名称 MIRS1601 エレクトロニクス詳細設計書
番号 MIRS1601-ELEC-0001

最終更新日:2016.12.14

版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A01 2016.12.14 平山 龍弥 初版

目次

  1. はじめに
  2. エレクトロニクス構成
  3. ボード関係図
  4. 各モジュールの接続配線表
  5. 各基板の製作方針
  6. 改良・IOボードについて
  7. 購入部品

  1. はじめに

    本ドキュメントは、MIRS1601のソフトウェア詳細設計について記したドキュメントである。

  2. エレクトロニクス構成

    ボード 目的・理由 製作方法 担当
    電源ボード 全ての基板に電源を安定して供給するため ボードの大きさを作り変えた後、旧ボードから部品を取り外し、新ボードに取り付け 平山
    CPUボード カメラからの映像を高速で画像処理するため なし
    バス回路基板 各種センサ制御ボードとArduinoDUEとの信号を橋渡しするため ピンソケット取り付け 平山
    モーター制御基板 MIRSについているモーターを制御するため モータードライバ・フォトカプラ取り付け 望月
    超音波センサ分岐基板 センサのケーブルをまとめて、取り扱いやすくするため ピンソケット取り付け
    赤外線センサ制御基板 部谷
    ロータリエンコーダ分岐基板 望月
    LED・赤外線センサ固定基板 LED・赤外線センサを固定するため LED・赤外線センサ取り付け 部谷
    テープLED制御基板 テープLEDの発光を制御するため ラインデコーダーIC・フォトカプラ取り付け
    WAVファイル再生基板 .WAVファイルを再生するため SDカードソケット・ピンソケット取り付け 平山
    Arduino DUE MIRSの大半の処理を行わせるため なし

  3. ボード関係図

    ボード同士の関係図を以下に示す。
    太枠で囲まれたボードが今回新規作成するボードである

    fig.1 構成

  4. 各基板の接続配線表

    各基板とArduinoDUEとの配線について示す。なお、バス回路は必ず経由するため省略する。
    ピンの配置は船田巧さんが作成されたピン配置図を参考にした。
    参考: Arduino DUE PINOUT DIAFRAM

    基板(センサ・IC名) センサ・ICのピン名 ArduinoDUEのピン番号(ポート番号) ArduinoDUE基準I/O
    モーター制御ボード(L298N) 1 ENA
    1 ENB
    2 ENA
    2 ENB
    1 INPUT1
    1 INPUT2
    1 INPUT3
    1 INPUT4
    2 INPUT1
    2 INPUT2
    2 INPUT3
    2 INPUT4
    		 4(C.26)
    5(C.25)
    6(C.24)
    7(C.23)
    40(C.8)
    39(C.7)
    38(C.6)
    37(C.5)
    36(C.4)
    35(C.3)
    34(C.2)
    33(C.1)
    		 IN(PWM)
    IN(PWM)
    IN(PWM)
    IN(PWM)
    IN
    IN
    IN
    IN
    IN
    IN
    IN
    IN
    超音波センサ分岐基板(USS) 1 SIG
    2 SIG
    3 SIG
    4 SIG
    		 25(D.0)
    26(D.1)
    27(D.2)
    28(D.3)
    		 I/O
    I/O
    I/O
    I/O
    赤外線センサ制御基板(MCP3208P) CLK
    DOUT
    DIN
    ~CS/SHDN
    		 42(A.19)
    TX2(A.13)
    RX2(A.12)
    23(A.14)
    		 OUT(CLK)
    OUT(MOSI)
    IN(MISO)
    OUT(CS)
    ロータリエンコーダ分岐基板(E6A2-CW3C) 1 OUTA
    1 OUTB
    2 OUTA
    2 OUTB
    3 OUTA
    3 OUTB
    4 OUTA
    4 OUTB
    		 44(C.19)
    45(C.20)
    46(C.21)
    47(C.22)
    48(C.23)
    49(C.24)
    50(C.25)
    51(C.26)
    		 IN
    IN
    IN
    IN
    IN
    IN
    IN
    IN
    テープLED制御基板(74HC138AP) A
    B
    C
    		 29(D.6)
    30(D.9)
    32(D.10)
    		 OUT
    OUT
    OUT
    WAVファイル再生基板 CLK
    CMD
    DAT0
    CD/DAT3
    SpeakerIN
    		 SCK(A.27)
    MOSI(A.26)
    MISO(A.25)
    24(A.15)
    DAC0(B.15)
    		 OUT
    OUT
    IN
    OUT(CS)
    OUT(Analog)

  5. 各基板の製作方針

    各基板の製作方針を以下に示す。個別の詳細設計書がある基板はリンク先を参照すること。

    基板名 方針
    電源ボード 過去の設計データを流用し、基板の大きさだけ変更
    CPUボード 既にあるものを流用
    バス回路基板 新規作成
    モーター制御基板
    超音波センサ分岐基板
    赤外線センサ制御基板
    ロータリエンコーダ分岐基板
    LED・赤外線センサ固定基板
    テープLED制御基板
    WAVファイル再生基板
    Arduino DUE 新規購入

  6. 改良・IOボードについて

    エレクトロニクス構成のうちの電源ボードの改良、バス回路基板、超音波センサ・ロータリエンコーダー分岐基板について示す。

    1. 電源ボード

      1. 回路図


      2. パターン図


      3. 基板加工機用 mitファイル

        基板を加工する際に使用するmitファイルを以下に示す。
        電源ボード 加工データ


      4. 実装図

        実装図を以下に示す。

        実装図(表)



        実装図(裏)


    2. バス回路基板

      1. 回路図




      2. パターン図




      3. 基板加工機用 mitファイル

        基板を加工する際に使用するmitファイルを以下に示す。
        バス回路基板 加工データ


      4. 実装図

        実装図を以下に示す。

        実装図(表)



        実装図(裏)


    3. 超音波センサ分岐基板

      1. 回路図


      2. 基板加工機用 mitファイル

        基板を加工する際に使用するmitファイルを以下に示す。
        超音波センサ分岐基板 加工データ


      3. 実装図

        実装図については、基板が完成次第ドキュメントに載せる。


    4. ロータリエンコーダ分岐基板

      1. 回路図


      2. 基板加工機用 mitファイル

        基板を加工する際に使用するmitファイルを以下に示す。
        ロータリエンコーダー分岐基板 加工データ


      3. 実装図

        実装図については、基板が完成次第ドキュメントに載せる。


    5. モータ制御基板

      1. 回路図


      2. 基板加工機用 mitファイル

        基板を加工する際に使用するmitファイルを以下に示す。
        モータ制御基板 加工データ


      3. 実装図

        実装図については、基板が完成次第ドキュメントに載せる。


    6. テープLED制御基板

      1. 回路図


      2. 基板加工機用 mitファイル

        基板を加工する際に使用するmitファイルを以下に示す。
        テープLED制御基板 加工データ


      3. 実装図




    7. LED・赤外線センサ固定基板

      1. 回路図


      2. 基板加工機用 mitファイル

        基板を加工する際に使用するmitファイルを以下に示す。
        LED・赤外線センサ固定基板 加工データ


      3. 実装図






    8. 赤外線センサ制御基板

      1. 回路図


      2. 基板加工機用 mitファイル

        基板を加工する際に使用するmitファイルを以下に示す。
        赤外線センサ制御基板 加工データ


      3. 実装図




  7. 購入部品

    購入場所 品名 個数 単価[円] 小計[円] リンク、備考
    秋月電子通商 モータドライバ”L298N” 4 300 1200 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06380/
    8ビットフォトカプラモジュール”TLP291” 1 30 30 http://www.akizukidenshi.com/catalog/g/gI-08029/
    電解コンデンサ”25V 100μF” 2 10 20 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03122/
    赤外線センサ”GP1UXC41QS” 10 50 500 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06487/
    3to8 ラインデコーダ TC74HC138AP 1 30 30 http://www.akizukidenshi.com/catalog/g/gI-10013/
    ADコンバータ”MCP3208” 2 320 640 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00238/
    セラミックコンデンサ”0.1μF” 4 10 40 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-11154/
    ピンヘッダ（オスL型） 1*40 2 50 100 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-01627/
    RGBLED”OSTB5131A-ID” 1 550 550 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02766/
    分割ロングピンソケット 1列*42 5 80 400 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-05779/
    ピンヘッダ １列*40 3 35 105 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-00167/
    ピンヘッダ　2列*40 2 50 100 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-00082/
    セラミックコンデンサ”0.047μF” 10 10 100 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-11152/
    セラミックコンデンサ”0.01μF” 10 5 50 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-11150/
    セラミックコンデンサ”33ｐF” 10 5 50 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-11138/
    水晶発信機12.800MHｚ 1 30 30 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-09782/
    三端子レギュレータ”NJU7223F18” 1 100 100 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-10084/
    三端子レギュレータ”TA48033S” 1 60 60 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00534/
    6回路バッファ”CD74HC4050E” 1 40 40 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-09418/
    TA7368使用小型アンプキット 1 300 300 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-05965/
    MP3デコーダ”VS1053ｂ” 1 850 850 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-09266/
    マイクロSDカードスロットDIP化キット 1 300 300 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-05488/
    ８Ω１０Ｗ広帯域用スピーカー 1 300 300 http://www.akizukidenshi.com/catalog/g/gP-06275/
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