目次

• 1.このドキュメントについて　
  
• 2.製作物一覧
  
• 3.試験内容・結果
  
• 4.総括
  

1. このドキュメントについて

   このドキュメントはタピ郎のエレクトロニクスの開発報告書を示すものである．

2. 製作物一覧

   以下に，製作物の一覧を示す．

   製作物	個数	写真	ドキュメントリンク	開発状況
   arduino megaシールド基盤	1	表　裏	詳細設計書	完成
   Raspberry Piシールド基盤	1	表　裏	詳細設計書	完成
   電源ボード	1	表　裏	詳細設計書	完成
   ４軸信号線（超音波センサ用）	8			完成
   ３軸信号線（焦電センサ用）	1			完成
   ３軸信号線（噴射機構モータドライバ用）	1			完成
   ４軸信号線（噴射機構エンコーダー用）	1			完成
   ２軸信号線（電圧取得用）	1			完成
   ２軸信号線（圧力センサ用）	1			完成（未実装）
   ２軸電源線（噴射機構モータ用）	1			完成




3. 試験内容・結果

   3.1 arduino megaシールド基盤

   以下に，arduino megaシールド基盤の写真を示す．

   
   
   arduino megaシールド基盤　
   
   

   • 設計書との差異

   図に示すように，配線とピンヘッダの一部の位置を変更した．また，回路自体は完成したが，作業時間との兼ね合いで圧力センサの実装を見送った．

   
   
   arduino megaシールド基盤　
   
   

   • 試験内容

   ①　導通チェック，絶縁チェックを行った．

   ②　mortor(S)にモータのエンコーダを接続し，arduinoの標準プログラム（test_encorder）を用いて，モータを手で回転させた. motor(L)，motor(R)でも同様に実施した．判定条件は以下に示す．　
   　・　正転させたときに値が連続して増えるか．
   　・　後転させたときに値が連続して減るか．負の値が表示されるか
   

   ③　driver(S)にモータドライバーを接続しモータドライバーには安定化電源とモータを接続し，arduinoの標準プログラム（test_motor）を用いて，モータを回転させた．driver(L，driver(R)でも同様に実施した．判定条件は以下に示す．
   　・　２種類の値（30cm/sと60cm/s）を指定して，モーターの回転速度の違いが現れるか（目視で確認）
   　

   ④　batteryにバッテリー電圧取得用信号線（電源ボード）を接続し，arduinoの標準プログラム（test_batt）を用いてシリアルモニタで電圧を確認した．判定条件を以下に示す．
   　・　シリアルモニタに数値が表示されること　
   　・　その数値（電圧）がテスターで測った値との誤差が5%以内であること

   ⑤　圧力センサ用ピンについても実装はしなかったがテストは行った．圧力センサをつなぎ，それを指で押して，シリアルモニタで確認した．判定条件を以下に示す．
   　・　指で押した際にシリアルモニタで取得した電圧が変化するか

   • 結果

   以下の表に示す．

   試験項目	結果（〇成功，×失敗）
   ①導通，絶縁チェック	〇
   ②エンコーダ	〇
   ③モーラドライバ	〇
   ④バッテリー電圧	〇（テスター8.37Vに対して取得した電圧8.7V　誤差約＋4%）
   ⑤圧力センサ	〇（未実装）

   
   
   • 評価

   arduino megaのシールド基盤は，配線位置の変更や圧力センサの実装見送りなど多少の変更点はあったものの，問題なく製作することができた． 反省点としては，モータのピンヘッダを右と左を逆に設計してしまったことから，組み立て時にわかりにくくなってしまったことが挙げられる．

   
   
   

   3.2 Raspberry Piシールド基盤

   以下に，Raspberry Piシールド基盤の写真を示す．

   
   
   RasPiシールド基盤　
   
   

   • 設計書との差異

   特になし．設計書通りに製作できた．

   
   
   • 試験内容

   ①導通チェック，絶縁チェックを行った．

   ②超音波センサについて，uss(1)に1個のセンサを取り付け，i2c detectコマンドをRaspberry Pi上で実行した．これをuss(2)からuss(8)まで行った．判定条件を以下に示す．
   　・　実行した際に，つないだ超音波センサのi2cアドレスがセンサに書かれているアドレスと同じものが表示されるか

   ③焦電センサについて，テストプログラム（指定のGPIOピンのHIGH，LOWを取得する）を用いて，値を取得できるか確認した．判定条件は以下に示す．
   　・　センサから10cmの距離で手をかざした際に，LOW→HIGHになり，１～２秒後にLOWに戻るか
   　・　センサから30cm程度の距離にノートを近づけた際に値がLOWのままであるか

   ④スイッチについて，ブースにあったスイッチをTSLに接続し，そのピンのHIGH，LOWを取得するプログラムをRaspberry Pi上で実行し，動作しているか確認した．TSR，STR，SNDにも同様に行った．判定条件を以下に示す．
   　・　スイッチを押した際にLOW，スイッチを離した際にHIGHを表示するか（内蔵プルアップ使用）

   
   
   • 結果

   以下の表に示す．

   試験項目	結果（〇成功，×失敗）
   ①導通，絶縁チェック	〇
   ②超音波センサ	〇
   ③焦電センサ	〇
   ④スイッチ類	〇

   
   
   • 評価

   Raspberry Piのシールド基盤は，設計通りに製作することができた． しかし，ピンヘッダ同士の間隔が狭く，抜き差しがしにくかった． よって，例えば超音波センサ類のみ別のシールド基盤を用意して，Raspberry Piとケーブルで 接続するような方法もあったのではないかと考える．

   
   
   

   3.3 電源ボード

   以下に，電源ボードの写真を示す．

   
   
   電源ボード　
   
   

   
   
   • 設計書との差異

   特になし．設計書通りに製作できた．

   
   
   • 試験内容

   ①導通チェック及び絶縁チェックを行った．

   ②電源ボードにモータドライバ，モータを接続したあとに安定化電源に接続し，モータをモータドライバのスイッチを押して回転させた．判定条件を以下に示す.
   　・　走行用モータ（左右）及び噴射機構用モータがそれぞれのモータドライバのスイッチを押した際に回転するか

   ③②の状態で緊急停止ボタンを押した．判定条件を以下に示す．
   　・　モータの回転が停止するか，モータドライバと電源ボードのランプが消灯するか

   
   
   • 結果

   以下の表に示す．

   試験項目	結果（〇成功，×失敗）
   ①導通チェック，絶縁チェック	〇
   ②モータ回転テスト	〇
   ③緊急停止ボタン	〇

   
   
   

   3.4 信号線類

   • 試験内容

   ①導通チェックを行った．

   ②実際にそれぞれをセンサとシールド基盤に接続し，それぞれのセンサの値を取得できるか確認した．

   • 結果

   以下の表に示す．

   試験項目	結果（〇成功，×失敗）
   ①導通チェック	〇
   ②接続テスト	〇

   
   
   
   • 評価

   タピ郎を組み立てる際に新たなケーブルを製作し交換していたが， そのケーブルでは導通テストのみ行い，センサの接続テストを行わなかった． よって，超音波センサのSDAとSCLを逆に接続してしまうトラブルが発生した． このように試験を行った後の変更に対して再試験を行わなかったことに関しては反省点であるといえる．

4. 総括

   エレキ班はレビューや製作をいち早く行うことで， メカの製作が遅れてしまう状況でも，メカを手伝ったりソフトの開発を先に進めたりすることができた．
   しかし，信号線の件のように交換部品に対するテストを怠ってしまったことがミスにつながってしまった．