はじめに
本ドキュメントは、MIRS1601のエレクトロニクス開発報告書について記したドキュメントである。
製作基板一覧
今回、MIRS1601のエレキ班が製作した基板、達成度、担当者コメントを以下の表に示す。なお、電源ボードはMIRSMG3Gの電源ボードと回路は同じ、バス回路基板は配線だけで機能を持たないため、個別の詳細設計書は無い。
| 製作基板 | 詳細設計ドキュメント | 担当者 | 担当者コメント |
|---|---|---|---|
| 電源ボード | MIRS1601-ELEC-0001 | 平山 | 最終的には動作したものの、作り直しが4回もあったり、Tコネクタにあわせることがなかなかできなかったり、完成したのが遅すぎたなど、反省すべきことが多かった。 |
| バス回路基板 | MIRS1601-ELEC-0001 | 平山 | 設計時の配線ミスはなかったが、製造してみると設計と違うものができたり、GNDが細くて爆発したなど、自分の経験の浅さを痛感した。ただ、ある程度の拡張性を持つように設計したのはよかったと思う。 |
| モータ制御基板 | MIRS1601-ELEC-0006 | 望月 | モータドライバへの流入電流の値を考慮できておらず、数回の作り直しを行った。モータドライバは長時間動かし続けると触れられないほど発熱し数分間のクールダウンが必要となるため排熱機構がさらに必要であると感じた。 |
| 超音波センサ分岐基板 | MIRS1601-ELEC-0007 | 望月 | 信号を基板でまとめるのみの役割だったので手間はかからなかった。だがPINの配置順を間違えたため分岐基板と超音波センサをつなぐケーブルの順番を変え対応させた。 |
| 赤外線センサ分岐基板 | MIRS1601-ELEC-0004 | 部谷 | ソフト班による仕様変更もあり、作り直しがあった。見慣れない素子を取り扱ったため、回路を組むのに苦戦した。 |
| ロータリエンコーダ分岐基板 | MIRS1601-ELEC-0008 | 望月 | 回路が単純で簡単なものだったので手間取らなかった。 |
| LED・赤外線センサ固定基板 | MIRS1601-ELEC-0003 | 部谷 | 回路自体は簡単だったが、作成する基板の数が多くて時間がかかった。 |
| テープLED制御基板 | MIRS1601-ELEC-0002 | 部谷 | 表面実装用の素子を購入していたため、使いにくかった。VccとGNDを間違えて配線していたことに気づくのが遅くて完成までに時間がかかった。 |
| WAVファイル再生基板 | MIRS1601-ELEC-0005 | 平山 | 事前に入念に調査し、自費で購入して試作していたため問題なく動作した。時間があれば音割れやノイズを改善したかった。 |
試験内容および試験結果
各基板の試験内容、試験結果を以下に示す。
この項目においてモータをタイヤ側から見て時計回りを正転、反時計回りを逆転とする。
3.1 電源ボード
- 導通チェック
すべての線がつながってるか、また短絡してるところはないかを調べ問題ないので合格とした。
- 統合チェック
実際にバッテリーと統合してみて、出力電圧が設計通りかを確認し、出力されていたので合格とした。
3.2 バス回路基板
- 導通チェック
すべての線がつながってるか、また短絡してるところはないかを調べ問題ないので合格とした。
- 統合チェック
実際にArduinoDUEと統合してみて、信号が最後まで送られているか確認し、送られていたので合格とした。
3.3 モーター制御基板
- 導通チェック
すべての線がつながっていること、6VとGND間、3.3VとGND間、6Vと3.3V間が短絡していないことをテスターを用いて確認できたので合格とした。
- 単体チェック
ArduinoDUEからの信号を受け出力PINからPWM値が出力されていること。PWM値が5〜255の間で出力PINからPWM信号が出力されていること。以上の2点が確認できたため合格とした。 - 統合チェック
実際にバス回路基板と結合した状態にて4つのモータが正転、逆転すること。PWM値を変更することによって回転速度が変わること。また4つのモータをPWM255(最大値)にて競技時間である4分間回転させ続けることが可能であること。以上の3点を確認し、すべての動作が可能であることを確認したため合格とした。
3.4 超音波センサ分岐基板
- 導通チェック
すべての線がつながってるか、また短絡してるところはないかをテスターを用いて調べ問題ないので合格とした。
- 統合チェック
実際にバス回路基板、超音波センサと結合し距離を測定することが確認できたため合格とした。
3.5 赤外線センサ分岐基板
- 導通チェック
すべての線がつながってるか、また短絡してるところはないかをテスターを用いて調べ問題ないので合格とした。
- 統合チェック
実際にバス回路基板、赤外線センサと結合し赤外線を計測することが確認できたため合格とした。
3.6 ロータリエンコーダ分岐基板
- 導通チェック
すべての線がつながってるか、また短絡してるところはないかをテスターを用いて調べ問題ないので合格とした。
- 統合チェック
実際にバス回路基板、ロータリエンコーダと結合しロータリエンコーダを正転、逆転させると正、負のカウントをすることを確認できたため合格とした。
3.7 LED・赤外線センサ固定基板
- 導通チェック
すべての線がつながってるか、また短絡してるところはないかをテスターを用いて調べ問題ないので合格とした。
- 統合チェック
実際に赤外線センサ分岐基板に信号を送ることを確認できたため合格とした。
3.8 テープLED制御基板
- 導通チェック
すべての線がつながってるか、また短絡してるところはないかをテスターを用いて調べ問題ないので合格とした。
- 統合チェック
実際にバス回路基板に結合させたところ、発光したため合格とした。
3.9 WAVファイル再生基板
- 導通チェック
すべての線がつながってるか、また短絡してるところはないかを調べ問題ないので合格とした。
- 単体チェック
ArduinoDUEと結線してみて、音楽ファイルが開けるか、曲が再生できるかを確認し、両方ともできたので合格とした。
- 統合チェック
機体に搭載してみて、曲を再生できるかを確認し、できたので合格とした。
総括
計画が決まった当初は、全ての基板はテストまで含めて製作が完了しているはずだった。結果的に予定から遅れてしまい、ソフト班に迷惑をかけてしまった。
遅れてしまった要因としては、
- ツールの使い方を習得するのに時間がかかってしまった。
回路図設計ソフト「KiCad」の習得に時間がかかり、最初の2,3回が何もできずに終わった。
- ガントチャートを一切見なかった。
予定通りに進んでいるか把握できてなかった。また、明らかに遅れているとわかっていても焦りを感じることが無かった。
- 設計に時間がかかった。
バス回路の規格策定をなかなかできず、結果的に全体の設計を遅らせてしまった。
- 設計ミスが多かった。ミスを特定するのに時間がかかった。
特に電源ボードは部品が破損や、Tコネクタ関連などでかなり時間がかかってしまった。
があげられる。特にツールとガントチャートは大きな要因であり、この二つを改善するだけでも今回のようなひどい遅れは無かったと思える。
今回のことから、
- 前期にはツールの使い方を習得する
他の班員にもツールの使い方を覚えるように伝える。
- 予定を確認する
作業を始める前に、- 前回やること
- どのくらい終わらせたか
- 今日やること
- できるだけ早く試作品を作る
作ってみて初めてわかったこともあったので、失敗しても時間的に余裕が持てるように計画を立てる。
もし、今後チームで開発することがあったら上記の点を心掛けていきたい。