Ana Sayfaya Dön
TÜBİTAK için hazırlanan öğrenci projesi

Akıllı Su Kolyesi — Ayrıntılı Proje Dosyası

Jüri, danışman öğretmen ve veli incelemesi için hazırlanmış kapsamlı araştırma ve planlama dokümanı.

Proje Sahibi:

Neime Nurmuhmmad

Tasarım ve Prototip Planlama
A

Proje Özeti

Proje Adı

Akıllı Su Kolyesi

Proje Sahibi

Neime Nurmuhmmad

Mevcut Durum

Tasarım ve Prototip Planlama Aşaması

Planlanan Kullanım Alanı

İlkokul & Ortaokul Öğrencileri Günlük Yaşam

Amaç: Çocukların okul saatleri ve oyun esnasında su içmeyi unutmasını önlemek; karmaşık ve pahalı tıbbi sensörlere ihtiyaç duymadan, neşeli sesli ve ışıklı hatırlatıcılar ile çocuğun kendi içtim onayını bir araya getiren pedagojik bir rutin oluşturmaktır.

B

Problem ve Motivasyon

Okul çağındaki çocuklar, ders yoğunluğu, teneffüslerdeki hareketli oyunlar ve arkadaş ortamına daldıklarında susuzluk hissini kolayca öteleyebilmekte ve gün boyunca yeterli su içmeyi unutabilmektedir.

Ebeveynler ise çocukları okuldayken onların su içip içmediğini doğrudan takip edememektedir. Okulda akıllı telefon kullanımının yasak veya sınırlı olması, çocukların bildirim saatlerini yönetmesini zorlaştırmaktadır.

Temel Motivasyon: Çocuğu kısıtlamayan, ekran bağımlılığı yaratmayan, boynunda güvenle taşıyabileceği hafif ve sevimli bir cihazla kendi sorumluluğunu kazanmasına destek olmak.
C

Araştırma Sorusu

“Sesli, ışıklı ve ekranlı hatırlatmalar ile çocuğun kendi bildirimine dayalı takip, düzenli su içme davranışını desteklemeye yardımcı olabilir mi?”

D

Önerilen Çözüm

Proje kapsamında önerilen çözüm dört temel bileşenin uyumuna dayanır:

1. Giyilebilir Kolye

OLED ekran, RGB LED, mikrofon ve hoparlör barındıran; hafif, kopma emniyetli gövde.

2. Yerel Çevrimdışı Kayıt

İnternet ve hücresel ağ gerektirmeksizin flash bellekte zaman damgalı içtim onaylarını saklama.

3. Evde BLE Senkronizasyonu

Eve gelindiğinde veli telefonunun Bluetooth kapsama alanına girince verileri aktarma.

4. Veli Yönetim Arayüzü

Zamanlı hatırlatma programlama, veli sesli mesajı yükleme ve günlük rutin gözlemi.

E

Örnek Kullanım Senaryosu

  1. 1Sabah Hazırlığı ve Programlama:Veli, mobil uygulamada günün hatırlatma saatlerini (örn: 10:00, 11:30, 13:00, 14:30) belirler ve isterse kendi sesiyle kısa bir sevgi dolu uyarı mesajı kaydeder.
  2. 2Cihaza Aktarım:Evden çıkmadan önce Bluetooth bağlantısı sırasında hatırlatma programı ve ses dosyası kolyeye aktarılır.
  3. 3Okulda Zamanında Hatırlatma:Belirlenen saatte kolye, internete ihtiyaç duymadan OLED ekranında “Su zamanı! 💧” gösterir, RGB LED ışığı yanar ve velinin sesli mesajını çalar.
  4. 4Çocuğun “İçtim” Butonuna Basması:Çocuk matarasından suyunu içer ve kolye üzerindeki “İçtim” butonuna basar. Cihaz hafızasına zaman damgalı bir onay işlenir.
  5. 5Akşam Eve Dönüş ve Senkronizasyon:Çocuk eve geldiğinde kolye, ebeveyn telefonunun Bluetooth kapsama alanına girer. Uygulama günün kayıtlarını telefona çeker ve veli günlük özeti inceler.
F

Sistem Mimarisi ve Veri Akışı

1. Çocuktan Veliye Onay Akışı (Eve Gelince Aktarım)

Çocuk “İçtim” Butonuna Basar
Kolye Flash Belleğine Yerel Kayıt
Evde Bluetooth ile Eşleşme
Veli Uygulamasında Görüntüleme

2. Veliden Kolyeye Program & Ses Akışı (Önceden Yükleme)

Veli Saati & Ses Mesajını Belirler
Bluetooth Bağlantısıyla Kolyeye Aktarım
Okulda Belirlenen Saatte Çevrimdışı Oynatma
G

İşlev Tablosu

İşlevAçıklamaDurum
Zamanlı HatırlatmalarBelirlenen saatte ekran, LED ve hoparlör ile uyarıİlk prototipte planlanıyor
“İçtim” Butonu KaydıÇocuğun butona basarak zaman damgalı onay oluşturmasıİlk prototipte planlanıyor
Bluetooth Veri AktarımıEvde eşleşen telefona kayıtları aktarma ve program almaİlk prototipte planlanıyor
Veli Sesli Mesaj OynatmaÖnceden yüklenen ebeveyn ses kaydını hatırlatmada çalmaİlk prototipte planlanıyor
Cihaz Üzerinde Ses Tanıma‘İçtim’ gibi sınırlı 1-2 kelimeyi mikrodenetleyicide algılamaGeliştirme hedefi
Ultra Düşük Güç (Deep Sleep)Bildirim aralarında işlemciyi uyutarak pil ömrünü uzatmaGeliştirme hedefi
H

Ayrıntılı Malzeme Planı

BileşenGöreviSeçim Notu
ESP32 / Deneyap KartıDüşük güç tüketimi, dahili Bluetooth ve zamanlama yönetimi için temel işlem birimi.Geliştirme sürecinde Deneyap Kart veya ESP32-WROOM modülü pin ve hafıza ihtiyacına göre değerlendirilecektir.
Küçük OLED EkranGünün kelimesini, sevimli maskotu ve içtim bildirim durumunu gösteren düşük enerjili ekran.0.96 inç I2C SSD1306 veya benzeri düşük güçlü bir ekran birimi planlanmaktadır.
Mikrofon BirimiKullanıcı tarafından fiziksel düğmeyle başlatılan ses kayıtları ve ilerideki komut algılama için giriş.Sürekli açık kalmayan, yalnızca butona basıldığında aktifleşen analog veya I2S mikrofon modülü.
Hoparlör & Ses SürücüsüVelinin kaydettiği sıcak sesli mesajları ve yumuşak uyarı melodilerini oynatan minyatür hoparlör.8 Ohm 0.5W mikro hoparlör ve MAX98357A / PAM8403 sınıfı mini amplifikatör devresi.
RGB LED ModülüSu içme saatlerinde nazik ışık efektleri ve şarj durumu için çok renkli bildirim.Gövde kenarından yumuşak sızan adreslenebilir WS2812B mini LED veya 5mm difüzörlü RGB LED.
Fiziksel Kontrol DüğmeleriÇocuğun parmağıyla kolayca hissedip basabileceği “İçtim” butonu ve menü geçiş düğmeleri.Yumuşak basış hissi veren, kazara basılmaları önleyecek korumalı mikro tactile anahtarlar.
Şarj Edilebilir Pil & DevreTüm gün okul kullanımını sağlayacak hafif lityum polimer pil ve korumalı TP4056 şarj devresi.3.7V 350-500 mAh Li-Po pil; aşırı şarj/deşarj koruma devresi ile birlikte entegre edilecek.
Ergonomik Gövde & Emniyetli AskıÇocuk cildine dost, yuvarlatılmış hatlara sahip darbelere dayanıklı gövde ve kopabilir emniyet askısı.PLA/PETG 3D baskı ile prototiplenecek; boyun askısı aşırı çekmede kendiliğinden açılan klipse sahip olacaktır.
Not: Bellek kapasitesi, ses dosyası saklama alanı (SPIFFS/LittleFS) ve saat yönetimi (RTC) ihtiyaçları prototip kart seçiminde detaylandırılacaktır. Kesinleşmiş ticari BOM değildir.
I

Prototip Geliştirme Adımları

1

İhtiyaçların Belirlenmesi

Çocuk ergonomisi, su hatırlatma saatleri ve veli beklentilerinin analiz edilmesi.

2

Temel Arayüz Tasarımı

OLED ekran menü akışlarının ve buton girişlerinin kodlanması.

3

Sesli ve Işıklı Hatırlatma

Buzzer/hoparlör sürücüsü ve RGB LED bildirim algoritmalarının entegrasyonu.

4

Kayıt ve Zamanlama

Dahili RTC/timer ile çocuğun buton basışlarının hafızada saklanması.

5

Bluetooth Veri Aktarımı

ESP32 BLE GATT servisleri üzerinden telefon ile güvenli veri transferi.

6

Veli Arayüzü Prototipi

Kayıtları listeleyen ve mesaj yükleyen mobil arayüzün oluşturulması.

7

Gövde Prototipi

3D yazıcı ile kopabilir emniyet klipsli yuvarlak gövde üretimi.

8

Kullanılabilirlik ve Teknik Testler

Pil ömrü, Bluetooth çekim mesafesi ve buton ergonomisi testleri.

J

Değerlendirme Planı

Prototip tamamlandığında aşağıdaki teknik ölçütlerin laboratuvar ortamında test edilmesi planlanmaktadır:

  • Zamanlama Doğruluğu: Hatırlatmaların ayarlanan dakikada ±1 saniye hassasiyetle tetiklenmesi.
  • Kayıt Güvenilirliği: Düğmeye basıldığında kayıtların hafızaya hatasız işlenmesi ve güç kesintisinde silinmemesi.
  • Senkronizasyon Bütünlüğü: Bluetooth aktarımında paket kaybı veya mükerrer kayıt oluşmaması.
  • Pil Dayanımı: 350 mAh pil ile tipik bir okul gününde (8 saat) şarj ihtiyacı duymadan çalışabilme.
  • Kullanılabilirlik Gözlemi: Yaş grubundaki çocuklarla arayüzün anlaşılabilirliği ve düğmeye basma rahatlığının gözlemlenmesi (planlanan çalışma).
K

Tasarımda Dikkat Edilecek Noktalar

Kopabilir Emniyetli Boyun Askısı

Oyun esnasında takılma veya çekilme durumunda kendiliğinden açılan mekanik klips.

Yuvarlatılmış Gövde Geometrisi

Keskin kenar içermeyen, darbelere karşı korunaklı yumuşak damla formu.

Ses ve Işık Düzeyi Ayarı

Sınıf ortamında rahatsızlık vermeyecek makul ses şiddeti ve kısılabilir LED parlaklığı.

Veri Gizliliği ve Güvenliği

Konum takibi veya sürekli ses kaydı yapılmaz; gereksiz kişisel veri toplanmaz.

L

Sık Sorulan Sorular (SSS)

Projenin sınırları, çalışma prensibi ve teknik detaylarıyla ilgili en sık merak edilen noktalar.

Hayır. Mevcut proje kapsamında kolye içilen suyun hacmini (ml/litre) veya çocuğun hidrasyon seviyesini otomatik olarak ölçmez. Kolye üzerindeki kayıtlar, çocuğun su içtikten sonra 'İçtim' butonuna basmasıyla oluşturulan öz bildirim kayıtlarıdır.