N20 400RPM 6V DC Mikro Metal Redüktörlü Motor

N20 400RPM 6V motor yüksüz durumda yaklaşık 70mA, normal yükte 200-300mA, zorlanma durumunda ise maksimum 800mA akım çeker. L293D, L298N, DRV8833, TB6612FNG gibi yaygın motor sürücü kartları ile güvenle kullanılabilir. L293D 600mA sürekli akım, L298N 2A kadar, TB6612FNG 1.2A, DRV8833 1.5A peak akım destekler. Arduino ile doğrudan sürmeyin, mutlaka sürücü kullanın. Düşük akımlı uygulamalarda tek transistör veya MOSFET ile kontrol mümkündür. Motor koruma için flyback diyot ve filtreleme kapasitörleri kullanılmalıdır. Her durumda sürücünün güç dağıtımı ve soğutma özellikleri dikkate alınmalıdır.

N20 400RPM 6V modelinin zorlanma torku 1.0 kg-cm üzerindedir (yaklaşık 0.1 Nm). 6V besleme ile nominal hızı 400 RPM, 3V ile yaklaşık 200 RPM, 9V ile yaklaşık 600 RPM elde edilir. Tork ve hız ters orantılıdır; yük arttıkça hız düşer. Optimum çalışma noktası maksimum mekanik güç çıkışının sağlandığı, maksimum torkun yaklaşık %50 seviyesindedir. Verimli çalışma aralığı 350-380 RPM civarında, 0.5-0.7 kg-cm tork değerlerindedir. Düşük voltajda (3V altı) tork yetersiz kalabilir, yüksek voltajda (9V üstü) ısınma ve ömür sorunları yaşanabilir. Redüksiyon oranı yaklaşık 1:150dir.

N20 motorun Arduino ile hız kontrolü PWM (Pulse Width Modulation) kullanılarak yapılır. L298N veya L293D gibi motor sürücü kartının enable pinini Arduinonun PWM pinine (3, 5, 6, 9, 10, 11) bağlayın. Motor yönünü sürücünün IN1/IN2 pinleri ile kontrol edin. analogWrite() fonksiyonu ile 0-255 arasında değer göndererek hızı ayarlayın. PWM frekansı varsayılan 490Hz genelde yeterlidir, ancak TimerOne kütüphanesi ile değiştirilebilir. Yüksek frekanslar (8-20kHz) sessiz çalışma sağlar. N20 motorlar genellikle %10-15 altı duty cycle değerlerinde çalışmaya başlayamaz. Hızlanma/yavaşlama için değerleri kademeli değiştirin.

N20 motorun tahmini çalışma ömrü normal koşullarda 500 saat üzerindedir. Dayanıklı metal dişli sistemi ve kaliteli rulmanları uzun ömür sağlar. Bakım için 3-6 ayda bir lityum bazlı gres veya sentetik dişli yağı ile redüktör yağlaması yapın. Aşırı ısınmadan korumak için nominal değerlerin üzerinde çalıştırmayın. Kablo bağlantılarını periyodik kontrol edin. Mil kısmında biriken toz ve kirleri yumuşak fırça veya basınçlı hava ile temizleyin. Uzun süre kullanılmayacaksa kuru, tozsuz ortamda saklayın ve terminallere hafif yağ uygulayarak korozyonu önleyin. Motorun ömrünü kısaltan faktörler: aşırı ısınma, aşırı yük, yüksek voltaj, zorlanma durumunda uzun çalıştırma ve mekanik şoklardır.

N20 DC motor ve N20 servo aynı boyutta olsa da farklı özelliklere sahiptir. N20 DC motor sürekli dönüş yapar, yön kontrolü polarite değişimi ile yapılır, hız kontrolü PWM ile sağlanır, pozisyon geri bildirimi yoktur, basit kontrol devresi gerektirir ve daha uygun fiyatlıdır. N20 servo motor ise genelde 180° veya 360° açı sınırı vardır, geri bildirim için dahili potansiyometre bulundurur, hassas pozisyon kontrolü sağlar, standart servo sinyali ile kontrol edilir, dahili sürücü devresi içerir ve genellikle daha pahalıdır. DC motor sürekli dönüş, servo ise hassas pozisyonlama gerektiren uygulamalar için uygundur. Servo motorlar Arduino ile doğrudan Servo kütüphanesi kullanılarak kontrol edilebilir.

N20 motorun D şekilli (bir tarafı düzleştirilmiş) 3mm mili çeşitli şekillerde bağlanabilir: D şekilli deliğe sahip özel tekerlek adaptörleri mil şeklini tam kavrayarak güvenli bağlantı sağlar. Isıyla daralan (heat shrink) tekerlek göbekleri ısıtıldığında mile sıkıca tutunur. Uygun çaplı tekerlek için doğrudan bağlantı yapılabilir, güçlendirmek için epoksi yapıştırıcı kullanılabilir. 3mm-3mm kaplinler ile mile uzatma veya farklı parçalara bağlantı mümkündür. 3D yazıcı ile özel adaptör ve bağlantı parçaları tasarlanabilir. Vidayla sıkıştırmalı hub adaptörleri universale çözüm sunar. Bağlantı yaparken mile aşırı yanal yük bindirmekten kaçının ve mil hizalamasına dikkat edin, bu dişli sistemini korur.

N20 motorlar farklı redüksiyon oranlarıyla 30 RPM ile 1000+ RPM arasında çeşitli modellerde üretilir. Düşük hız (30-100 RPM) modelleri yüksek tork gerektiren hassas hareket uygulamaları için idealdir. Orta hız (100-500 RPM) modelleri (400 RPM gibi) en dengeli performansı sunar ve robot platformları için uygundur. Yüksek hız (500-1000 RPM) modelleri daha dinamik hareketler için kullanılır ancak tork düşüktür. Seçim yaparken projenizin tork-hız dengesini değerlendirin. Hız arttıkça tork azalır. Yükün ağırlığı ve hareket direncini hesaplayın. Güç kaynağı kapasitesini ve enerji verimliliği gereksinimlerini göz önünde bulundurun. Kontrol hassasiyeti ihtiyacınıza göre karar verin. Birden fazla motor kullanacaksanız senkronizasyon için aynı modeli tercih edin.

N20 motorlara konum kontrolü için harici enkoder eklenebilir. Manyetik enkoder için motor miline küçük mıknatıs bağlayıp, Hall sensörü ile dönüşler algılanır. Optik enkoder için mile disk takılıp, IR LED ve foto-transistör ile aralıklar tespit edilir. Enkoder Arduino interrupt pinlerine bağlanarak dönüş sayımı yapılır. İki sensörlü quadrature encoder ile dönüş yönü de belirlenebilir. Enkoder sinyallerinden PWM duty cycle değeri hesaplanarak PID kontrolü uygulanır. Enkoder olmadan konum kontrolü için potansiyometre veya limit switch kullanılabilir. Hassas konum kontrolü için step motor veya servo motor daha uygundur. Enkoder eklemenin mekanik zorlukları vardır, kompakt yapı sınırlama getirir. Bazı hazır N20 enkoder modülleri mevcuttur, ancak standart N20 motorlara göre daha pahalıdır.