名称 MIRS2203 エレクトロニクス開発報告書
番号 MIRS2203-ELEC-0003

版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A01 2023.2.9 杉﨑渓・豊田遼大 初版
A02 2023.2.9 杉﨑渓・豊田遼大 大沼 不具合報告の項目を追加

目次

1.はじめに
このドキュメントは、MIRS2203のエレクトロニクス開発報告書である。

2.Arduinoシールド開発結果
Arduino uno のシールド基板の画像をfig1，fig2に示す．

fig.1 Arduino uno シールド基板表



fig.2 Arduino uno シールド基板裏


3.raspberry piシールド開発結果
raspberry piのシールド基板の画像をfig3，fig4に示す．

fig.3 raspberry piシールド基板表



fig.4 raspberry piシールド基板裏


4.フォトリフレクタ基盤開発結果
フォトリフレクタ基板の画像をfig5，fig6に示す．

fig.5 フォトリフレクタ基板表



fig.6 フォトリフレクタ基板裏


5.ドットマトリクス開発結果
ドットマトリクスの信号ケーブルの画像をfig7、ドットマトリクスの電源ケーブルをfig8に示す．

fig.7 ドットマトリクスの信号ケーブル



fig.8 ドットマトリクスの電源ケーブル


これらのケーブルによってドットマトリクスが正常に動作している様子をfig９に示す。

fig.9 ドットマトリクスRAPTAロゴ表示

6.カメラ・簡易アーム稼働用モータ開発結果
カメラ・簡易アーム稼働用サーボモータの外部電源に乾電池を用いた。サーボモータへの電源供給部をfig10に示す．

fig.10 サーボモータ外部電源供給部


7.不具合報告
エレキ開発工程にて発生した不具合についての一覧表をTable.1に示す
Table.1 不具合一覧表
症状 原因 対策 不具合発覚工程 備考
Arduino内の素子の発熱 シールドとの接触 Arduinoシールド裏面に絶縁シートをはった。(fig.2参照) 開発段階
ArduinoのD1ピンでサーボモータが動かない PWM信号とシリアル通信との衝突 該当サーボモータのピンをA0に変更 統合段階 ArduinoのD0,D1ピンはシリアルに使用されている。PWM出力は可能だが、エンコーダやフォトリフレクタとの同時利用が出来なくなった。
ドットマトリクスが正常に動作しない hub75(ドットマトリクス用コネクタ)の配線ミス 再製作 試験段階 raspberry piシールドの裏面に表記されているピン名称と実際につながっているピンが異なっているため発生
2つのフォトリフレクタの値がほぼ同じになってしまう 設計ミス 再設計、再製作 試験段階 ブレット上では1つのフォトリフレクタでしか試していなかったため正常に動作していると思い込んでしまっていた。
動作中に突然Arduinoが落ちる 機体全体の電流不足 サーボモータの電源を電池に変更 統合段階 カメラの取り付け位置によりカメラ重心がサーボモータの回転軸と一致していなかったため、常にカメラ用サーボモータに負荷がかかり、想定以上に電流を使用していたためArduinoが落ちた
ドットマトリクスが正常に動作しない、スピーカーによる音声出力ができない ドットマトリクスの仕様で音声通信と競合してしまう デモ機での音声の実装を断念 統合段階 可能性のある対策としてraspberry piからUSBで外付けのDACで出力することで実装可能であったと考えられる

8.リンク
MIRS 2203 エレキ詳細設計書

MIRS 2203 エレキ試験報告書

9.総括
開発後半は電力不足という問題に悩まされ、なかなか動作が安定せず統合を大幅に遅らせてしまったため、多くの反省がある。ほかにもエンコーダの磁器センサが原因でエンコーダの値が読めなかったり、シールドの接触不良によりサーボモータが動作しなかったりと多くの問題があった。詳細設計の段階でこれらの問題を予測し対策したり、単体試験をもっとしっかりやっていたりすれば統合の際に遅れが出なかったと思われる。今回はこれらの問題が統合時点で判明したため、全体に大きな影響が出てしまった。特にソフトはある程度実機がないと動作チェックができないため、ここに大きな影響が出てしまい遅れへとつながってしまった。余裕を持った開発を進めていくうえで設計や試験など早い段階で問題をつぶすことの重要性について痛感した。


MIRS 2203 ドキュメント管理台帳

MIRS DATABASE