Elektronik: üç telli motoru bağla
M04 modülünde robotuna bir mekanizma motoru eklemiştin: üçüncü bir DC motor, üçüncü bir sürücü kartı. Bu modülde ekleyeceğin motor bambaşka görünüyor. Elinde tuttuğun servonun ucundan tek bir kablo çıkıyor ama o kablonun içinde üç ayrı renkli tel var: kahverengi, kırmızı ve turuncu. Bu derste o üç teli doğru yerlere bağlayacaksın; ama önce neden üç tane olduğunu çözeceğiz.
- Servonun üç telinin her birinin ne işe yaradığını söyleyebileceksin.
- Servoyu güç, toprak ve sinyal olarak doğru üç noktaya bağlamış olacaksın.
- Servonun neden ESP32 kartının 5V pininden değil, regülatörün 5V çıkışından beslendiğini açıklayabileceksin.
Kanca: bu motorun neden üç teli var? (9 dk)
Robotundaki DC motorları hatırla. Her birinin sürücüye giden iki kalın güç kablosu var, bir de sürücüye ESP32'den gelen iki ince sinyal kablosu. Yani DC motorun kendisinden iki uç çıkar ve o iki uç bir sürücü kartından geçer.
Şimdi elindeki servoya bak. Ondan çıkan kablonun ucunda üç pin var, üç ayrı renk. Ve bu servoyu hiçbir sürücü kartına bağlamayacaksın; kablosu doğrudan gidecek. İki uçlu DC motor bir sürücü isterken, üç telli servo sürücüsüz bağlanıyor. Buradaki fark bir tesadüf değil, servonun içinde ne olduğuyla ilgili.
Videoyu izledikten sonra grupça bir dakika tahmin yürüt: Servonun üç telinden biri gücü taşıyor. Peki diğer ikisi ne yapıyor olabilir? Sürücü kartı ortadan kalktığına göre, o kartın yaptığı işi kim yapıyor? Cevabını aklında tut; bağlamayı bitirince buraya döneceğiz.
Ana etkinlik: üç teli sırayla bağla (20 dk)
Bağlamaya başlamadan önce üç renge iyice bak ve grupça karar ver: sence hangi renk gücü, hangisi toprağı, hangisi sinyali taşıyor? Tahminini bir kenara yaz. Servolarda renkler bir standarda göre seçilir; birazdan doğrusunu göreceksin ve tahmininle karşılaştıracaksın.
Önce tezgah videosunu bir kez baştan sona izle. Ellerin hangi sırayla bağladığına dikkat et: sinyal önce, güç en sona.
Servonun üç teli
| Renk | Görevi | Nereye bağlanır |
|---|---|---|
| Kahverengi | Toprak (GND) | Wago GND klemensi (ortak toprak) |
| Kırmızı | Güç (+5V) | XL4005 regülatörün 5V çıkışı |
| Turuncu | Sinyal | ESP32 GPIO4 |
Renkler servodan servoya biraz değişebilir; en dıştaki koyu tel genelde topraktır, ortadaki kırmızı hep güçtür, açık renkli (turuncu ya da sarı) tel sinyaldir. Kartın ve servonun üstündeki yazıları oku, renge körü körüne güvenme.
Bağlantı şeması
Şema: Servonun kırmızı teli regülatörün 5V çıkışına gider (ESP32 de zaten oradan beslenir), kahverengi teli tüm diğer topraklarla birlikte Wago GND'de buluşur, turuncu teli GPIO4'e gider.
Bağlantı tablosu: tek tek her tel
Aşağıdaki üç satırı sırayla yap. Her satırı bitirince yanına tik at. Robotun pili hâlâ takılı değilken bağla; tüm teller yerine oturduktan sonra pili en son tak.
| # | Nereden (servo teli) | Nereye | Not |
|---|---|---|---|
| 1 | Turuncu (sinyal) | ESP32 GPIO4 | Sonraki derste koddaki SERVO_PIN bu sayıdır |
| 2 | Kahverengi (toprak) | Wago GND klemensi | Ortak toprak; regülatör ve sürücülerin GND'siyle aynı yer |
| 3 | Kırmızı (güç) | XL4005'in 5V çıkış ucu | ESP32'nin 5V ya da 3V3 pinine değil |
Dikkat: 3 numaralı satır bu dersin en kritik noktası. Kırmızı tel, regülatörün 5V çıkışına gider; yani ESP32'yi de besleyen o 5V hattına. Servonun kırmızı ucunu asla ESP32 kartının üstündeki 5V ya da 3V3 pinine takma. Nedenini birazdan kavram köprüsünde göreceğiz; şimdilik kural şu: servonun gücü regülatörden gelir, karttan değil.
Üç teli de bağladın mı, pili tak ve robotu her zamanki gibi başlat. Servo bu derste henüz kodla sürülmüyor, ama güç gelince küçük bir "tık" sesiyle bir konuma kilitlenebilir. Bu normal: servo enerjilenince bulunduğu açıyı tutmaya başlar.
Kavram köprüsü: servo neden sürücü istemiyor (7 dk)
Şimdi kancadaki soruya dönelim. DC motorun neden bir sürücüye ihtiyacı vardı? Çünkü ESP32'nin bir pini motoru döndürecek kadar akım veremez; sürücü kartı, pilden gelen büyük gücü alıp motora aktarır, ESP32 ise sürücüye sadece "ne kadar" diye ince bir sinyal fısıldar.
Servonun farkı şu: o küçük sürücü devresi servonun içine gömülü. Servonun içinde küçük bir motor, dişliler ve bir kontrol devresi vardır. Sen dışarıdan sadece üç şey verirsin: bir güç teli (motorun dönmesi için gereken akım), bir toprak teli (ortak sıfır noktası) ve bir sinyal teli (hangi açıya gideceğini söyleyen komut). İçerideki devre sinyali okur, motoru o açıya çevirir ve orada tutar. İşte DC motorda ayrı bir kart olan sürücü, serviste kutunun içindedir. Üç telin sebebi bu: güç + toprak + sinyal.
Peki neden güç teli regülatörün çıkışına gidiyor da ESP32 pinine gitmiyor? Çünkü servonun içindeki motor da akım çeker, özellikle bir yükü iterken. ESP32 kartının 5V pini bu akımı karşılayamaz. Eğer servoyu oradan beslersen iki kötü şey olur: servo düzgün güç bulamadığı için seğirir, titrer; ve kart kendi çektiği akımı bulamadığı için resetlenir, yani robot aniden yeniden başlar. XL4005 regülatörü ise tam da bunun için var: pilin 12 voltunu 5 volta düşürür ve servoya yetecek akımı rahatça verir. Servonun kırmızı teli oraya gider.
Kahverengi teli neden ortak toprağa bağladık? M04 elektronik dersindeki ortak toprak kuralı burada da geçerli: turuncu sinyal teli bir komut taşır, ama servonun içindeki devre o sinyalin "yüksek mi alçak mı" olduğunu ancak ESP32 ile aynı sıfır noktasına bastığında anlayabilir. O ortak sıfır Wago GND'dir. Kahverengi tel oraya gitmezse servo, referansı olmayan bir sinyali okumaya çalışır ve saçmalar.
Başlangıçtaki soruya cevabın artık tamam: sürücü kartının işini servonun içindeki devre yapıyor, o yüzden dışarıdan güç, toprak ve sinyal olmak üzere üç tele ihtiyaç var.
Uygulama: güç kaynağı senaryoları (15 dk)
Şimdi öğrendiğini bir dedektif gibi kullanacaksın. Aşağıda beş farklı öğrencinin servoyu nasıl bağladığı yazıyor. Her senaryo için grupça karar ver: doğru mu, yanlış mı? Yanlışsa robot ne yapar? Cevabını gerekçesiyle söyle; sadece "yanlış" demek yetmez, nedenini de anlat.
| # | Öğrenci servoyu şöyle bağladı | Doğru / Yanlış? | Ne olur? |
|---|---|---|---|
| A | Kırmızı → XL4005 5V çıkışı, kahverengi → Wago GND, turuncu → GPIO4 | ? | ? |
| B | Kırmızı → ESP32 kartının 5V (VIN) pini, kahverengi → Wago GND, turuncu → GPIO4 | ? | ? |
| C | Kırmızı → ESP32 kartının 3V3 pini | ? | ? |
| D | Kırmızı → doğrudan Wago +12V | ? | ? |
| E | Kırmızı → XL4005 5V çıkışı, turuncu → GPIO4, ama kahverengi hiçbir yere bağlı değil | ? | ? |
Grupça tartıştıktan sonra cevapları birlikte açalım:
- A doğru. Güç regülatörden, toprak ortak klemenste, sinyal GPIO4'te. Kitin tasarladığı bağlantı budur.
- B yanlış. Güç kartın 5V pininden çekildiği için, servo yük altında akım isteyince kart bunu karşılayamaz. Servo seğirir ve ESP32 resetlenip robotu yeniden başlatır.
- C yanlış. 3V3 pini hem gerilimi düşük (servo 5 volt ister) hem akımı yetersiz. Servo ya hiç kımıldamaz ya da güçsüz, düzensiz davranır.
- D yanlış. 12 volt servonun içindeki devre için fazla yüksektir; servoyu kalıcı olarak bozabilir. Regülatörün görevi tam da 12 volttan 5 volt üretmekti.
- E yanlış. Güç doğru yerden geliyor ama ortak toprak yok. Sinyalin referansı olmadığı için servo komutu düzgün okuyamaz, rastgele davranır. Üç telin üçü de gerekli.
Sıra sende: kendi robotundaki servonun üç telini şu üç soruyla denetle. Kırmızı, regülatörün 5V çıkışında mı (karttaki bir pinde değil)? Kahverengi, diğer topraklarla aynı Wago klemensinde mi? Turuncu, GPIO4'te mi? Üçü de "evet" ise bağlantın A senaryosudur.
Pekiştirme ve değerlendirme (6 dk)
Kısaca kendini yokla:
- Bir arkadaşına, servonun neden DC motor gibi ayrı bir sürücü kartı istemediğini kendi cümlenle anlatabiliyor musun?
- Servonun kırmızı telini ESP32'nin 5V pinine takarsan iki şey olur demiştik. İkisini de sayabilir misin?
- Turuncu sinyal teli doğru bağlıyken kahverengi toprak teli kopuk olsa servo neden yine de saçmalar?
Günlük hayat bağı: Evindeki cihazların çoğu aynı üç şeye ihtiyaç duyar. Bir bilgisayara bağladığın yazıcının kablosunda da güç hattı, toprak ve veri (sinyal) hatları ayrı ayrı vardır. "Zeki" görünen çoğu parçanın içinde küçük bir kontrol devresi gizlidir; sen ona sadece güç, ortak toprak ve bir komut sinyali verirsin, gerisini o halleder. Servo, bu fikrin küçük ve elinle tutabildiğin bir örneği.
Erken bitirenlere ek görev
- Akım yolunu çiz: Boş bir kağıda pilden başlayarak gücün nasıl aktığını çiz: pil → sigorta → Wago → XL4005 → 5V çıkışı, oradan hem ESP32'ye hem servonun kırmızı teline. Servonun gücünün motorlarınkiyle aynı pilden ama farklı bir hattan geldiğini ok ok göster.
- Yeni senaryo yaz: Yukarıdaki tabloya altıncı bir senaryo ekle: doğru ya da yanlış olsun, sen kur. Sonra başka bir gruba ver ve onların doğru teşhis edip edemediğini izle. İyi bir "yanlış" senaryo, sadece tek bir teli değiştirir.