最終更新・2012.6.15

目次

1. はじめに
2. 試験方法
3. 試験内容詳細
4. 関連文書

3. 試験内容詳細

試験を行うドータボード・モーター制御ボード・超音波センサボードは昨年のものを流用する。
そのため、部品・導通チェックを行わないものとする。

試験方法の詳細内容について示す。

3.1 電源ボード

3.1.1 導通試験

導通試験における必要器具を次に示す。

MIRSMG3D電源ボード、はんだごて、はんだ、はんだ吸い取り線、テスタ

パターン図 に示す配線�@-�Jのそれぞれについて、断線していないかどうかチェックする。この時のチェック方法として、目視によるチェック、テスタを用いた導通チェックの2種類を行い、1回目と2回目でチェックの色を変えるなど、見落としの無いような工夫をすると良い。
また、図に青色で示した�@はGND、黄色で示した�A,�C,�D,�F,�H,�IはVccである。VccとGNDが短絡していると、そこに大電流が流れてしまいとても危険なので、特に注意してチェックする。
もし断線が確認できたら、はんだで修復可能な場合は修復、修復不可能な場合は基板を作り直す。

試験結果は標準ボード試験結果[電源ボード]に記入する。

3.1.2 動作試験

・制御系電源の試験

1. CPUスイッチ(赤のトグルスイッチ)がOFFになっていることを確かめる。
2. MIRSSTND デュアルレギュレータ電源ボード製造仕様書の実装図のCN1に定格7.8Vバッテリーを接続する。
3. CPUスイッチをONにし、実装図のCN2に出力される電圧をテスタで計測し、端子間電圧が5.1Vであることを確かめる。このとき、テストリードの先端部で、CN2をショートしてしまわないように気を付ける。

・駆動系電源の試験

1. MPCスイッチ(緑のトグルスイッチ)がOFFになっていることを確かめる。
2. MIRSSTND デュアルレギュレータ電源ボード製造仕様書の実装図のCN3に定格7.8Vバッテリーを接続する。
3. MPCスイッチをONにし、実装図のCN4に出力される電圧をテスタで計測し、端子間電圧が6.1Vであることを確かめる。このとき、テストリードの先端部で、CN4をショートしてしまわないように気を付ける。

3.2 ドータボード

3.2.1 導通試験

導通試験における必要器具を以下に示す。

MIRSMG3Dドータボード2枚、はんだごて、はんだ、はんだ吸い取り線、テスタ

導通試験の内容は目視とテスタの2回のチェックを行う。このときに重要なのは、電源ボードと同様VccとGNDを把握し、特に注意して導通試験を行うことである。

3.2.2 動作試験

動作試験における必要器具を以下に示す。

MIRSMG3Dドータボード2枚、CPUボード、FPGAボード、白線センサ、タッチセンサ、ディスプレイ及びケーブル、キーボード、安定化電源またはバッテリー2個、電源ケーブル

ドータボードの動作試験は、 On/Off I/Oデータ取得試験プログラム を参照する。具体的には、タッチセンサ、白線センサの値を正しく読み取ってCPUに伝えられるかを試験することで、ドータボードの動作を確認する。

[ドータボード試験をするための環境設定の確認]

・まず、CPUとFPGA、電源ボード、バッテリ、ドーターボードをそれぞれMIRS1102 解体報告書を参照し、接続する。
・バッテリー,センサ,ディスプレイ,キーボードがすべて接続されているか確認する。
・電源ボードの電源を入れる。
・標準プログラムがインストールされているか確認する。/home/mirs/src/mg3_std_program 以下が標準プログラム群のディレクトリである。
・標準プログラムがコンパイルされているか確認する。
・標準プログラムがインストールまたはコンパイルされていない場合は、「MIRSMG3D-OSIN-0009標準プログラムパッケージ」を参考にインストールまたはコンパイルを行う。

以下に、I/Oデータ取得試験プログラムを用いたドータボードの試験手順について示す。

1. 最初に、ドータボードに何のセンサーも接続せずに、実行ファイルirs_ts_ws_testを実行し、I/O[1~8]、TS[1~4]のすべてが1であることを確かめる。
2. ドータボード回路図 の下段のDB_IO1に白線センサ、上段のDB_TS1にタッチセンサを接続する。
3. 白い紙などを白線センサに近づけたり遠ざけたりして、I/O[1]が1と0を繰り返すことを確認する。また、タッチセンサをつけたり離したりして、TS[1]が1と0を繰り返すことを確認する。
4. 白線センサはDB_IO1~8、タッチセンサはDB_TS1~4のすべてについて、3.と同様の操作をし、その動作を確認する。
5. この後、白線センサとタッチセンサのポートを変更し、手順1〜3を繰り返し、全ポートでの動作を確認する。

手順1でI/O[1〜8]、TS[1〜4]のすべてが１であることを確認し、その上で手順２で接続して何もしない状態で信号が０となることも確認する。 これを前提として、白線センサには白い紙を５ｃｍ程度何回か近づけ、近づいたときに信号が１と出力され、離したときに０と出力されることを5回連続で確認し、そのポートの動作試験クリアとする。 タッチセンサに関してもセンサに触ったときに１の信号が出力されることを5回連続で確認し、そのポートの動作試験クリアとする。 ここで全ポートの動作を確認したとき、FPGAの影響でポートが１つ動作しないようなので、そのポートがどこかを調べる。

3.3 モータ制御ボード

3.3.1 導通試験

導通試験における必要器具を以下に示す。

MIRSMG3Dモータ制御ボード、はんだごて、はんだ、はんだ吸い取り線、テスタ

導通試験は目視とテスタの2回のチェックを行う。このとき、ICはまだ実装しない。
導通試験がすべて終わった後に、ICを実装する。
その後、モータ制御ボードの電源を入れるが、このとき制御系電源、駆動系電源の順にONにする。また、電源を落とす際は駆動系電源、制御系電源の順にOFFにする。 (詳細はMTCB取扱説明書参照)

3.3.2 動作試験1

[モータ制御ボード試験をするための環境設定の確認]

・標準機と同様にバッテリー,モータ制御ボード,電源ボード,ドータボード,FPGAボード,ディスプレイ,キーボードをそれぞれMIRS1102 解体報告書を参照し、接続する。
・電源ボードの電源を入れる。
・標準プログラムがインストールされているか確認する。/home/mirs/src/mg3_std_program 以下が標準プログラム群のディレクトリである。
・標準プログラムがコンパイルされているか確認する。
・標準プログラムがインストールまたはコンパイルされていない場合は、「MIRSMG3D-OSIN-0009標準プログラムパッケージ」を参考にインストールまたはコンパイルを行う。
・「MIRSMG3D MTCB試験仕様書」で試験用プログラムの項目を参照しておく。

USART.hexをPICに書き込みシリアル通信のテストを行う。
使用機器を以下に示す。

CPUボード、FPGAボード、ドーターボード、モータ制御ボード(※)
(※電圧レベルをRS232C規格に変換するMAX232CなどのICを用いればパソコンのシリアルポートを用いてもテストを行うことができる。)

動作試験1の内容は次の通りとする。
USART.hexをPICに書き込み任意の値を送信すると同じ値が返信させることを確認し、モータ制御ボードのシリアル通信ができているかをテストする。また、この単純なループバック動作により送信線、受信線が問題無いかがわかるため、ケーブルのテストにもなりPICの設定及び配線のテストにもなる。

3.3.3 動作試験2

RE.hexをPICに書き込み、ロータリエンコーダ読み取り部のテストを行う。
使用機器を以下に示す。

モータ制御ボード、ロータリエンコーダ、パソコンなどの通信環境

動作試験2の内容は次の通りとする。
ロータリエンコーダを制御ボードに接続し、電源を入れる（電源の入れ方に注意すること）。このPICプログラムには走行制御プログラムは組み込まれていないので、直接指を使ってロータリエンコーダをくりくりと回す。このとき回転方向によってLED1が明滅し、正転なら点灯、逆転なら消灯することを確認することによりロータリエンコーダ読み取り部のテストを行う。もし明滅しなかった場合、モータ制御ボードが間違っているか、接続の仕方が間違っているということになる。モータ制御ボードにはLEDがデバックオプションとして２個ついており、LED2はモータを走行制御する際の回転方向のデバック用とする。このため、この動作試験ではLED2は消灯したままでLED1だけが明滅する。

3.3.4 動作試験3

PWM.hexをPICに書き込み、モータ制御部のテストをする。
使用機器を以下に示す。

直流電源装置、MG3本体の電源又は、5Vの直流電源、オシロスコープ、適当な大きさの抵抗（目安として数KΩと50Ωの大きさの抵抗）

動作試験3の内容は次の通りとする。
モータ制御ボードのCN2(モータ出力用電源ケーブルの接続部)に適当な抵抗を繋ぎ、オシロスコープで抵抗の両端の電圧を測るようにプローブを繋ぐ。また、CN1(電源ボード用電源ケーブルの接続部)にMG3本体の電源ボードの制御部直流電源を電源ケーブルを介して接続する。電源を入れるとオシロスコープに波形が現れるので、それを撮影し画像データとして保存する。正転、逆転、正転、ブレーキ、逆転、正転、逆転をduty50%,100%,0%の順に繰り返したときの出力波形が図に示したようになるかテストする。

オシロスコープの波形を確認した後、モータをCN2に接続して試験する。
PWM.hexをPICに書き込み、モータの動作テストを行う。目視によりモータの正転、逆転、正転、ブレーキ、逆転、正転、逆転をduty50%,100%,0%の動作を確認する。
　

3.4 超音波センサボード

　　※試験対象のボードは親機、子機それぞれ一台である。

3.4.1 部品のチェック

必要な部品と工具
  超音波センサボード、はんだごて、はんだ、はんだ吸い取り器、はんだ吸い取り線

チェック手順

1. 作成した超音波センサボードと実装図を照らし合わせ、部品の位置をチェックする。もし、間違っていたら、はんだ吸い取り器などで部品を外し修正を行う。
   
2. 製作した超音波センサボードと実装図を照らし合わせて、部品の向きをチェックする。向きがある部品はIC・電解コンデンサ・ダイオード・コネクタの4種類である。もし、間違っていたら、はんだ吸い取り器などで部品を外し修正を行う。
   

3.4.2 導通チェック

必要な部品と工具
  超音波センサボード、テスター、はんだごて、はんだ、はんだ吸い取り器、はんだ吸い取り線、カッター

チェック手順

1. 作成した超音波センサボードと回路図を照らし合わせ、各部品が正しくつながっているか調べる。つながっていなければ、ビニール線などで直接つなぐ。あまりにひどい場合は、もう一度基盤の削りだしを行う。
   
2. 製作した超音波センサボードと回路図を照らし合わせ、つながってはいけない所を調べる。つながっていればはんだを付け直すか、接触部分をカッターで削る。あまりにひどい場合は、もう一度基盤の削りだしを行う。
   

3.4.3 動作試験

動作試験における必要器具を以下に示す。

CPU、FPGA、ディスプレイ及びケーブル、キーボード、安定化電源またはバッテリー×2、電源ケーブル、メジャー、平らな板、円柱、分度器

動作試験は 超音波距離計測試験プログラム の手順に従い行う。

動作試験は親機、子機(親機を接続)の順に行う。

動作試験の結果は標準ボード試験結果[超音波センサ]に記入する。

[超音波距離計測試験をするための環境設定の確認]

・まず、CPUとFPGA、電源ボード、バッテリ、超音波センサをそれぞれMIRS1102 解体報告書を参照し、接続する。
・バッテリー,センサ,ディスプレイ,キーボードがすべて接続されているか確認する。
・電源ボードの電源を入れる。
・標準プログラムがインストールされているか確認する。/home/mirs/src/mg3_std_program 以下が標準プログラム群のディレクトリである。
・標準プログラムがコンパイルされているか確認する。
・標準プログラムがインストールまたはコンパイルされていない場合は、「MIRSMG3D-OSIN-0009標準プログラムパッケージ」を参考にインストールまたはコンパイルを行う。

動作試験の内容を以下に示す。

1. 超音波センサと平行な位置に平らな板を置き、メジャーで超音波センサと平らな板との距離を測った後、実行ファイルuss_testを実行し、表示される値とメジャーで測った値を比較する。計測する距離は、20cm、50cm、100cm、150cm、200cmとし、それぞれ6回ずつ行う。この際、超音波センサの規格では20cm以下の距離を計測することは出来ないので、それよりも近い距離での測定結果と、距離が最大で何cmまで測定できるかも調べる。最大値を調べる際は、先の試験の測定結果の誤差を参考に調べる。
   --超音波センサでの測定距離の6回の平均値がメジャーで測った値と誤差5%以内で試験完了とする。
   
   
2. 1. でエラー表示が無く正確に測定できた距離に標準機を置き、板を傾け、MIRSと板との位置関係が平行でなくても正常に測れるか確かめる。具体的に傾ける角度は-60°、-30°、30°、60°とし、それぞれ3回ずつ行う。確認後、1. のように幅広い範囲で測定してみる。
   --超音波センサがどの程度の角度まで正確な測定ができるかを確認する。
   
   
3. 円柱のようなものを用意する。これと超音波センサとを対面に置き、1.と同様に試験を行い、どのような測定結果が出るかを調べる。測定回数はそれぞれ3回とする。
   --ロータリーの攻略の参考にする。実際のMIRS競技では、円柱に対して200cmまで距離があることはないと考えられる。しかし、超音波センサの特性を知るという意味で200cmまで試験を行う。