Projeniz İçin Motor Seçimi

Motor seçimi, bir robotik projesinin en belirleyici kararıdır. Yanlış motor seçilirse robot ya hareket etmez, ya çok hızlı gider ve kontrol edilemez, ya da bataryayı dakikalar içinde tüketir.

Bu yazı, hangi motorun hangi işe uygun olduğunu ve seçim öncesi yapılması gereken hesapları özetler.

Önce Doğru Soruyu Sorun

Motor seçmeden önce şu dört soruyu yanıtlayın:

1. Hareket sürekli mi, konumlu mu? Sürekli dönme mi, belirli bir noktaya gitme mi?
2. Ne kadar kuvvet gerekiyor? Kaç kilogram, ne kadar kaldıraç kolu?
3. Ne kadar hızlı olmalı?
4. Konumu bilmem gerekiyor mu?

Cevaplar motoru neredeyse kendiliğinden belirler.

Karar Tablosu

Tork Hesabı

Tork, dönme kuvvetidir. Birimi genellikle kg·cm veya N·m olarak verilir.

kg·cm ne demek? 1 kg·cm, milden 1 cm uzaklıkta 1 kg’lık yükü dengeleyebilme kuvveti demektir. Aynı motor, 2 cm uzaklıkta yalnızca 0,5 kg kaldırabilir.

1 kg·cm ≈ 0,098 N·m
1 N·m ≈ 10,2 kg·cm

Robot tekerleği için

Tork (kg·cm) = (Ağırlık × Tekerlek yarıçapı × Sürtünme katsayısı) / Tahrikli tekerlek sayısı

Örnek: 2 kg robot, 3 cm tekerlek yarıçapı, 2 tahrikli tekerlek, sürtünme ~0,7

• (2 × 3 × 0,7) / 2 = 2,1 kg·cm tekerlek başına

Buna eğim, hızlanma ve halı gibi zor zeminler için 2 kat güvenlik payı ekleyin → ~4,2 kg·cm.

Robot kolu için

Tork (kg·cm) = Yük ağırlığı (kg) × Kol uzunluğu (cm)

Örnek: Kolun ucunda 200 g taşımak, kol 15 cm

• 0,2 × 15 = 3 kg·cm

Buna kolun kendi ağırlığını eklemeyi unutmayın; genellikle taşınan yükten daha ağırdır. Ayrıca güvenlik payı ekleyin → gerçekçi hedef 6–8 kg·cm.

Bu, SG90 servonun (1,8 kg·cm) neden robot kolu için yetersiz kaldığını, MG996R’nin (11 kg·cm) neden tercih edildiğini açıklar.

Devir (RPM) Hesabı

Hız (cm/s) = (RPM / 60) × π × Tekerlek çapı (cm)

Tersine, istediğiniz hız için gereken RPM:

RPM = (İstenen hız (cm/s) × 60) / (π × Tekerlek çapı (cm))

Örnek: 30 cm/s hız, 6,5 cm çaplı tekerlek

• (30 × 60) / (3,14 × 6,5) ≈ 88 RPM

Hangi hız uygundur?

Yeni başlayanların en sık yaptığı hata çok hızlı motor seçmektir. Hızlı robot kontrol edilemez; sensör okuma ve karar verme süresi hıza yetişemez. Yavaş başlayıp gerekirse hızlandırmak daha doğrudur.

Akım ve Besleme Planlaması

Motor seçtikten sonra beslemeyi planlamak gerekir. Burada çalışma akımı değil, stall akımı esas alınır.

Toplam akım hesabı

Toplam tepe akım = (Motor sayısı × Stall akımı) + Elektronik tüketimi

Örnek: 2 adet sarı motor (stall ~1 A) + Arduino + sensörler (~200 mA)

• (2 × 1) + 0,2 = 2,2 A tepe akım

Güç kaynağı bu tepe akımı anlık olarak verebilmelidir. Aksi halde gerilim çöker ve sistem resetlenir.

Batarya seçimi

Li-Po bataryalarda C değeri akım kapasitesini gösterir:

Maksimum akım = Kapasite (Ah) × C değeri

Örnek: 2200 mAh, 25C batarya → 2,2 × 25 = 55 A verebilir. Fazlasıyla yeterli.

Çalışma süresi

Süre (saat) = Batarya kapasitesi (Ah) / Ortalama akım (A)

Örnek: 2200 mAh batarya, ortalama 0,8 A çeken robot

• 2,2 / 0,8 ≈ 2,75 saat

Ortalama akım, stall akımı değildir; motorlar normal çalışmada nominal akımlarına yakın çeker.

Motorun Nominal Gerilimi

Motor etiketindeki gerilim, verim ve ömür açısından optimum değerdir.

• Altında çalıştırmak: Motor döner ama torku düşer. 6 V motoru 4,5 V ile çalıştırmak genellikle kabul edilebilir.
• Üstünde çalıştırmak: Devir ve tork artar ama motor ısınır, fırçalar hızla aşınır. 6 V motoru 12 V ile sürmek onu kısa sürede bitirir.

Step motorlar bu kuralın istisnasıdır: sürücü akımı sınırladığı için nominal geriliminin çok üstünde beslenirler.

Yaygın Seçim Hataları

Ortalama akıma göre sürücü seçmek. Sürücü stall akımını taşımalıdır. 2 A’lik bir sürücü, stall’da 2,5 A çeken bir motorla kalkışta korumaya girer veya yanar.

Tork hesabı yapmadan motor almak. Robot hareket etmez veya rampada takılır. En sık karşılaşılan hayal kırıklığıdır.

Çok hızlı motor seçmek. Kontrol edilemeyen robot.

Servoyu Arduino’dan beslemek. Reset ve titreme sorunu.

Adaptörün akım değerine bakmamak. “12 V adaptör” yeterli bir tanım değildir; 12 V 2 A mı, 12 V 500 mA mi?

İki motorun aynı hızda döneceğini varsaymak. Aynı model motorlar bile %5–10 farklı döner. Robot düz gitmez; kalibrasyon veya enkoder gerekir.

Enkoder gerektiren bir işi enkodersiz motorla yapmaya çalışmak. “Robot 50 cm ilerlesin” komutu, enkodersiz motorla ancak süre tahminiyle yapılabilir ve batarya doldukça/boşaldıkça mesafe değişir.

Hızlı Karar Rehberi

Yeni başlıyorum, iki tekerlekli bir robot yapacağım: 2 adet sarı motor (TT) + L298N veya TB6612FNG + 6–7,4 V besleme.

Robotum düz gitmiyor, mesafe kontrolü istiyorum: Enkoderli N20 veya 25GA motor + TB6612FNG.

Robot kolu yapacağım: Eklem başına MG996R (büyük eklemler) ve MG90S (küçük eklemler) + ayrı 6 V güçlü besleme + PCA9685.

Hassas doğrusal hareket istiyorum (kamera slider, CNC): NEMA17 + A4988/DRV8825 + 12–24 V besleme.

Sadece bir fanı/pompayı açıp kapatacağım: DC motor + lojik seviye MOSFET (IRLZ44N) + flyback diyot.

Özet

Motor seçimi; hareket tipi, gereken tork, hız ve konum bilgisi ihtiyacına göre yapılır. Seçim öncesi tork ve devir hesabı yapmak, sonradan yaşanacak hayal kırıklığını önler.

Bu derste şunları öğrendik:

• Hangi işte hangi motorun kullanılacağını
• Robot tekerleği ve robot kolu için tork hesabını
• İstenen hızdan gereken RPM’i bulmayı
• Stall akımına göre besleme ve sürücü planlamayı
• Batarya kapasitesi ve çalışma süresi hesabını
• En sık yapılan yedi seçim hatasını