (eski adıyla Protel) uzun yıllar sektör tecrübesi ve dünya liderliğinin verdiği imkanlar ile ekonomik çözümlerine rağmen, içerdiği zengin fonksiyonel özellikleri sayesinde bugün her seviyden elektronik tasarım ihtiyacı olan firmaların öncelilkli tercih ettiği bir üründür.
Altium Designer, mühendislere tek bir uygulama ile tasarımın konseptten tamamlanmış ürün haline kadar getirilmesine olanak sağlayan dünyadaki ilk ve tek elektronik ürün geliştirme sistemidir. Altium Designer, donanım, yazılım ve programlanabilen donanımları bütünleştirici ortamı sayesinde birleştirir. Bu birleştirmeyi yaparken bir elektronik ürünün her yönünün tek bir sistem ile tasarlanmasını ve yönetilmesini sağlar. Bu da, modern tasarım data işletim kabiliyetleri ile birleşerek, Altium Designer’ın, geleneksel sınırları aşarak, daha zeki elektronik ürünlerin eskisinden daha hızlı bir şekilde tasarlamasını sağlamaktadır.
8-Proteus ISIS/ARES
Proteus bir elektronik çizim programıdır. Labcenter Electronics firmasının bir ürünüdür.Elektronik devrelerinizi bu program üzerinde çizerek, çalışıp çalışmadığını kontrol edebilir ve hatalarınızı program üzerinden görebilirsiniz ya da baskı devre çizimi yapabilirsiniz. Geniş bir kütüphaneye sahip olan proteus’u internette kolayca bulup indirebilirsiniz. Basit ve kullanışlıdır.
Proteus’ta ISIS ve ARES olmak üzere iki çizim seçeneği mevcuttur. Bunları kısaca açıklamak gerekirse: ISIS, devreleri çizmemize ve çalışıp çalışmadığını anlamaya yarar; ARES ise yapacağınız çizimin baskı devresini çıkarmanıza yarar.
9- Eagle
Autodesk ailesinin bir üyesi olan Eagle; elektronik devre tasarımı yapan birçok kişinin kullandığı en yaygın layout editörüdür. Elektronik devrelerin şemalarını çıkartabilir ve bunları Autoroute özelliğini kullanarak PCB (baskılı devre) oluşturabilirsiniz. Diğer layout programlarına göre dezavantajı ise simulasyon yapamamasıdır.
10- Microsoft Office Programları
Her mühendisin bilmesi gerektiği gibi Elektrik ve Elektronik Mühendisi adayınında bilmesinde fayda var. Office programları, sadece mühendislikte değil her alanda öğrenilmesi gereklidir. Herhangi bir şirkete iş başvurusunda bulunduğunuz zaman genellikle bilinmesi zorunlu tutulur. Çoğu kişi tarafından da bilindiği düşünülür. Ancak özellikle Excel çok geniş kapsamlı bir programdır. Formül yazabilir, grafikler oluşturabilirsiniz. Office programları bilmeniz durumda sizlere her alanda yardımcı olacaktır.
Ezcümle, öğrenirseniz kendinizde fark yaratmaya başlayabilirsiniz. Biz temel olarak kullanılabilecek programları listelemeye çalıştık. Çalışılan sistemler ve iş koluna yönelik programlar çeşitlilik göstermektedir. Hangi alanda ilerlemek istiyorsanız o alanda kullanılan programlama dillerini, mekanik ve elektronik programlarını öğrenmenizde fayda var.
Gelecek yazılarda görüşmek dileğiyle, sağlıcakla kalın.
Teşekkür
Bu yazının ortaya çıkmasında katkı sunan Fırat Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinden değerli arkadaşım Mücahit Toygar ve aynı bölümden mezun olan Mühendis arkadaşım Yavuz Pişken’e teşekkür ederim.
Kaynakça
Robotistan
Elektrikport
Solidworks Türkiye
Wikipedia
Turhan Can Kargın
Bonus
Python için : Python Earth
KiCad için : Mustafa Akın