Elektronik: üçüncü sürücüyü hattına ekle
Elinde artık sıfırdan bir robot yok. Elinde çalışan bir robot var: iki motor, iki sürücü, tek noktadan dağıtılan güç, ortak toprak. Bu derste onu bozmuyoruz, üstüne bir kat ekliyoruz. Mekanik dersinde şaseye üçüncü bir motor ve onu döndüren dişli mekanizmasını taktın. Şimdi o motorun beyinle konuşabilmesi için üçüncü sürücüyü var olan hattına bağlayacaksın.
- Üçüncü BTS7960 sürücüyü, var olan güç dağıtımını hiç sökmeden hatta ekleyeceksin.
- Yeni sürücünün sinyallerini ESP32'nin 21 ve 22 numaralı pinlerine bağlayacaksın.
- Üç motor aynı anda çalışırsa güç hattında ne olduğunu ve sigortanın burada ne iş yaptığını açıklayabileceksin.
Kanca: Wago'da yer kaldı mı? (9 dk)
M02'de tüm gücü tek bir noktadan dağıtmıştın. Pilden gelen artı, Wago klemensin +12V sırasına giriyor; oradan iki sürücüye ve regülatöre kollara ayrılıyordu. Tüm eksiler de tek bir GND sırasında buluşuyordu. Klemensin tüm fikri buydu: güç tek yerden çıksın, oradan dallansın.
Şimdi robotuna bak. Wago klemensin +12V sırasında ve GND sırasında hâlâ boş delikler var mı?
Bir dakika grupça düşün: eğer üçüncü bir sürücüyü beslemek istesen, onun artı kablosunu nereye takardın? Sıfırdan yeni bir dağıtım noktası kurman gerekir mi, yoksa var olan klemensin boş bir deliği yeter mi? Cevabını aklında tut; bağlamaya başlayınca göreceksin.
Ana etkinlik: üçüncü sürücüyü hatta al (20 dk)
Bu ders sıfırdan bağlantı değil, ekleme dersi. M02'de bağladığın 20 satırın hiçbirine dokunmuyorsun. Onların hepsi yerinde kalıyor. Sen sadece altı yeni satır ekliyorsun ve bu altı satır tıpkı M02'deki sol ve sağ sürücünün satırları gibi. Yani yeni bir şey öğrenmiyorsun, bildiğin kalıbı üçüncü kez tekrarlıyorsun.
Önce tezgah videosunu bir kez baştan sona izle. Ellerin hangi sırayı izlediğine dikkat et: önce güç (B+/B-), sonra lojik besleme (VCC ve EN'ler), en son sinyaller.
Bu ders boyunca robotta pil takılı olmamalı. Ekleme yapıyoruz diye bu kural gevşemez; tam tersi, üstünde çalışırken kartlara giden güç kesik olmalı. Yeni kabloların hepsini taktıktan sonra, tıpkı M02'deki gibi akran kontrolünden geçip öyle pil takacaksın. Kırmızı artı, siyah eksi; her yeni kabloda hangi ucun hangisi olduğunu iki kez oku. B+ ile B-'yi ters takmak kartına zarar verir; RPWM ile LPWM'i karıştırmak ise sadece mekanizmayı ters yönde döndürür, onu sonraki derste kodla düzeltirsin.
Yeni satırların kablo tablosu
Aşağıdaki altı satır M02 tablonun devamıdır; o yüzden numaralar 21'den başlıyor. Her satırı bitirince yanına tik at, tik atmadan sonrakine geçme.
| # | Nereden | Nereye | Kablo | Not |
|---|---|---|---|---|
| 21 | Wago +12V (boş delik) | 3. sürücü B+ | Kalın kırmızı | Mekanizma motorunun gücü; var olan artı dağıtımından |
| 22 | Wago GND (boş delik) | 3. sürücü B- | Kalın siyah | Ortak toprağa katılıyor |
| 23 | ESP32 3V3 | 3. sürücü VCC + R_EN + L_EN | Jumper | Sürücü lojiği ve etkinleştirme; EN pinleri VCC ile köprülenir |
| 24 | ESP32 GPIO21 | 3. sürücü RPWM | Jumper | Mekanizma ileri sinyali |
| 25 | ESP32 GPIO22 | 3. sürücü LPWM | Jumper | Mekanizma geri sinyali |
| 26 | 3. sürücü M+ / M- | Mekanizma motorunun iki ucu | Kalın | Ters dönerse uçları değiştir veya kodda düzelt |
Pin numaraları hakkında: Sürüş motorların 16, 17, 18, 19 pinlerini zaten dolduruyor. Üçüncü sürücü bu yüzden boştaki 21 ve 22 numaralı pinlere bağlanır; sonraki yazılım dersinde koda gireceğin sayılar birebir bunlar. Başka pin kullanmak zorunda kalırsan tek yapman gereken koddaki bu iki sayıyı değiştirmek olur.
Satır 21 ile 22'yi tanıdık bulacaksın: bunlar M02'deki 5-8 satırlarının aynısı, sadece "sol/sağ" yerine "3." yazıyor. İşte kancadaki sorunun cevabı: sıfırdan yeni bir dağıtım noktası kurmadın, var olan klemensin boş deliği yetti. Güç dağıtımını doğru kurduğun için üçüncü motoru eklemek yeni bir sistem değil, sadece bir dal daha oldu.
Kavram köprüsü: dağıtım tek nokta olduğu için genişleyebiliyor (7 dk)
Şimdi başta sorduğum soruya dön. Üçüncü sürücüyü eklemek neden bu kadar kısa sürdü?
Çünkü M02'de gücü tek bir noktadan dağıtacak şekilde kurmuştun. Wago klemens tam da bunun için var: pilden gelen tek bir kalın kablo oraya girer, oradan istediğin kadar kola ayrılır. İki motor için iki kol açmıştın; üçüncü motor gelince üçüncü kolu aynı yerden açtın. Eğer her sürücüyü ayrı ayrı doğrudan pile bağlamış olsaydın, şimdi pilde yeni bir yer bulman, yeni bir sigorta düşünmen gerekirdi. Tek nokta dağıtımı sistemi büyütülebilir yapar.
Aynı mantık ortak toprak için de geçerli. Üçüncü sürücünün B- ucunu da (satır 22) yine o tek GND sırasına taktın. Böylece üçüncü sürücü de diğer herkesle aynı sıfır noktasına basıyor. ESP32 ona 21 numaralı pinden "ileri sar" dediğinde, sürücü bu sinyalin yüksek mi alçak mı olduğunu ancak ikisi de aynı toprağa bastığı için anlayabilir. Yeni bir kart eklediğinde bile kural değişmedi: sinyal gönderen ve alan herkes ortak toprakta buluşur.
Uygulama: güç bütçesi düşüncesi (15 dk)
Şimdiye kadar hep bir ya da iki motor çalıştırdın. Ama bu robotta artık üç motor var ve bir an gelecek, üçü de aynı anda dönecek: robot ilerlerken mekanizma da yük kaldırıyor olabilir. Bu durumda güç hattında ne olur?
Grupça bir bütçe gibi düşün. Pilin verebileceği akım sınırlı; onu sigorta 30 amperde tutuyor. Her çalışan motor bu bütçeden bir pay çeker. Bir motor boşta dönerken az akım çeker, ama yük altındayken (mekanizma ağır bir şeyi çevirirken, ya da bir yere dayanıp zorlanırken) çok daha fazla akım çeker. Şimdi kâğıda kabaca çiz:
- Robot düz giderken iki sürüş motoru orta akım çekiyor.
- Aynı anda mekanizma bir yükü kaldırıyor; üçüncü motor da pay istiyor.
- Üçünün payı toplanıyor. Hepsi tek bir hattan, tek sigortadan geçiyor.
Buradan çıkan iki soruyu grupça tartış:
- Üç motor da aynı anda tam güçle zorlanırsa toplam akım artar. Bu akım 30 amperi geçerse ne olmasını istersin? (İpucu: sigorta tam da bunun için orada.)
- Sigortanın rolü nedir? Sigorta senin düşmanın değil, bekçin. Akım tehlikeli seviyeye çıkarsa atar ve hattı keser; böylece kablolar ısınıp kartlar zarar görmeden önce güç durur. Sigorta atması bir arıza değil, sistemin seni koruması demektir.
Bir güvenlik kuralı çıkar: mekanizmayı uç noktasında zorlama. Kitte mekanizmayı durduran bir uç anahtarı yok; mekanizma en sona dayandığında motor artık dönemez ama sen hâlâ sinyal veriyorsan motor "iner" gibi ses çıkarır ve akımı fırlar. Bu hem motoru yorar hem sigortayı attırabilir. Bu yüzden sonraki yazılım dersinde mekanizmayı butonla anlık kontrol edeceksin: basılıyken döner, bıraktığın an durur. Zorlamayı senin parmağın önler.
Pekiştirme ve değerlendirme (6 dk)
Kısaca kendini yokla:
- Üçüncü sürücünün artı kablosunu neden yeni bir yere değil, var olan Wago +12V sırasına taktık? Tek cümleyle söyle.
- Üçüncü sürücünün sinyalleri neden 16-19 değil de 21 ve 22 numaralı pinlere gitti?
- Üç motor aynı anda zorlanırsa akım artar. Bu akımı kim sınırlar ve niye bu bir koruma sayılır?
Günlük hayat bağı: Evindeki sigorta kutusu da aynı mantıkla çalışır. Fırın, ütü ve ısıtıcıyı aynı anda açtığında hepsi tek hattan akım çeker; toplam çok yükselirse sigorta atar ve tesisat ısınıp yangın çıkmadan önce hattı keser. Robotundaki 30 amperlik sigorta, evindeki sigortanın küçük bir kardeşi.
Erken bitirenlere ek görev
- Bütçeyi kabaca çıkar: Üç motorun her biri için "boşta az, yük altında çok" diye iki kutucuk çiz. Hangi anlarda üç kutunun da 'çok'a geçtiğini işaretle; robotun en çok akım çektiği an hangisi?
- Denetçi ol: Başka bir grubun robotunda yalnız yeni altı satırı (21-26) denetle. B+/B- ters mi, 21/22 doğru pinlere mi gitmiş, VCC ve EN'ler 3V3'te mi? Bir hata bulursan hangi satırdan şüphelendiğini söyle, cevabı söyleme; sahibi kendi görsün.