最終更新日:2015.2.13

目次

1. はじめに
2. 製作物一覧
3. テスト結果
4. 総括
5. 終わりに

1. はじめに

   本ドキュメントは、MIRS1403のエレクトロニクス開発報告書である。

2. 製作物一覧

   新規作成したボードを以下に示す。
   ボード名が各詳細設計書のリンクとなっている。

   製作物一覧

   ボード名	達成率	部品図	完成度評価	備考	担当者
   超音波センサボード	100％		距離計測のテスト結果を超音波センサチェックシートに示す。 この結果より、標準部品の超音波センサより、高精度である事が確認できた。 さらに、近距離(2�p以上)と遠距離(3m以下)の距離計測が可能になった。 このことにより近距離(2�p以上)と遠距離(3m以下)での正対補正を行えた。 標準機は親機・子機に分かれていたが、１つのボードにまとめ、 機体に乗せやすくした。 ボードにLEDをつけ、CPUから識別番号が送られた場合、基板のLEDが光る設計をしたので、 動作しているか判別しやすくなった。 本ボードは、標準プログラムを変更せずに使用することができる。 上記したことをチェックシートに示す。 これより、達成度を100%とした。		伊藤 新谷
   モータ制御ボード	75％		競技会前、半田付けが不十分で片方が動かなくなる誤作動が起きた。 また、ドータボード・エンコーダ間のプルアップ抵抗回路の設計ミスで、クロスケーブルが必要になったが、 牛丸先生の助言のおかげで、それらの問題を1日で解決することができた。 競技会で高速化をアピールできなかったが、競技会中も問題なくモータは動作した。 製作中に問題も発生したが、最高速度を上げるという目的が達成できたので、この評価とした。 反省点として、基板が180×95mmと縦長になってしまった為、MIRS本体も縦長になってしまった点が挙げられる。 駆動部ボードの配線を工夫し、制御部ボードが真上に来るよう設計出来れば、栄えのいい外装になったと思われる。 駆動電圧を7Vから14Vに変更したため速度の上限が約165cm/sとなったが、巡回中は制御を優先する為に、約40cm/sで動かすことが決定した。 モータドライバを変更した為、動作中の発熱もなく高速化を実現できたが、 走行試験が不十分であった為、本番でモータをフルパワーで動かす機会がなくなってしまった。		堀水
   電源ボード	80％		度重なるミスで、想定よりも完成が遅れてしまった。 予定日より20日の遅れが生じた為、80％の評価とした。 回路自体は標準の物を流用している為、完璧に動作した。 (制御系入力電圧7.2[ｖ]に対して、出力電圧5.4±0.2[v] 駆動系入力電圧14.4[v]に対して、出力電圧12.5±0.2[v]を確認できた） しかし、電源から先に繋がっている各回路との折り合いで問題が多発した。 最終的には、電源分岐ボードを作り、既存のケーブルを一部流用するという形に落ち着いた。 駆動電圧を標準と同値に戻したい場合、回路内の抵抗を標準の物に戻せばよい。		大塚
   LEDボード	90％		観客の目を引くという目的が達成され、審査員特別賞を獲得する要因となった。 本ボードは設計通り作り、点灯させることができたが、 PICの最大入力電圧を無視をしているなど問題がある。 本来ならFPGA用いてMIRSの動作に合わせて点灯パターンを変えたかった。 上記したことをチェックシートに示す。 これより、設計準備が達成できなかった10%を引いて、達成度を90%とした。 LEDテープは市販品を使用した為、作成は容易であった。 PICを使用している為、プログラムを変更すれば点滅パターンを変えることができる。 PICの最大入力電圧が5.5Vであったが、動作が確認できた為、単三乾電池8本を直列につないだ12Vを使用した。 仕様上の最大入力電圧を超えている為、同じような物を作りたい場合はPICを変えるなりの変更が必要である。 LED点灯動画	*新品の乾電池で12VをかけるとPICが壊れる事が判明した。	伊藤 新谷 部谷
   音楽再生ボード	90％		基本的にはアンプモジュール等の既製製品を組み合わせたボードの為、期待通りの動作をした。 必要な仕様を満たす為に、アンプモジュール裏のパターンを一部変更した。 一つのユニバーサル基板上に、電圧調整部も収める為に多数ハンダ付けを行った。 ハンダ付けと導通試験を慎重に行った為、ボードを一回で正常に動作させることができた。 完成度に関しては満足している。 最初に購入したスマートフォン用のスピーカーが小さすぎた為に、十分な音量が確保できないという問題が発生したが、アンプモジュールがD級アンプで高効率であった為、スピーカーを一回り大きな物にする事で十分な音量を得ることができた。 音楽再生プログラム検討の初めは非常に苦戦したが、端末上の"aplay"で簡単に操作することが可能だった為、シンプルに解決することができた。また電圧調整ボードの試験をした結果、このボードでの目標達成率の指標となる項目をチェックシートに示す。	本番の競技会で実際に音楽が再生されることがなかった点は、非常に残念である。	五十棲

3. テスト結果

   以下に各ボードのテスト結果チェックシートを示す。
   モータ制御ボード ： (モータ動作試験チェック表)
   超音波センサボード ： (超音波センサ動作試験チェック表)
   電源ボードのテスト結果は、電源ボード詳細設計書を参照

4. 総括

   完全にスケジュール通りとは行かない結果になってしまった。
   本来、年末には終わっていたはずの作業（電源ボード、モータ制御ボード）を年明けに持ち込むことになり、スケジュールにずれが生まれた。
   更に、次々と想定外のトラブルが続出、しまいには構想の甘さが露呈する事態になってしました。（主に電源ボード）
   電源とモータの進捗が遅れたため、プログラムの動作試験にも支障をきたし、全体が遅れたと言っても過言では無いと考えられる。
   発生した問題点について一つ一つ述べるとキリがない為、ここでは割愛するが、大まかにまとめた物を以下に示す。

   1. ケーブルについての問題

   新たにボードを作り直すにあたって、各ボード担当者間での打ち合わせが足りていなかった。
   その為、ボード間で既存のケーブルが流用できないという問題に直面した。
   今回はジャックの材料が余っていた為、ケーブルを新たに作り直すことで対処できたが、材料がなかった場合、発注先によってはこの時点でアウトである。
   今回は結果的に問題にならなかったが、すべてのケーブルに対して、予備ケーブルを用意しなかったのも大きな問題点であると考えられる。
   

   2. 各ボードの問題

   基板製作に当たって、各ボードで発生した問題。
   これに関しては予測不可能な部分もある為、ある程度仕方ないと思われるが、クロスチェックを行う体制を築いていれば
   凡ミスによる遅延を防ぐことは出来たと思われる。
   
   

   3. 後期前半の怠慢

   実際に、走行試験プログラムを走らせる段階になってロータリエンコーダが動作しないことが判明した。
   試験報告書の資料を確認したところ、ロータリエンコーダの動作試験を行っていなかったことが判明した。
   
   
   
   これらの問題は十分回避できた物であり、事前の検討とスケジュール管理が甘かったと言わざるを得ない。
   競技会直前週になって、牛丸先生の助言を頂く事で危機を脱したが本来こうならないように対処すべきであった。
   一部製作過程の悪い部分が目立つが、超音波センサ、LEDボードについては何の問題も無かった。
   音楽再生システムについては、ソフトとの打ち合わせ不足が問題になったが、最終的には無事動作させることができた。
   本番においては、鳴らすことが出来なかったが、超音波センサ、LEDボードに関しては完璧に動作していた。
   特に超音波センサに関しては、その性能を遺憾なく発揮しており、生体補正に役立っていた。
   問題が発生したのは、殆どモータ制御ボードと電源ボードであり、それ以外はうまく出来たといえる
   どのボードも最終的には完成させることが出来た。
   エレキ単体としての最終的完成度は100％に近い。

5. おわりに

   以上で本ドキュメントの終わりとする。

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沼津工業高等専門学校　電子制御工学科