Temel Elektroniği Ateşböceği Yaparak Öğrenmek

• Elektroniki hiç bilmeden, ateşböceğini taklit eden bir devre yaparak temellerini öğrenme öykümü anlatıyor
• Astable Multivibrator gibi minimum bileşenli devrelerle LED'in yanıp sönme işlevini nasıl uyguladığını incelerim
• Sadece gece çalışan ve yanıp sönme hızı yavaş bir karakter için LDR ve potansiyometre gibi farklı bileşenleri deneme deneyimi edindim
• Başarısızlıklar ve arızalarla birlikte doğrudan deneyimden elde edilen dersleri samimi bir şekilde paylaşıyorum
• Yeni bir şey denemenin verdiği odaklanma ve keyfin önemini yeniden kavrıyor

---

Genel Bakış

Elektronik bilgisi tamamen yokken, kaybolan ateşböceklerini özleyen yazarın, doğrudan ateşböceği taklit eden bir ışık düzeni yapmaya karar vererek başladığı yolculuk bu. Bu yazı, başarıları, hataları ve deneme-yanılmaları açıkça kaydettiğim gerçek bir tecrübe anlatımıdır. Hedefim hem temel elektronik öğrenmek hem de kendi kendine çalışan bir “ateşböceği” üretmekti.

İlk Denemeler ve Devre Kurulumu

• Astable Multivibrator adlı devrenin LED'i otomatik olarak açıp kapatmasını sağladığını öğrendim
• Gerilim ve akım farkını dahi bilmediğim halde direnç, kondansatör, transistör gibi her bir parçanın temel prensibini adım adım öğrendim
• Yapay zeka chatbotları ve YouTube'dan minimum teorik bilgiyi edinip, parçalar mağazasından parçaları alarak ilk devreyi kurdum
• Şaşırtıcı biçimde ilk denemede LED'in düzgün şekilde yanıp sönmesini gördüm

Geliştirme ve İleriye Taşıma Süreci

• Geri bildirim sürecinde fark edilen sorunlar
  • LED günün 24 saati boyunca yanıp sönüyordu
  • Yanıp sönme hızı gerçek ateşböceklerine göre çok hızlıydı
• LED’in sadece geceleri çalışması için LDR (Light Dependent Resistor) kavramını devreye ekledim
  • LDR’ı devreye bağlayarak LED’in yalnızca karanlıkta yanmasını başardım
  • Seri bağlanmış ek bir dirençle ışığa duyarlılığı ayarlayabildiğimi keşfettim
• Yanıp sönme hızını ayarlamak için potansiyometre kullandım
  • Direnç değerini kolayca ayarlayarak LED yanıp sönme periyodunu 1-5 saniye aralığında ayarladım
  • Kondansatör değerini deneysel olarak değiştirip optimize ettim
• Deneme sürecinin tekrarlanabilirliğini artırmak için doğrudan bir Astable Delay simülatörü geliştirip web üzerinden kullandım
  • Beklenen yanıp sönme periyodunu gerçek devre sonuçlarıyla karşılaştırdım

Güç Yönetimi ve Doğrulama

• Devrenin güç tüketimini multimetre ile doğrudan ölçtüm
  • Düşük kapasiteli kondansatör ile yüksek direnç kombinasyonunun pil ömrü açısından avantajlı olduğunu gördüm
  • Kendi geliştirdiğim Battery Life Calculator ile yaklaşık 8 aylık pil ömrü hesapladım

Deneme-yanılma ve Çözüm Süreci

• Sorun (Incident) #1: Jumper Wire Sorunu
  • Devre aniden çalışmamaya başlayınca parçaları tek tek kontrol ettim ve jumper wire temas hatasıyla yüksek direnç problemi tespit ettim
  • Sonrasında güvenilirliği artırmak için “hookup wire” ile değiştirdim
• Sorun (Incident) #2: Simülatör Kullanım Hatası
  • tinkercad.com ve falstad.com'da gerçek devre simülasyonları denedim ama karmaşık devrelerde çalışmadıklarını gördüm
  • Bazı çevrimiçi simülatörlerin karmaşık analog devrelerde eksik kaldığını fark ettim
• Sorun (Incident) #3: Lehim Dumanı
  • Lehimleme sırasında çıkan dumanın solunumu etkilediğini bizzat yaşadım
  • Eski bir CPU soğutucu fanı ve 12V adaptör kullanarak geçici bir duman emiş ünitesi (çeken cihaz) yaptım
• Sorun (Incident) #4: Parça Geri Kazanımı
  • Gece saatlerinde ilave kondansatöre ihtiyaç doğdu
  • Atılmış bir güç kartından parçaları çıkararak yeniden kullandım
• Sorun (Incident) #5: Gerçek Ateşböceği Testi
  • Tamamlanan devreyi karanlık bir odada gözlemleyerek gerçek ateşböceğini taklit etmede başarılı oldum

Donanımın Tamamlanması ve Çeşitli Üretimler

• Devreyi kapatıp monte etmek için sıcak yapıştırıcı, uygun fiyatlı 3D kalem gibi malzemelerle stabil çalışan ayaklıklar ve muhafazalar yaptım
• Breadboard, dead-bug yöntemi gibi farklı biçimlerde toplam 5 adet “ateşböceği” üretip dışarıda kurulum yaptım
• Gece birden fazla ışığın karanlıkta yanıp sönmesini görünce derin bir memnuniyet ve gurur hissettim

Geriye Dönük Değerlendirme ve Gözlemlerim

• Bu proje aracılığıyla yeni bir şeye atılmanın gerçek odaklanma ve gelişim zevkini bir kez daha yaşadım
• Eski bir programlama dili başlangıcı dönemindeki heyecana benzer bir heyecan hissettim
• Bundan sonra daha uzun ömürlü ve daha akıllıca parlayan ateşböcekleri yapmak için isteğim arttı
• Sonuçta, öğrenip üretirken yaşadığım çarpışmaların kendisi en anlamlı olanıydı

Sonuç

• Elektroniği bir pratik proje olarak başlamak, hatalar ve deneme-yanılmaların tamamının değerli bir öğrenme parçası olduğunu hatırlattı
• Ateşböceği devresi, çalıştırma, test, yaratıcı geliştirme gibi adımlarla mühendislik zihniyetini geliştiren güçlü bir giriş projesidir
• Bu yolculuk devam edecek

[GN⁺]

Hacker News görüşleri

• Ateşböceklerini gerçekten çok seviyorum, ama son birkaç yıldır bir yerlere kayboldular; artık karanlık gecelerde o küçük parlayan noktaları göremiyorum. Özlemi beklediğimden daha büyükmüş. Nedenini tam bilmiyorum ama ışık kirliliği ve tarım ilaçları büyük etkenler; tüm böcek popülasyonları ciddi biçimde azalıyor. Hatta Almanya’daki doğa koruma alanlarında 25 yılda uçan böceklerin dörtte üçünün yok olduğuna dair bir haber de var bağlantı

  • Bildiğim kadarıyla ateşböcekleri çim kimyasallarına ve ışık kirliliğine karşı çok hassas. Larva halinde 2 yıl geçiriyorlar ve ergin olarak yerde yalnızca birkaç hafta kalıyorlar. Çim için kullanılan böcek ilaçları larvaları öldürüyor, ışıklar da çiftleşmeyi bozuyor.
  • Bir başka neden de insanların dökülen yaprakları temizlemesi. Ateşböcekleri yumurtalarını yaprak yığınlarına bırakıyor; yaprak yoksa çiftleşmek için gelecek ateşböcekleri de olmuyor.
  • Eskiden gece araba sürerken ön camın böceklerle dolduğunu hatırlıyorum. Artık öyle değil.
  • 30 yıl önce Houston’daki Heights bölgesine taşındığımda burası ateşböcekleriyle ünlüydü, ama eski mahalle sakinleri o zaman bile eskisi kadar iyi olmadığını söylemişti. Yaklaşık 20 yıl önce neredeyse hepsi kayboldu.

• Yazılım temiz görünüyor ama şemanın bu kadar dağınık olmasıyla arasındaki tezat gerçekten çarpıcı. Buna rağmen çalışıyor olması etkileyici. Bugün çoğu insan bir mikrodenetleyiciye zamanlayıcı koyup geçerdi ama bence bunun içinde hiç eğlence yok. Analog tasarımın kendine özgü minimalist bir zarafeti ve elektroniği olduğu gibi ele almanın özel bir tatmini var.

  • Bugün çoğu maker topluluğu ucuz, hızlı ve kolay çalışan yöntemleri tercih etme eğiliminde, ama benim deneyimime göre DIY synth topluluğu bunun tam tersi. Son derece temel devreleri seviyorlar, hatta IC kullanmaktan bile kaçınmaya çalışıyorlar; belirgin temellere sahip sade yapıları tercih ediyorlar.
  • Analog devreler gerçekten heyecan verici bir alan. Hâlâ çok az keşfettiğim için daha da büyüleyici geliyor. Eskiden vakum tüpleriyle de uğraşmıştım ve çok keyifliydi. Transistörler bir süre bana fazla zor gelmişti ama Forrest Mims III’ün kitaplarını temel alarak bir transistör oyun alanı yaptım ve mantık kapıları kurarak alıştım. İlgili kaynaklar için buraya ve buraya bakabilirsiniz.
  • Yakın zamanda uzun bir aradan sonra bunlarla tekrar uğraştım ve 2025 itibarıyla sarı bir LED’i sürebilecek birkaç GPIO’su olan basit bir Arduino tarzı yonga setinin ne kadar ucuza bulunabildiğini merak ettim.
  • Elektronik şema gösteriminin gerçek çalışma yönünün tersine çizilmesine herkesin bunu normal karşılaması hâlâ bana garip geliyor.

• Yazarın ateşböceği görme deneyiminin azalmasının temel nedenlerinden biri, böcek popülasyonlarının dünya genelinde her yıl %2 ila %10 arasında düşmesi ilgili bağlantı

  • Bu gerçekten sarsıcı bir durum gibi geliyor.

• Bu yazı bende birçok duygu uyandırdı. Philip K. Dick’in "Androidler Elektrikli Koyun Düşler mi?" romanında savaşın ardından yaban hayvanları yok oluyor ve çoğu insan elektrikli hayvanları evcil hayvan olarak besliyor. Bu gönderideki yaratıcı elektronik ateşböceği, yapay aydınlatma ve LED ışık kirliliğinin gerçekten de ateşböceklerinin çiftleşmesini ve iletişimini bozarak popülasyonlarını azalttığını düşününce daha da hüzünlü ve anlamlı geliyor çalışma1, çalışma2

• Elektronik mühendisliği lisansım olmasına rağmen devreleri, özellikle de transistörlü devreleri hâlâ pek anlamıyorum. Elektrik/elektron akışını farklı şekillerde hayal etmeye çalıştım ama her şeyi %100 açıklayan bir düşünce modeli bulamadım. Kafamda değişkenleri topluca hesaplamaktan ziyade, algoritmik bir akış gibi adım adım ilerleyen düşünmeyi tercih ettiğim için zorlanıyor olabilirim.

  • Lisans sırasında her hafta farklı bir problemi yeni bir analog devreyle çözmek zorunda olduğumuz inanılmaz zor bir ders almıştım. Başta sadece BJT, direnç ve kapasitör kullanabiliyorduk; sonra transistörlerle doğrudan bir 555 timer yapıp “IC kullanım iznini” açıyorduk. En sonunda opamp ve daha çeşitli IC’ler kullanabiliyorduk. 20 yıl geçmiş olmasına rağmen o ders sayesinde analog elektroniğe dair sezgisel bir anlayışım kaldı. Kısayol yok; en önemli şey istikrarlı emek. Bugün yapay zeka ile öğrenme konuşulurken de özünde en önemli şey yine motivasyon. Yapay zeka öğrenme sürecini daha keyifli hale getirebilir ama özü değiştirmiyor.
  • Kafam bunu sürekli “GPIO’ya 0x69 yazarsan LED yanar” seviyesinde bitirmeye çalışıyor ve bu yüzden ilerleyemediğimi hissediyorum.
  • Benim aldığım eğitim (Electronic Engineering BEng) buna daha uygundu; genel Electrical Engineering BEng ise daha çok güç, kontrol ve motorlar tarafına odaklanıyordu, yani bu hobi devrelerinden farklı bir alandı.

• Programlamayla başlamıştım ama analog devreler hakkında hiçbir şey bilmiyordum. Radio Shack’in 160-in-one kitini takip ederek bir şeyler yapmıştım ama her parçanın sanki bir taşıma bandındaki iş istasyonu gibi yalnızca kendi görevini yaptığını sanıyordum. Sonunda üniversitede LRC devrelerini öğrenip işin içine dalga ve titreşim kavramları girince ancak devrelerin o büyülü çekiciliğini hissettim. Asıl ilginç olan, tek tek bileşenlerden çok bunları birleştirip bir “dalga sistemi” oluşturmak. Akım ve gerilimi kontrol ederek çok farklı şekillerde kullanabiliyorsunuz.

  • Çocukken RadioShack’in ScienceFair Advanced Electronics Lab (300 proje kiti) setine sahiptim ürün fotoğrafı. Daha dün çok eski bir elektronik dükkânında ona tekrar rastladım ve nostaljiye kapılıp bunu yeğenime mi versem, yoksa yükseltip mi versem diye düşündüm. Bakınca iki şey fark ettim: 1) LRC devreleri gibi konular osiloskop olmadan gerçekten anlaşılamıyor; çocukken ucuz da olsa bir osiloskobum olmasını çok isterdim. 2) O kitin açıklamaları çok zayıftı ve yaratıcı keşfi teşvik etmiyordu. Anlatım yetersiz olduğu için kavramları tam öğrenemedim; üniversitede ancak düzgünce kavradım. O kitte en eğlenceli şey sonunda kırmızı LED yakmaktı ama sembollere ve breadboard’a aşinalık kazandırdığı için elektriğe karşı bir yakınlık da oluşturdu.
  • Acaba bugünlerde Radio Shack’in eski kitlerinin yerini tutabilecek iyi bir kit var mı diye merak ediyorum.
  • 160-in-one’ı gerçekten çok istemiştim ama hiç sahip olamadım. Onun yerine pek çok Radio Shack montaj kiti yapmıştım.

• Böceklerin kaybolduğunu balık tutarken de hissediyorum. Ömrüm boyunca balık tuttum ve yaşlı balıkçılar da böceklerin azaldığını sık sık söylüyor. Eskiden çok iyi iş yapan yemlerin artık işe yaramamasının nedeni, balıkların o böcekleri nesiller boyunca deneyimlememiş olması olabilir diye düşünüyorum.

  • Ben de bunu duymuştum ama benim deneyimime göre en büyük neden böcek ilaçları. Sivrisinekleri, pireleri, karıncaları, hamamböceklerini yok etmek için zehir püskürtünce sonunda bütün böcekler azalıyor. Ben çim bakım hizmetimi iptal edince yiyecek arayan kuşlar geri geldi, lantana çiçeklerine kelebekler doldu ve geceleri de epey ateşböceği görmeye başladım.

• tinkercad.com’un devre simülatöründe basit devreler düzgün çalıştı ama benim yaptığım astable multivibrator devresi doğru çalışmadı. falstad.com/circuit’te de aynı sonuç oldu. Bu tür simülatörlerin karmaşık devrelerde sık sık iyi çalışmadığını fark ettim. macOS’ta ya da çevrimiçi kullanılabilecek, hobi amaçlı devre tasarım/simülasyon yazılımı varsa gerçekten öneri almak isterim. kicad, diylc, fritzing gibi birçok şeyi denedim ama işe yarar bir şey bulamadım. Hatta bu yazılımları yapan insanların zihninin belirli bir şekilde bozuk(?) olduğunu düşünecek hale geldim. Benim ideal yazılımım elektronik ve mekânsal devre tasarımı, çalışma testi ve kart üretimini (özellikle stripboard desteğiyle) bir arada sunardı.

  • Programcı içgüdüsüyle “devre simülatörü yapmak o kadar da zor görünmüyor?” diye düşünüyorum ama bugüne kadar bunun düzgün çözülmemiş olması beni daha da düşündürüyor.
  • Benim hobi deneyimimde en iyi yöntem devre tasarımıyla simülasyonu ayrı programlarda yapmak oldu. Simülasyon için LTspice, kart tasarımı için KiCad/EasyEDA kullanıyorum. Bu tür yazılımlarla iyi anlaşmak için oldukça kendine özgü bir düşünme biçimi gerekiyor gibi. Örneğin LTspice’ta simülasyonda bileşen değerlerini değiştirebilmek güzel ama öğrenmesi insanı ciddi biçimde zorlayan, sinir bozucu derecede çetin bir süreç.
  • Astable multivibrator’ün ne olduğunu bilmediğim için tekrar sormak istiyorum.

• Simülatörün düzgün çalışmaması, gerçek devrenin parazitik özelliklerden yararlanıyor olmasından kaynaklanıyor olabilir diye düşünüyorum. Örneğin joule thief devresinde görünürde capacitor yoktur ama fiziksel bileşenlerin kendi direnç, endüktans ve kapasitansları gerçek çalışmayı etkiler.

• Ateşböcekleri ışığa tepki vererek de yanıp sönebilir. Çok hassas bir ışık sensörü bulunursa bu “elektronik ateşböcekleri” birbirleriyle iletişim kurabilir gibi geliyor. Hatta gerçek ateşböcekleriyle bile iletişim kurabilirler belki. Yalnız devre, yalnızca ortam parlaklığındaki değişime tepki verecek şekilde tasarlanırsa gündüz sürekli tetiklenmesi engellenebilir.

  • Basit bir CdS fotosel ve transistör kombinasyonuyla bile bu yapılabilir. Gerçek ateşböcekleri de bu şekilde senkronize oluyor. Devrenin tetikleyici transistörüne CdS fotoseli ve bir direnci seri bağlarsanız dış ışık darbelerine yanıt vererek yanar, ama aynı zamanda kendi kendine yanıp sönmeyi de sürdürür.
  • Le Dominoux adlı ürün de 555 ile benzer şekilde çalışıyor ve birbirini tetikliyor video
  • San Francisco böcek müzesinde bir sanat eseri yapılmıştı; orada her ateşböceğine fotodiyot takmışlardı. Karanlık bir ortama yerleştirip pencerelere filtre uygulamışlardı; böylece ateşböcekleri birbirlerinin yanıp sönmesini yeterince algılayabiliyordu.
  • Benim de benzer bir düşüncem olmuştu: Yapay ateşböcekleriyle gerçek ateşböceklerini geri çağırabilir miyiz diye hayal etmiştim. Ama gerçek ateşböceklerinin ışık sinyalleri çiftleşme mesajları olduğu için, foton temelli bu iletişimin asla tek bir LED’in rastgele yanıp sönmesinden ibaret olmayan, çok daha karmaşık bir sistem olduğunu düşünüyorum. Sonunda ateşböcekleri “garip sinyalleri görmezden gelip” uzaklaşacaktır gibi geliyor.