本ドキュメントについて
本ドキュメントはArduinoシールドについてのドキュメントである。概要・目的
この度、新たに本機体に導入する「Arduino」について、この「Arduino」と「他のセンサ類や出力装置」とのコミュニケーションを果たすための「仲介役」として、「Arduinoシールド」という基板を新規に作成する。今回搭載する入力系素子類をTable1に、出力系素子をTable2にまとめる。
Table1.使用素子一覧(入力)
| 部品名 | 総数 | ピン数(1個につき) | ピンの役割 | 型番 | リンク |
|---|---|---|---|---|---|
| 超音波センサ | 8個 | 4本 | Vcc(+5v), Gnd, Trig, Echo(Digital) | HC-SR04 | こちら |
| 赤外線センサ | 8個 | 3本 | Vcc(+5v), Gnd, センサ出力(Analog) | DSR-542 | こちら |
| 方位センサ | 1個 | 4本 | Vcc(+5v), Gnd, I2C(SDA,SDC) | HMC6352 | こちら |
| タッチセンサ | 3個 | 3本 | Vcc(+5v), Gnd, スイッチ部分 | 無し | 無し |
今回使用する超音波センサは、「Trig」に信号をワンショット送ると、超音波を出して、「Echo」から結果が返ってくる。
なお、超音波センサは超音波信号が一定時間以上返ってこないと、エラーを起こして停止してしまう。
そこで、超音波センサのVccのピンは、トランジスタを挟んで電源をリセットできるようにする。
回路図・パターン図
本基板の「回路図」をFigure1に、「パターン図」をFigure2載せる。
Figure1.Arduinoシールド 回路図
Figure2.Arduinoシールド パターン図
使用パーツ
本基板にて使用した素子類を、Table3にまとめる。Table3.使用部品一覧
| 部品名 | 個数 |
|---|---|
| ピンヘッダ(1x6) | 6個 |
| ピンソケット(1x4) | 4個 |
制作段取・試験段取
5.1 基板加工
ラボに置いてある「基板加工機」を使って、「Figure2」のパターン図を基に基板を加工する。5.2 導通チェック
4.1で加工した基板が、「繋がるべき通り道が繋がっているか」と「分離されるべき通り道が分離されているか」を確かめるため、導通チェックを行う。導通チェックについて
はんだ付けする前の「素子の足」が入る「穴」と「導線」の間の導通、「Vcc-GND」間の絶縁をテスターで確認する。
また、「電源供給用のコネクタのGND端子」と「他の全てのGND端子」の間の導通も確認する。
抵抗値が「20Ω」以下であれば導通、「10kΩ」以上であれば絶縁と判定する。
「断線」や「ショート」を確認した場合は、修正する。上記の方法で修正不可能な場合は基板を作成しなおす。
5.3 はんだ付け
「Figure2」のパターン図を基に、今回のArduinoボードに素子をはんだ付けしていく。5.4 実装チェック
4.3で「はんだ付け」した基板が、「Figure1」の回路図と一致しているかどうかを試験する。実装チェックについて
対象のボードと仕様書の実装図を照らしあわせ、部品が正しく実装されていることを確認する。この「はんだ付け」と「実装チェック」が完了した後、もう一度「導通チェック」を実施する。
間違いを確認した場合は、修正する。はんだによる修正が不可能な場合は基板を再加工する。
向きのある素子(ICや抵抗)は特に注意して確認する。変更や間違いの修正があった場合、チェックシートに必ず記入しておく。