Elektronik: dört sürücüyü bağla
İki dersten oluşan bir hikayenin ikinci yarısındasın. Mekanik dersinde dört mecanum tekerleğini yerine taktın; şimdi o dört tekerleğe güç ve komut gidecek. İyi haber şu: bu bağlantının mimarisini zaten biliyorsun. Diferansiyel modülde iki sürücülü bir robot kurdun. Burada değişen tek şey, aynı şeyin dört tane olması. Kötü sürpriz yok; sadece daha fazla kablo ve daha fazla dikkat var.
- Diferansiyeldeki güç mimarisini dört sürücüye ölçekleyeceksin.
- Sekiz sinyal pinini köşe köşe doğru eşleştireceksin.
- Dört motorun aynı anda çektiği akımın neden önemli olduğunu bileceksin.
- Etiket disipliniyle "hangi sürücü hangi teker" karmaşasını baştan önleyeceksin.
Kanca: iki mi, dört mü? (10 dk)
Diferansiyel robotunda iki motor vardı: sol ve sağ. Her birinin kendi sürücü kartı, yani kendi BTS7960'ı vardı. Şimdi mecanum robotunda dört motor var: ön sol, ön sağ, arka sol, arka sağ. Videoda iki kartı yan yana gördün.
Sınıfça bir dakika düşün ve tahminini söyle:
- Dört motor için kaç tane sürücü kartına ihtiyacın var?
- Her sürücü ESP32'den iki sinyal kablosu alıyordu. Dört sürücü için toplam kaç sinyal kablosu gerekir?
- Pil hâlâ tek. O tek pilin gücü şimdi dört motora bölünecek. Sence bu bir sorun mu, değil mi?
Tahminlerini bir kenara yaz. Bu dersin sonunda hepsini test edeceğiz.
Kur ve keşfet: dört köşeyi diz (20 dk)
Henüz pil takmıyoruz. Önce her şeyi masada kuruyoruz, kontrol ediyoruz, sonra güç veriyoruz. Bu sıra her elektronik işinde aynıdır ve seni yanlış bağlantının vereceği zarardan korur.
- Dört sürücüyü köşe düzeninde diz. BTS7960 kartlarını, robotun üstten görünüşü gibi masaya yerleştir: sol üst, sağ üst, sol alt, sağ alt. Böylece masadaki düzen, robottaki köşelerle birebir aynı olur. Bu küçük numara, ilerideki karmaşanın yarısını daha başlamadan siler.
- Her sürücüyü etiketle. Dört kart birbirinin tıpatıp aynısı. Şimdi bant yapıştırıp köşesini yazmazsan, on dakika sonra hangisinin hangi teker olduğunu ayırt edemezsin. Bantları yapıştır ve yaz: FL (ön sol), FR (ön sağ), BL (arka sol), BR (arka sağ).
- Güç mimarisini hatırla ve dörde böl. Diferansiyeldeki güç zincirini gözünde canlandır: pil → anahtar → sigorta → Wago artı hattı; pilin eksisi → Wago toprak hattı; XL4005 regülatör 12V'u 5V'a düşürüp ESP32'yi besler. Bu zincir birebir aynı kalıyor. Tek fark şu: Wago artı hattından iki değil dört kalın kırmızı kablo çıkacak (her sürücünün B+ ucuna bir tane), Wago toprak hattından da dört kalın siyah kablo çıkacak (her sürücünün B- ucuna bir tane). Wago klemens, bir kabloyu birden çok kabloya dağıtan ortak buluşma noktasıdır.
- Sekiz sinyal kablosunu tahmin et. ESP32'nin sinyal pinlerinden sürücülere gidecek jumperları henüz takma. Önce şu tabloya bakmadan, hangi köşenin hangi pin çiftini alacağını tahmin et. Sonra takarken doğrulayacaksın.
Şema 1: Dört sürücülü bağlantının genel haritası. Tüm B+ uçları Wago +12V'a, tüm B- uçları ve ESP32 GND aynı ortak toprağa.
Kavram köprüsü: aynı mimari, çarpı dört (7 dk)
Şimdi yaptığın şeyin adını koyalım. Az önce yeni bir sistem kurmadın; bildiğin sistemi ölçekledin.
Mimari aynı kaldı. Güç zinciri diferansiyeldekiyle birebir aynı: pil, anahtar, sigorta, Wago, regülatör, ESP32 beslemesi. Ölçeklemek, bir tasarımı bozmadan büyütmek demektir. Sen iki sürücülük mimariyi dört sürücüye ölçekledin: 2 sürücü → 4 sürücü, 4 sinyal pini → 8 sinyal pini. Kalıp değişmedi, sayısı arttı.
Ortak toprak hâlâ kutsal. Diferansiyelde öğrendiğin en önemli kural burada da geçerli: bütün toprak (GND) uçları aynı noktada, Wago toprak hattında buluşur. ESP32'nin GND'si de oraya bağlanır. Sinyal kabloları, ESP32 ile sürücü aynı "sıfır" noktasını paylaşmazsa anlamsızlaşır. Dört sürücü olması bu kuralı değiştirmez, sadece daha çok bağlantının aynı toprakta buluşması gerekir.
Yeni olan tek şey: akım. İşte diferansiyelden gerçek farkın burada. Bir motor güç çekerken pilden akım alır. Dört motor aynı anda kalkışa geçtiğinde ya da bir engele takılıp zorlandığında, dört motorun akımı aynı anda pilden çekilir. Akım, kablolardan geçen elektrik yükünün miktarıdır; ne kadar çok motor zorlanırsa o kadar çok akım akar. Tek pil bu yükü karşılamak zorunda, işte sigorta ve kalın kablolar tam da bunun içindir.
Uygulama: köşe eşleştirme oyunu (15 dk)
Şimdi sekiz sinyal kablosunu doğru köşelere bağlayacaksın. Ama düz düz takmak yerine bunu bir kontrol oyununa çevireceğiz. Oyunun üç parçası var ve üçünün de aynı köşeyi göstermesi gerekiyor: GPIO pin çifti ↔ robottaki köşe ↔ karta yapıştırdığın etiket.
Bağlantı çifti şu: her BTS7960'ın iki sinyal girişi vardır, RPWM ve LPWM. Diferansiyelde öğrendiğin gibi RPWM ileri yönü, LPWM geri yönü sürer. Her köşe, ESP32'den ardışık bir pin çifti alır.
Aşağıdaki tabloyu kullan. Bir kabloyu takarken kendine üç soruyu da sor: "Bu pin çifti hangi köşenin? O köşenin kartına ne yazmıştım? İkisi aynı mı?" Üçü uyuşmuyorsa dur ve düzelt.
| ESP32 pin çifti | Köşe | Kart etiketi | RPWM / LPWM |
|---|---|---|---|
| GPIO10 / GPIO11 | Ön sol | FL | GPIO10 → RPWM, GPIO11 → LPWM |
| GPIO12 / GPIO13 | Ön sağ | FR | GPIO12 → RPWM, GPIO13 → LPWM |
| GPIO14 / GPIO15 | Arka sol | BL | GPIO14 → RPWM, GPIO15 → LPWM |
| GPIO16 / GPIO17 | Arka sağ | BR | GPIO16 → RPWM, GPIO17 → LPWM |
Güç ve toprak tarafını da tamamla:
| Nereden | Nereye | Not |
|---|---|---|
| Wago +12V | 4 sürücünün B+ uçları | Dört ayrı kalın kırmızı kablo |
| Wago GND | 4 sürücünün B- uçları | Dört ayrı kalın siyah kablo |
| ESP32 3V3 | 4 sürücünün VCC + R_EN + L_EN | EN pinleri VCC ile köprülü, üçü birlikte 3V3'e |
| ESP32 GND | Wago GND | Ortak toprak; asla atlanmaz |
| Her sürücünün M+ / M- | Kendi köşesinin motoru | Mekanik dersindeki FL/FR/BL/BR eşleşmesini takip et |
Oyunun kazanma koşulu: Bir arkadaşın rastgele bir pin söylesin, örneğin "GPIO15". Sen bir saniye içinde "arka sol motorun geri sinyali, BL kartının LPWM'i" diyebilmelisin. Diyemiyorsan, o kabloyu tekrar izle. Sekiz pinin sekizini de bu şekilde sınayana kadar oyun bitmez.
Pekiştirme: pil takmadan son kontrol (7 dk)
Kanca bölümünde yazdığın tahminlere geri dön. Dört sürücü, sekiz sinyal kablosu, tek pilin gücünün bölünmesi: hangi tahminin doğru çıktı?
Şimdi pil takmadan önce, sen "elektronik denetçisi" ol ve şu listeyi tek tek geç:
- Dört sürücünün B+ ve B- uçları doğru kutuplarda; kartların üstündeki yazıları gerçekten okudun.
- Sekiz sinyal kablosu tabloya göre köşe köşe eşleşti; her kartın etiketi, o köşenin motoruyla uyumlu.
- ESP32 GND ile Wago GND arasında kablo var. Ortak toprak takılı.
- Wago klemenslerinde gevşek kablo yok; her birini tek tek hafifçe çekerek denedin.
- Sigorta yerinde. Sigortasız asla güç verilmez.
Kalkışta ve zorlanmada dört motor aynı anda akım çeker. Güç kablolarını kalın olanlardan seç ve Wago bağlantılarının tam oturduğundan emin ol. Robot çalışırken beklenmedik biçimde resetleniyor ya da gücü düşüyorsa, ilk şüphelenilecek şey pildir: önce şarj et, sonra tekrar dene.
Evindeki elektrik panosunda her oda için ayrı bir sigorta vardır ve hepsi aynı ortak hatta bağlıdır. Senin Wago klemensin de aynı işi yapıyor: tek kaynağı birçok tüketiciye dağıtıyor, hepsi aynı toprağı paylaşıyor. Dört sürücülü robotun, küçük bir elektrik panosudur.
Erken bitirdiysen (ek görev)
- Renk kodu tasarla. Sekiz sinyal kablosu birbirine karışmasın diye bir renk ya da işaretleme sistemi düşün. Örneğin her köşeye bir renk, RPWM ve LPWM'i ayırmak için farklı bir işaret. Sistemini bir kağıda çiz ve neden bu şekilde kurduğunu bir cümleyle açıkla.
- Arıza senaryosu yaz. "Arka sağ motor hiç dönmüyor" diye bir sorun düşün. Pili takmadan, bu sorunu bulmak için hangi bağlantıları hangi sırayla kontrol ederdin? Adımları sırayla yaz. Bir sonraki derste kodla test ederken bu listen işine yarayacak.