Bu uzun konuyu bir yazı dizisi halinde yayınlayacağız. Bu yazımızda, go-kart, elektrikli scooter, büyük robotlar ve çok daha fazlası oluşturmak için uygun olan motorları nasıl kontrol edeceğinizi göstereceğiz. Bu iş, küçük bir hobi motorunu kontrol etmek için gerekli olandan çok farklı bir bilgi ve beceri gerektiriyor.

Bu konu, motorlar ve mekanik sistemler ile çalışan ev biraz da olsa deneyime sahip öğrenciler olan için tasarlanmıştır. Konunun sonunda, doğru güç kaynağını nasıl seçeceğinizi, bir kontrol devresini nasıl kuracağınızı ve bir motorun hızını nasıl ayarlayacağınızı öğreneceksiniz. Ayrıca, dönme yönünü tersine çeviren bir devrenin nasıl yapılacağını da öğreneceksiniz.

Ders 2: Büyük Bataryalar (Aküler)

Büyük motorlar

Konunu ilerleyen kısımlarında büyük elektrik motorlarının nasıl kontrol edileceğini ele alacağız. Basit bir sınıflandırma yapalım. Büyük bir motor, çalışması için 12 veya daha fazla volt gerektiren ve 5 veya daha fazla amper gerektiren bir motordur. Bu konuda kullanacağımız motorlar, scooter, go-kart, elektrikli motosiklet, çok büyük robotlar, hatta potansiyel olarak küçük elektrikli arabalar gibi şeyler oluşturmak için uygundur. Büyük veya ağır bir şey taşımak istiyorsanız, büyük bir motor kullanmanız gerekir.

UYARI!
Başlamadan önce, büyük motorlarla çalışma konusunda birkaç önemli şeyin işaret edilmesinin önemli olduğunu düşünüyorum.

Sizin motorlar ve elektronik konusunda bilgi sahibi olduğunuzu varsayıyorum.

Buna ek olarak, bu konuda motorları kontrol etmek için bir Arduino Mikrodenetleyici kullanacağız.  Arduino kullanımını da bildiğinizi varsayıyorum.

Büyük motorlarla çalışmak tehlikelidir! Lütfen dikkat ediniz. Herhangi bir sorumluluk kabul etmiyoruz. Elinizdeki parmak sayısının azalmaması için bu motorları denerken dikkatli olun. Ayrıca, büyük motorlara güç sağlamak için gereken pillerin boyutu çok fazla elektrik enerjisi gerektirir.  Bu yüzden çarpılmamaya dikkat edin. Ölmeseniz de ellerinizde yanık oluşması her zaman mümkün.

 

Büyük motorlarla çalışmak son derece pahalıdır. Bu motorlar için gereken her bileşen de eşit derecede büyük ve ağır olacaktır. Bunlar ucuz hobi bileşenleri değil, yüksek elektrik akımı uygulamaları için tasarlanmış ciddi endüstriyel parçalardır.

Bütün bunlar göz önüne alıyorsanız devam edebiliriz.

Bu konuda 3 tip büyük fırçalalı DC motoru inceleyeceğiz.

İlk motor, 24V ve 100W  MY68 daimi mıknatıslı DC motoru olacak. Bu motor, 5.9 A’da listelenen bir nominal akıma sahiptir. Küçük bir elektrikli scooter veya elektrikli yardımlı bir bisiklete güç vermek için genellikle böyle bir motor kullanır. Bu tür motor hızlı döner, ancak tork konusunda çok da iddialı olmak zorunda değildir.

 

Bir sonraki motor elektrikli tekerlekli sandalyede kullanılan bir motor, 24 V ve 250 W DC motor, dişli sistemli ve biraz daha büyük bir mıknatısı var. Bu motorun sürülebileceği maksimum akım 10.5 amper olsa da arıza durumlarında bir miktar daha akıma dayanabiliyor.

Tekerlekli sandalye motorları hem hız azaltma şanzımanı (sağ taraftaki Gümüş şey) ile gelmektedir. Bu sadece hızı azaltmaz aynı zamanda insan nakli için torkun artmasını sağlar. Şanzımana ek olarak, iki acil fren de vardır. Motorun dönmesi için (güç kablosuyla Gümüş bandın solunda) ve motor açılmadan önce serbest bırakılması gereken mekanik bir el freni (şanzımanın üzerindeki siyah çubuk) elektrik acil durum freni vardır.

Elektrikli tekerlekli sandalye motorları genellikle yeni satılmaz ve ikinci el bulunması gerekir. Elektrikli tekerlekli sandalye motoru almanın en ucuz yolu, kullanılmış bir elektrikli tekerlekli sandalye satın almak ve ayırmaktır.

Bu tarz motorlar sıfır olarak İstanbul Karaköy’de veya Ankara için konuşursak Ostim gibi sanayi bölgelerinde bulunur. 2. el olarak da Ankara Bitpazarı (İtfaiye meydanı) veya Ostim’deki hurdacılarda bulunabilir.

Son bahsedeceğimiz motor bir ME0909 daimi mıknatıs DC motor ve 24-48V ve 2000-4000W değerlerine sahip. Maksimum sürüş akımı tam tamına 98 Amper.  Bu, (hızlı) go-kart, golf arabası veya elektrikli bir motosiklette kullanılabilen motor türüdür.

Bu motor ağır ve ciddi işlerde kullanılır ve 4hp (beygir gücü) sürekli ve 12.8 HP maksimum güçlerde derecelendirilmiştir. Bir zamanlar bunlardan ikisi tarafından desteklenen bir Robotik platform inşa ettim ve hızda belirgin bir azalma olmaksızın üstünde oturan 12 kişi vardı. Robotun ağırlığı da dahil olmak üzere, bu motorlar 1.5 tonu kaldırabiliyorlardı.

Beygir gücü, işin yapıldığı oranın bir ölçümüdür. Elektrik terimlerine çevirirsek, mekanik beygir gücü 745.7 Watt elektriksel güce eşdeğerdir. Büyük motorlarda genelde beygir gücü (HP) kullanılır.

Örneğin, kullandığımız tekerlekli sandalye motoru 1/3 beygir gücüdür. Basit bir mantıkla bir atın gücünün üçte biri ile işinizi görebiliyorsanız daha büyük bir ata gereksinim duymazsınız. Son motorun 4 at gücünde olduğunu düşünürsek, böyle bir motora elinizi kaptırmak istemeyeceğiniz açıktır.

Voltaj ile hız ve akım ile tork arasında bir ilişki vardır.  Daha büyük motorlar daha fazla voltaj ve akım gerektirir ve bu nedenle (tipik olarak) daha fazla hız ve tork sağlar.

Fırçalalı DC motorlarla uğraşırken, Maksimum çalışma voltajı ve maksimumu hız aşılmamalıdır. Hız derken de aslında motorun 1 dakikada (RPM) dönüş sayısını kastediyorum.

Diyelim ki, tüm mekanik sistemin hızını, bir süre boyunca seyahat edeceği mesafe açısından ölçmek istiyoruz. Başka bir deyişle, diyelim ki bir go kart inşa ediyoruz ve saatte mil cinsinden bir ölçüm yapmak istiyoruz (MPH). İnşa ettiğimiz sistemin gerçek teorik üst hızının ne olduğunu anlamak için, motorun miline (veya dişli bir sistemin çıkış miline) bağlı tahrik tekerleklerinin çapını anlamak önemlidir. ME0909 motorumuzun ne kadar hızlı bir şekilde 2000 RPM hızında 12″ tekerleği olan bir go-kart süreceğini anlamaya çalıştığımızı hayal edelim.

1 inç = 2,54 cm

1 mil: 1609 metre

Öncelikle, 12 ” tekerleğin çevresini hesaplamanız gerekir. Yukarıdaki formülü kullanarak, 37.6991 inç çevresine sahip olduğunu hesaplayabiliriz. Bunun anlamı, tekerleğin tam bir dönüş yaptığı her seferinde teorik olarak 37.6991 inç boyunca hareket edeceğidir.

Artık dönüş başına seyahat edilen mesafeyi bildiğimize göre, bu mesafeyi hızıyla (2,000 RPM) çarpmamız gerekiyor. Bunu yapmak için sadece 2,000’i 37.6991 ile çarpıyoruz. Elde ettiğimiz değer 75,398 çıkıyor. Tabii ki, dakikadaki inç sayısı ölçüm tam olarak yararlı bir birim değil. Bu yüzden çok kullanılan haline yani saatteki mil sayısına dönüşüm yapacağız.

Gerçekten bilmek istediğimiz, motorumuzun saatte kaç mil gideceğidir. Bunu yapmak için önce 75,398’i çarpmamız gerekiyor.Bir saatte 60 dakika olduğu için bu bize saatte 4,523,892 inç bir değer verir. Ancak, bu sayı gülünç ve inç hala bu ölçekte yararlı bir ölçüm değildir. Bunu toplam değeri 63.360 (bir mildeki inç sayısı) bölerek millere dönüştürmeliyiz. Bu bize yaklaşık 71.4 mil/ saat en yüksek hız olduğu sonucunu verir.

Bu hız teorik bir tahmindir. Gerçek hız, makinenin ağırlığı, sistem içindeki sürtünme, tekerleklerin çekişi, yerçekiminin etkisi, pillerin şarjı ve rüzgar direnci dahil olmak üzere her türlü faktörden etkilenir (ancak bunlarla sınırlı değildir). Bununla birlikte, teorik üst hızın ne olduğunu anlamak önemlidir. Böylece beklenenden daha hızlı (veya daha yavaş) bir makine ile karşılaşma olasılığınız azalacaktır.

Aslında bu hız, inşa ettiğimiz makinenin Seyahat etmesini istediğimizden daha hızlıdır. 2. yazımızda bir motorun hızını kontrol etmeyi işlemeden önce pilleri ve bataryaları işleyeceğiz.

Ders 2: Büyük Bataryalar (Aküler)

kaynak