名称 MIRS1401 エレクトロニクス製造報告書
番号 MIRS1401-ELEC-0006
版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A01 2015.2.2 宇佐美 大沼先生 初版

目次

1. はじめに
2. 製作物の一覧
3. 評価
4. 総括
5. リンク

1. はじめに

 本ドキュメントは、MIRS1401におけるエレクトロニクス関連の各種詳細設計をまとめたものである。

2. 製作物の一覧

2.1. ドータボード


図1. ドータボード(上:タッチスイッチ接続用、下:エンコーダ・モータドライバ接続用)

2.2. モータ制御ボード


図2. モータ制御ボード

2.3. パトランプ・破壊機構制御ボード


図3. パトランプ・破壊機構制御ボード

2.4. 電源分配ボード


図4. 電源分配ボード(上:5V・6V分配、下:9V分配)

3. 評価

3.1. ドータボード

 最初はプリント基板にて回路を作成したが、パターンが切断したり、熱で剥がれたりすることによる断線が多く、結局はユニバーサル基板で作成した。また、タッチスイッチの接続を誤ると接続部分でVccとGNDがショートするという不具合が起こったため、急遽プルアップ抵抗を使ってショートが起こらない形に変更した。最終的に、タッチスイッチが使われることはなかったが、モータドライバへの接続が断線する等の事故は起きずに済んだ。

3.2. モータ制御ボード

 モータ制御ボードは、作成から競技会当日まで接触不良等の不具合が発生しなかった。

3.3. パトランプ・破壊機構制御ボード

 プリント基板のパターン作成が遅れたため、ユニバーサル基板で作成した。破壊機構の制御部分は正常に動作した。パトランプのスイッチングはこのボード単体での試験をクリアしたものの、最後までプログラムによる制御ができなかった。

3.4. 電源分配ボード

 9V電池の分配ボードは最初は予定しておらず、常時各モータ制御ボードに9V電池を接続しておく予定だったが、予想以上に電池の消耗が早かったため、スイッチが必要になり作成した。部品点数の節約のため、1個の電池を3枚のボードに分配する形とし、ON/OFFを視認できるようLEDを追加した。

3.5. FPGAボード(プログラム)

 パトランプのON/OFF部分はQuartus上でのシミュレーションでは正常に動作していた。問題点はデバイスドライバまたはCPU側の操作プログラムにあると思われるが、詳細は不明。それ以外は既存のモジュールの切り貼りに留まった。

4. 総括

 総じて、ボードの単体試験を重視したためかドータボード以外の接触不良は防ぐことができた。機体に組み込んでからのトラブルシュートは非常に面倒であり、単体試験に時間をかけたことは正解といえるだろう。
 ただし、下段は狭い場所に多数のボードや配線を組み込んだ代償として組み込み作業に手間がかかり、ケーブルの取り回しも混乱しやすかったため、エレキの配置については早期からメカ班と十分に打ち合わせておくべきだと感じた。
 ユニバーサル基板によるボードの作成は一見時間がかかるように思われたが、実装図をあらかじめ書いておけばさほど作業時間が増えるわけでもなく、問題に感じなかった。むしろ、ユニバーサル基板は基盤側に取り付けようの穴を開ける手間がかからず、リード線によって配線するため導通試験で断線箇所を調べやすいといった利点がある。特に、標準ボードにおいて苦しめられたパターンの損傷による断線の恐れが無いのは非常に助かったため、来年以降にエレキを担当する人にもおすすめできる。

5. リンク


沼津工業高等専門学校 電子制御工学科