名称 MIRS1803 基本設計書
番号 MIRS1803-DSGN-0002

版数 最終更新日 作成者 承認者 改訂記事
A01 2018.10.26 瀧口周 初版
A02 2018.11.05 鈴木慧人 瀧口周 大沼先生 第2版

ドキュメント内目次

1. はじめに

本ドキュメントは,MIRS1803の基本設計書である.

2. 開発分担

開発分担をTable.1に示す.
Table.1 開発分担
開発項目 メンバー
メカニクス 今泉肇     深谷祥平
エレクトロニクス 鈴木慧人     瀧口周     古川陽太
ソフトウェア 礒合優汰     井出知里     高橋凌

3.開発スケジュール

開発スケジュール表をTable.2に示す.

Table.2 開発スケジュール表
Table.2 開発スケジュール表

4.購入予定物品一覧

製品開発にあたり購入する予定がある物品をTable.3に示す.

Table.3 購入物品
名称 メーカー 型番 数量 価格[円] 選定理由 備考
光センサ付赤外線LEDリングライト 850nm FRS5CS 秋月電子通商 通販コード M-09589 1個 780 暗くなると自動で点灯するため
コネクタ付コード2P （E) （赤白） C-05683 1本 30 赤外線LEDに取り付け可能なため
焦電型赤外線センサーモジュール (焦電人感センサ) M-09627 4個 1600 類似品と比べて安価で,5[ｍ]先の人を感知可能なため
最大30[V]出力 昇圧型スイッチング電源モジュール NJW4131使用 K-07406 1個 800 赤外線LEDを駆動するために,5[V]～12[V]の昇圧が必要でありそれが実現可能なため
電子ブザー 14mm PBO4-SE12HPR
(ブザー①)		 P-04497 1個 100 発信回路内臓で,Arduinoに繋げばすぐに起動でき,85[dB]出すことができるため
電子ブザー 12mm UDB-05LFPN
(ブザー②)		 P-09704 1個 80
Raspberry Pi PiNoirCameraV2（ラズベリーパイ赤外線カメラモジュールV2) M-10519 1個 4400 Raspberry Piに互換性がある暗闇でも撮影可能な赤外線カメラで,5[m]離れた場所を縦4[m]の範囲で写すことができるため
T型コネクタ オス 赤 C-13420 4本 50 配線の向きを間違えないようにするため
T型コネクタ メス 赤 C-13434 4本 50
USBケーブル USB2.0 Ａオス－マイクロＢオス 1.5ｍ C-07607 1本 120 Raspberry Piと電源の距離があるので,それを繋げられるようにするため
3軸加速度センサモジュール KXSC7-2050 K-07243 1個 500 --
３軸ディジタルコンパスモジュール HMC5883L Strawberry Linux 注文番号 12105 1個 758 検出レンジ,出力レートを十分な範囲でソフトウェア選択でき,分解能12bitで細かく角度を測れるため(測定した地磁気を元に計算してもとめる)
SRF02 超音波距離センサー I2C/TTLレベルUARTインターフェイス ELEFINE 型番 SRF02 2個 5348 すでに標準機で使用しているため動作が保障されており,障害物回避のために増やす必要があるため
Raspberry Pi カメラ モジュール リプレースメント ケーブル Pi Camera Board Replacement Cable (長さ 610mm) Amazon －－ －－ 1本 1210 使用する赤外線カメラに対応しており,機体の高さを出すために延長する必要があるため
SODIAL(R) Ui 600V Ith 10A スイッチ非常停止用のきのこ押しボタン 1個 162 --
フルカラーシリアルLEDテープ（1m） SWITCHSCIENCE コード番号 SSCI-013994 1本 2970 様々な色を点灯することができるため
ArduinoMega用プロトシールド基板 R3 ARDUINO-A000080 1個 600 --
アルミアングルAL 20×20×300 厚み2mm monotaro 注文コード 40356041 1個 179 アルミで加工も容易で,同寸法のアングル材の中でもっとも安価なため
塩ビ板 450×600×0.5 35767663 1個 599 簡単に曲面を作ることができ,加工も簡単なため
ポリペンコアセタール(POM)丸棒 POM-BC(黒) φ15×1000 38805776 1個 389 アルミ丸棒よりも軽い素材であるため
多用途18Lペール缶 70116348 2個 1318 赤外線カメラ,人感センサの高さを1mに設定するのに,丸棒やパイプ等を使用すると,予算がかかり,別に外装も作らなければならないから
圧縮コイルバネ AP(ピアノ線) φ18×50*5 07306223 1個 899 事前に理論計算を行い,ばねの個数によって飛距離を1.7～8.5ｍまで変更できるようにしたため
アルミ平板 厚み3mm ラボ在庫品 －－ －－ 1個 －－ －－
アルミ丸棒 φ15 ラボ在庫品 －－ －－ 1個 －－ －－
合計金額[円] 22740
予備費(予算との差額)[円] 7260

5.動作手順

本機使用における開始・終了手順を以下に示す.

Fig.1 外装取り付け
Fig.1 外装取り付け


Fig.2 メンテナンスドア開戸
Fig.2 メンテナンスドア開戸


Fig.3 バネを圧縮
Fig.3 バネを圧縮


Fig.4 カムセット
Fig.4 カムセット


Fig.5 カラーボール装填
Fig.5 カラーボール装填


Fig.6 メンテナンスドア閉戸
Fig.6 メンテナンスドア閉戸
開始手順
  1. 非常停止ボタンを押す
  2. 駆動用・制御用バッテリーを繋げ,所定の位置へセットする
  3. 制御用バッテリーの電源を入れる(Raspberry Pi起動)
  4. 外装を取り付ける(Fig.1)
  5. メンテナンスドアを開ける(Fig.2)
  6. 押し棒をカラーボール側から押してバネを縮める(Fig.3)
  7. カムを押し棒の円盤に引っ掛ける(Fig.4)
  8. カラーボールを装填する(Fig.5)
  9. メンテナンスドアを閉める(Fig.6)
  10. 駆動電源を入れる
  11. メンテナンスドアを閉める
  12. Web SSHを起動し,Rspberry Piと接続する
  13. 非常停止ボタンをはずす
  14. 巡回プログラムを実行する

終了手順
  1. 非常停止ボタンを押す
  2. Raspberry Piをシャットダウンする
  3. メンテナンスドアを開ける
  4. 駆動電源を切る
  5. メンテナンスドアを閉める
  6. 外装を外す
  7. 駆動用・制御用バッテリーを回収し充電する

6. 製品仕様

本製品に関する仕様をTable.4,Table.5に示す.

Table.4 製品部品仕様[*1]
超音波センサ 赤外線カメラ 人感センサ
取り付け位置・方向・角度 機体中段・6方向(機体前後左右,前方斜め)・水平 機体上段・機体前方・水平方向から10[°]上向き 機体上段・4方向(機体前後左右)
使用個数 6 1 4
感知可能範囲 0.2~2.5[m]
(センサ正面の物体に対する実測値)[*2]		 5[m]先,縦4[m]の可視範囲 7[m]・120[°]
画素数 - 8M画素 -
ブザー① ブザー② -
音量 85[dB] 83[dB] -
周波数 4000±500[Hz] 2300±400[Hz] -

[*2]検出距離(メーカー調べ). ただし,計測時の気温等によって若干変化する.

Table.5 その他製品仕様[*1]
機体総重量 9.55[kg]
機体全高 870[mm]
機体幅 400[mm]
走行速度 0.5[m/s]
不審者感知頻度 10[m]毎
カラーボール飛距離 2.001~8.847[m][*3]
カラーボール最高到達点 0.778~2.480[m][*3]
画像アップロードおよび連絡方式 学内Wi-Fiを用いてslackへアップする
テープLED点灯色と状態 警戒中：赤色に点灯
カラーボール発射前：赤色に点滅
駆動用バッテリー基準値以下：黄色に点灯
機体点灯：緑色に点灯
ブザー鳴動と状態 警戒中：ブザー①のみ鳴動
カラーボール発射前：ブザー①,ブザー②交互に鳴動

[*1]製品の仕様及び外観等の変更により,本書の内容がデモ製品と一致しない場合がある.
[*3]使用するバネの数により変化する.(記載値は自然長から4[cm]縮めたバネを1~5個使用した場合の理論値)

7. 各パートへのリンク

各パートのドキュメントへのリンクを以下に示す.

MIRS DATABASE

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