ドキュメント内目次

1.はじめに
2.目的
3.試験項目
4.試験結果

4.1.ドータボードについて
4.2.モータ制御ボードについて
4.3.電源ボードについて
4.4.超音波ボードについて
4.5.メカ部品について
4.6.ケーブル類について


---

本ドキュメントに含まれる略称について

本ドキュメントでは以下に示す工学用語を（）内の略称で示す。


• Field-Effect Transistor（FET）
• Field Programmable Gate Array（FPGA）
• Ground（GND）
• Magnetic Pulse Compression(MPC)
• Micro Intelligent Robot System（MIRS）
• Pulse Width Modulation(PWM)
• Voltage Common Collector Bipolar(VCC)

1.はじめに

本ドキュメントは、MIRS1604の標準部品試験結果についての報告書である。





2.目的

MIRS1604 標準部品試験計画書に基づき、各部品での


• 部品の配置・基板の実装チェック、導通チェックおよび動作試験
• ケーブル類の導通チェックおよび強度チェック
• メカ部品の外形寸法、穴位置および穴サイズチェック

を実施し、合格基準を満たさない場合は規準を満たすように改良し、再度チェックする。
このようにして標準部品が全て基準を満たすようにする。





3.試験項目

table1に試験項目を示す。

table 1 試験項目

種類	試験部品名	個数	試験項目	担当者	試験完了日	備考
ボード	ドータボード	1	実装チェック 導通チェック 動作試験	中津川 村田	2016.07.22	去年のものを使用
	モータ制御ボード	2		杉山 志田		新規製作したものと去年のものを一つずつ使用
	電源ボード	1		中津川 小出		去年のものを使用
	超音波制御ボード	2		村田 堀住		去年のものを使用
メカ部品	シャーシ（上段）	1	外形寸法、穴位置、穴寸法、大きさの確認	青野 田口		去年のものを使用
	シャーシ（下段）	1				新規製作したものを使用
	支柱	4				去年のものを使用
	バンパ	6				去年のものを使用
	USB取り付け金具	1				去年のものを使用
	バッテリーボード	1				去年のものを使用
	バッテリーボード用支柱	4				去年のものを使用
	VGA取り付けパネル	1				去年のものを使用
ケーブル	モータ制御ボード接続ケーブル、CPUボード電源ケーブル、バッテリー接続ケーブル、	5	導通チェック コネクタ取り付け確認 強度チェック	梶田 加藤		去年のものを使用
	4ピンケーブル、６ピンケーブル、１１ピンケーブル	７				去年のものを使用





4.試験結果

4.1.ドータボードについて

4.1.1.実装チェック


ドータボードとMIRSMG3Gドータボード詳細設計書の実装図を照らしあわせて確認できた。


4.1.2.導通チェック


MIRSMG3Gドータボード試験仕様書より回路のパターン図と、ドータボードを照らし合わせ、テスターを使用し各素子が繋がっているか、VCCとGNDが短絡してないのを確認できた。
導通していない箇所や短絡している箇所は特に見られなかった。





4.1.3.動作試験チェック


動作試験は、MIRSMG3Gドータボード詳細設計書の4.2と4.3の手順に従った。
タッチセンサのON/OFF入出力確認を行い、問題はなかった。タッチセンサを押したときディスプレイ上で"1"、離したときにディスプレイ上で"0"が表示されることが確認できた。
オシロスコープによるPWM信号波形の確認でFPGAボードのA層の26ピンが動作しないことが判明したため、代わりにA層の30ピンから波形を出すようにFPGAを書き換えた。書き換えたあとのTTFファイルをFPGA_MG3G_ver5.0 1604727に載せる。また、書き換え後のドーターボードの波形に異常は見られなかった。試験時のオシロスコープの画像を下のFig.1~Fig.6に示す。
それぞれ、正しい波形が出ていることを確認した。
よって、合格とした。

Fig.1 左モータ試験(20ピンと22ピン)	Fig.2 左モータ試験(22ピンと26ピン)
Fig.3 左モータ試験(24ピンと26ピン)
Fig.4 右モータ試験一回目(20ピンと22ピン)	Fig.5 右モータ試験一回目(22ピンと30ピン)
Fig.6 右モータ試験一回目(24ピンと30ピン)





4.2.モータ制御ボードについて

4.2.1.実装チェック


実装図に沿って、部品の配置を目視で確認したところ、FETのpチャネルとnチャネルの配置が逆であったため、再度はんだ付けを行った。その後再度確認をし、実装が正しかったため、合格とした。


4.2.2.導通チェック


パターン図に沿って導通を確認したところ、短絡や余分な導通はなかったため、合格とした。



4.2.4.動作試験チェック


MIRSMG3G モータ制御ボード試験仕様書に従って動作試験を行った。

1. モータの正転・逆転信号の確認
   
   PWM値100を与えたときに正転信号が、PWM値-100を与えたときに逆転信号が送られていることを確認した。
   
2. PWMキャリア周波数の確認
   正転・逆転信号確認時にオシロスコープの周波数表示によりPWM周波数が1.1[kHz]以下であることを確認した。実際の値は、1.017[kHz]であった。
3. モータの正転・逆転の確認
   PWM値によるモータの正転・逆転を目視により確認した。
   
4. PWM値の変更
   PWM値を大きくするほどモータの回転が速くなることを目視により確認した。
   また、モータが回転する最小PWM値は左右ともに20であった。
5. FETの発熱
   PWM値を127(max)与え、5分間回転させ、FETの発熱がほとんどないことを素手でFETを触って確認した。
6. 長時間の走行
   PWM値100を与え、10分間モータを回転させ、回転が持続したため、合格とした。
7. エンコーダの信号の確認
   エンコーダの出力が回転方向に合わせて正しく出力されていることを確認した。
   

試験を行うにあたり、FPGAボードのピン配置を変更する必要があった。配置の変更を以下に示す。
A層：エンコーダ用16ピン→32ピンに変更、モータ用26ピン→30ピンに変更
B層：エンコーダ用14ピン→30ピンに変更








4.3.電源ボードについて

試験内容の詳細および合格基準はMIRS1604 標準ボード試験計画書 3.3　電源ボードを参照。

4.3.2.実装チェック


電源ボードはMIRS1403が製作したものを用いるため、電源ボードとMIRS1403 電源ボード詳細設計書の実装図を照らしあわせ目視で確認した。部品の位置と向きに注意した。
すべて正しく実装されていることを確認した。

4.3.3.導通チェック


MIRS1403 電源ボード詳細設計書より回路のパターン図を印刷し、電源ボードとパターン図を照らし合わせ、テスターを使用しVCCとGNDが短絡してないか、各部品が正しくつながっているかを確認した。
また、はんだ付けやビニール線による回路の修正が行われている場所の、修正箇所が正しく機能していることを確認した。
テスターで確認したところや修正されていた箇所はパターン図にしっかり印を付けた。
今回、修正は行わなかった。





4.3.4.動作試験チェック


　MIRS1403 電源ボード詳細設計書の実装図を参照し、DCコネクタやスイッチを確認し、試験を行った。試験結果をtable 2とtable 3に示す。

table 2 電源ボードの試験結果

	目標電圧(v)	バッテリー1(V)	バッテリー2(V)	バッテリー3(V)	バッテリー4(V)
入力電圧	8.14	8.41	8.01	8.12	8.14
制御系	5.3±0.2	5.15	5.15	5.18	5.20
駆動系	6.5±0.4	6.70	6.70	6.70	6.70

table 3 電源ボードの試験結果

	安定化電源(V)	安定化電源(V)	安定化電源(V)	安定化電源(V)	安定化電源(V)	安定化電源(V)	安定化電源(V)	安定化電源(V)
入力電圧	4.0	5.0	5.5	6.0	6.5	7.0	7.5	7.8
制御系	2.91	3.59	4.10	4.48	5.05	5.15	5.15	5.11
駆動系	3.16	4.15	4.61	5.11	5.64	6.13	6.62	6.7

table 2よりバッテリーを接続したときの電源ボードは制御系、駆動系ともに目標電圧を満たしているため合格とした。
また、table 3より6.5V以下の入力電圧では制御系、駆動系ともに目標電圧を満たさないことが分かった。








4.4.超音波ボードについて

試験内容の詳細および合格基準はMIRS1604 標準ボード試験計画書 3.4超音波センサボードを参照。

4.4.1.実装チェック


MIRSMG3D 超音波センサボード製造仕様書を参照して実装図と照らしあわせ目視で確認できた。部品の位置や向きにも問題はなく、すべての部品が正しく実装されていた。

4.4.2.導通チェック


パターン線図を印刷し、超音波センサボードを照らし合わせて確認をした。VCCとGNDが短絡してないか、また導通していない箇所や短絡している箇所は特に見られず、各部分、正しくつながっていた。修正箇所も正しく機能しており、問題はなかった。


4.4.3.動作試験チェック


超音波距離計測試験プログラムの手順に従い親機と子機の計測をした。実験結果を超音波ボード試験結果表に示す。

角度が0°のとき、距離が23cmから50cmまでの誤差は±5％以内,50cmから測定不能の限界までの距離の誤差は、±10％以内に収まった。それ以外が、大きな誤差が出てしまったのは、近すぎて測定できず、初期値を出力した場合と、遠すぎて測定できず、10000を超える値を出力してしまった場合であるため、この超音波ボードに問題はない。よって、合格とする。
30°、-30°のときの値を0°のときと比べたとき、距離を長くしても、多少の誤差はあったが、大きく異なる値が出ることもなかったため、多少の角度がある時、多少の誤差があることを想定していれば、超音波センサーを使用しても問題ないといえる。








4.5.メカ部品について

各部品の外形寸法、穴位置・大きさのチェックの結果を示す。
試験内容の詳細は、MIRS1604 標準部品試験計画書 3.5.メカ部品についてを参照。

4.5.1.上段、下段シャーシ


上段、下段シャーシの外形寸法、穴位置・大きさを測定した。MIRS1604 標準部品製作計画書 3.標準部品製作手順の3.2 下段シャーシの製作にある下段シャーシと比較した結果、穴の位置に最大で0.5mmの誤差があったが、仕様の1mm以下に収まっていたので合格とした。

4.5.2.支柱(丸)


支柱の測定結果のうち、もっとも誤差の大きかった測定結果の値を以下のtable 4示す。

table 4 支柱(丸)の試験結果

	外径(mm)	長さ(mm)	穴の直径(mm)	穴の深さ(mm)
仕様	15.00	80.00	2.50	10.00
測定結果	15.05	80.30	2.80	16.00
誤差	0.05	0.30	0.20	6.00

穴の深さの誤差が+6mmだったが、組み立てには支障がないと判断したため作り直しはしない。その他の箇所はすべて誤差が1mm以下なので合格とする。

4.5.3.バンパ


バンパの測定結果のうち、もっとも誤差が大きかった測定結果を下のtable 5に示す。

table 5 バンパの試験結果

	長辺の長さ(mm)	短辺の長さ(mm)	短辺と穴の距離(mm)	穴の直径(mm)
仕様	141.0	80.0	5.0	3.0
測定結果	141.0	81.0	5.1	3.2
誤差	0.0	1.0	0.1	0.2

バンパは曲げてあったため、長辺の長さの正確な値を測定できなかったが、組み立てには支障がないと判断したため作り直しはしない。その他の箇所はすべて誤差が1mm以下なので合格とする。

4.5.4.バッテリーボード


もっとも誤差が大きかった測定結果は、バッテリーボードの長辺で、誤差は0.2mmだった。よって合格とする。

4.5.5.バッテリーボード用支柱


もっとも誤差が大きかった測定結果は、バッテリーボード用支柱の長さで、0.1mmだった。よって合格とする。

4.5.6.USB取り付け金具


もっとも誤差が大きかった測定結果は、USB取り付け金具の長辺で、誤差は0.3mmだった。よって合格とする。






4.6.ケーブル類について

試験内容の詳細および合格基準はMIRS1604 標準部品試験計画書 3.6.ケーブル類を参照。

4.6.1.導通チェック


テスターを使用して導通が確認できたため、合格とした。
また、コネクタに接続したとき、隣り合ったケーブル同士が導通していないことも確認できた。

4.6.2.強度チェック


コネクタを押さえてコードを強く引っ張った後、導通を確認し、ケーブルの強度が十分と判断できたため合格とした。




---



MIRS DATABASE