En lugar de tratar de medir la corriente del motor mientras está en el circuito, mediría el motor por sí mismo. Eso es más fácil de hacer y le permite descubrir cuáles son los límites, no solo en qué sucede el circuito para conducirlo.
Desconecte el motor y hágalo funcionar con una fuente de alimentación de 4.5V, que es aproximadamente lo que puede esperar de tres baterías AA nuevas en serie. Si tiene una fuente de alimentación que puede mostrar corriente, entonces será lo suficientemente buena. Espero que la corriente sea de al menos unos 100 mA, que la mayoría de las fuentes de alimentación mostrarán con una resolución razonable. Si no, ponga su amperímetro en serie con el motor para medir la corriente. Comience con la escala 1A.
Hay dos medidas que debe hacer para tener una idea del motor. El primero es con el motor funcionando sin carga. Deje que las ruedas giren libremente. El motor extraerá la corriente mínima de esta manera. Luego pruébelo por un corto tiempo con las ruedas sostenidas para que nada gire. El motor extraerá la corriente máxima de esta manera. Esto también se conoce como la "corriente de pérdida", que vería en su hoja de datos si tuviera una. Deje que las ruedas giren un poco para obtener la corriente de pérdida en diferentes posiciones del motor. Los motores de CC cepillados pueden tener un consumo de corriente un poco diferente durante una revolución, dependiendo de qué combinación de bobinas estén activando los cepillos.
Una vez que tenga la corriente mínima y máxima, puede diseñar su circuito de accionamiento a su alrededor. Dado que probablemente desee un accionamiento variable y bidireccional, desea conducir el motor con un puente H controlado por PWM desde el micro. No sé qué capacidades tiene el arduino, pero hay micros reales con hardware PWM específicamente destinados a conducir tales puentes H. Estos hacen que el cambio de dirección sea fácil, la rotura del mango antes de la fabricación, etc.