沼津高専 電子制御工学科
MIRS9902エレクトロニクス詳細設計書
MIRS9902-DSGN-0006
改訂記録
版数 作成日 作成者 承認 改訂内容
A01 2000.6.2 小澤、水野、渡辺 高橋 初版
A02 2000.6.7 小澤、水野、渡辺 高橋 赤外線発光部を追加
A03 2001.2.16 小澤、水野、渡辺 高橋 全般的に改訂

目次

  1. はじめに
  2. 概要
  3. 構成
    1. 概略ブロック図
    2. 電源系統図
  4. 機能性能
    1. 標準MIRS基板
    2. Power Distributor
  5. インターフェース
    1. VMEバス
    2. CPUボード−MMIボード
    3. IOボード−IPボード(IP Digital48ボード,Rotary encoderボード)
    4. IOボード−Rotary encoder,赤外線センサ周辺回路
    5. IOボード−IOSubボード
    6. IOSubボード− 超音波センサ周辺回路   
    7. IOSubボード−TSボード,赤外線発光部
    8. IOSubボード−Motor Power回路
    9. Power Distributor−VMEラック
    10. Power Distributor−MMIボード
    11. Power Distributor−Motor Power回路
    12. Power Distributor−電池
    13. Motor Power回路−Motor
    14. 超音波センサ周辺回路−超音波センサ送受信回路   
    15. 赤外線センサ−赤外線周辺回路   
    16. TSボード−Touch senser
  6. 各部の詳細
    1. 標準MIRS基板
    2. IOボード   
    3. IOSubボード
    4. 赤外線発光部    
      1. 外形
      2. 主要部品
    5. TSボード
      1. 外形
      2. 詳細ブロック図
      3. タイミングチャート
      4. 主用部品
      5. 製造仕様書ツリー
    6. Power Distributor
      1. 外形
      2. 詳細ブロック図
      3. タイミングチャート
      4. 主用部品
      5. 製造仕様書ツリー
  7. 消費電力

1.はじめに

本ドキュメントは、MIRS9902エレクトロニクス部の各回路基板の製造仕様書の作成に必要な事項を述べる。

2.概要

MIRS9902のエレクトロニクス部は、下記の点を除きすべて標準MIRSの回路基板を用いて構成される。標準MIRSでは勝敗判定装置を有していたがこれを廃し、標準MIRSのPower Distributorに停止スイッチを追加する。

3.構成

  1. 概略ブロック図

    図1に概略ブロック図を示す。
    図1.概略ブロック図 (Word Meta File

  2. 電源系統図

    図2に電源系統図を示す。
    図2.電源系統図 (Word Meta File

4.機能性能

  1. 標準MIRS基板

    標準MIRS基板の仕様についてはMIRSデータベース(DBMD)を参照のこと。

  2. Power Distributor

    Power Distributorは下記の機能を具備する。
注)CPUはAUTOBOOT用のROMを搭載し、RAMのバッテリーバックアップのジャンパ設定を行うこと。

5.インターフェース

  1. VMEラック−CPU、IOボード、MMIボード、IOSubボード、超音波周辺回路

    CPU、IOボード、MMIボード、IOSubボード、超音波周辺回路は5スロットのハーフハイトVMEラックに搭載される。ただし、MMIボード、IOSubボードはVMEバスからは電源の供給をうけるのみである。また、超音波周辺回路は、VMEバスと接続されていない。各ボードは下記のようにVMEラックへ搭載する。
    VMEラック
    スロット番号
    搭載基板
    1
    CPUボード
    2
    MMIボード
    3
    超音波周辺回路
    4
    IOボード
    5
    IOsubボード
    注)割り込みディジーチェーン用ジャンパをスロット2に挿入する。
    VMEバスの仕様は下記書籍を参照のこと。

    VME bus Archtecture Manual Revision C.3 (発行:VME MEMBER,発売:日本メディアプラン株式会社)

  2. CPUボード−MMIボード

    MMIボードはCPUとのインターフェースケーブルが直付けになっているので接続ケーブルは作成する必要はない。信号、ピン配置などはマンマシンインタフェースボード仕様(現在作成中)を参照のこと。

  3. IOボード−IPボード(IP Digital48ボード,Rotary encoderボード)

    IP Digital48ボードとRotary encoderボードはIP(IndustryPack)と呼ばれるIOボードのdaughter board(亀の子基板)である。
    搭載位置AにRotary encoderボードをBにIPDigital48を搭載すること。
    基板間のインターフェースは、IndustryPack Logic Interface Specification(現在作成中)を参照のこと。

  4. IOボード−Rotary encoder,赤外線センサ周辺回路


  5. IOボード−IOSubボード


  6. IOSubボード−超音波周辺回路


  7. IOSubボード−TSボード,赤外線発光部


  8. IOSubボード−Motor Power回路


  9. Power Distributor−VMEラック

  10. Power Distributor−MMIボード

  11. Power Distributor−Motor Power回路

  12. Power Distributor−電池

  13. Motor Power回路−Motor


  14. 超音波センサ周辺回路−超音波送受信回路

  15. 赤外線センサ−赤外線センサ周辺回路

  16. TSボード−Touch sensor

6.各部の詳細

  1. 標準MIRS基板

    MIRSデータベースDBMDを参照。

  2. IOボード


  3. IOSubボード


  4. 赤外線発光部

    1. 外形


      図3.赤外線発光部外形

    2. 主要部品
      部品番号部品商品名個数
       感光基板30K(Sunhayato)1
      IC1,IC2ICμPD5555C2
      IC3ICSN75453B1
      C1電解コンデンサ10μ25V1
      C2,C3,C5,C7セキセラコンデンサ1044
      C4,C6マイラコンデンサ/TD>1032
      R1抵抗1.7KΩ1
      R2抵抗270Ω1
      R3抵抗2.2KΩ1
      R4,R5抵抗30KΩ2
      R6抵抗390Ω1
      D1赤外線LEDTLN105B(東芝)1
      D2LEDTLG113A(東芝)1
      CN14ピンコネクタ5046-04A(MOLEX)1

  5. TSボード

    1. 外形

      図4.TSボード外形図 (Word Meta File
    2. 詳細ブロック図
      図5.TSボード詳細ブロック図 (Word Meta File


      @チャタリング除去回路
      チャタリングを除去する。

    3. タイミングチャート
      図6.TSボードタイミングチャート図
    4. 主要部品
      • 74LS279 × 2
      • 集積抵抗 R 8LADDER 1kΩ ×2
      • PS-16PE-D4LT1-PN1(航空電子) × 1
      • 5045-03A(MOLEX) × 6

    5. 製造仕様書ツリー
      TSボード基板製造仕様書ツリー
      • TSボード基板製造仕様書
        • TSボード基板組み立て図
          • TSボード(基板)
            1. 両面銅箔基板(80x40)(購入品)
            2. CAMデータ
          • IC、抵抗などの部品
          • 改造仕様書
            1. TSボード外形改造図
            2. TSボード基板パターン切断図)
            3. TSボード基板布線表
        • TSボード基板取扱説明書
          • TSボード回路図
          • TSボード基板外形図
          • TSボード基板パターン図
        • TSボード基板試験仕様書
          • TSボード回路図
          • TSボード基板外形図
          • TSボード基板パターン図

  6. Power Distributor

    1. 外形
      図7.Power Distributor外形図 (Word Meta File

    2. 詳細ブロック図
      図8.Power Distributor詳細ブロック図 (Word Meta File

      1 電源ボードの機能概要
      電源ボードは、以下に示す機能を持つ。
      • 各ボードの電源として+5Vの電圧を出力する機能。
      • RS−232Cのための±12Vの電圧を出力する機能。
      • MIRSの競技中のみモータと勝敗判定装置を動作させる機能。
      • バッテリによって供給される7.2Vの電圧を6Vに落としてモータにかける機能。
      2 回路構成
      図7に詳細ブロック図を示す。図7より1から3のブロックの機能のついて説明する。
      @定電圧電源回路
      この部分は、MIRSのすべての回路に電力を供給するための回路である。電源としては、ラジコン用7.2Vニッカド充電電池を用いる。これはフル充電では8Vほどまであるが、そのうちに電圧は落ちてくる。通常の定電圧レギュレータICを用いると、5Vを発生させるためには7V近く必要となり、これでは電圧が落ちてきたときに安定した電力を供給することができなくなる。そのためこの回路では、定損失のレギュレータ(最低入力電圧6.0V)を用いている。また3Aという大きな電流が必要となり、ここではそれだけの電流を流しだすことができるようにしている。
      ADC−DCコンバータ
      この部分は、RS−232Cを使用するための電源となる。必要な電源は、±12V,100mAである。
      BON−OFF制御部
      この部分は、スタートスイッチが押されたら、勝敗判定装置及びモータに電力を供給し、勝敗判定装置が押されたら、それらをOFFするための回路である。またMPUボードにそのON、OFFの信号を送信する機能も兼ねている。ここは、リレーによる1ビットのデータ保持機能を持つ回路となっている。
    3. タイミングチャート
      図8.Power Distributorタイミングチャート図 (Word Meta File

    4. 主用部品

      部品番号部品商品名個数
       片面フェノール基板250*204mm1
      IC1低損失レギュレータSTR9005(サンケン)1
      U1DC-DCコンバータZUW3 0512(COSEL)1
      C1積層セラミック・コンデンサ3341
      C2電解コンデンサ4.7μF/25V1
      C3,C4電解コンデンサ10μF/25V2
      R1抵抗390Ω1
      R2抵抗620Ω1
      R3抵抗330Ω1
      D3,D4ダイオード10D-1相当2
      SW1(D1)スイッチUB-15SKP1M(NKK)1
      SW2(D2)スイッチUB-16SKP1R(NKK)1
      RY1リレーG2VN-237P(オムロン)1
      RY2リレーG6B-1174P-US(オムロン)1
       スイッチ・ボタンAT-4074C(NKK)2
       スイッチ・レンズAT-4075M(NKK)1
       スイッチ・レンズAT-4075R(NKK)1
       レギュレータ用放熱板T220R41-25(水谷)1
      CN1〜CN32ピン・コネクタ53259-0220(MOLEX)3
      CN44ピン・コネクタ53259-0420(MOLEX)1
      CN53ピン・コネクタ5046-03A(MOLEX)1
      P1,P2マイクロスイッチSS-5GLD(オムロン)2

    5. 製造仕様書ツリー
      Power Distributor基板製造仕様書ツリー
      • Power Distributor基板製造仕様書(MIRS98XX-PRDT-0001)
        • Power Distributor基板組み立て図(MIRS98XX-PRDT-0002)
          • Power Distributor PWD(基板)(MIRS98XX-PRDT-0003)
            1. 両面銅箔基板(100x100)(購入品)
            2. CAMデータ(MIRS98XX-PRDT-0004)
          • IC、抵抗などの部品
          • 改造仕様書(MIRS98XX-PRDT-0005)
            1. Power Distributor外形改造図(MIRS98XX-PRDT-0005)
            2. Power Distributor基板パターン切断図(MIRS98XX-PRDT-0006)
            3. Power Distributor基板布線表(MIRS98XX-PRDT-0007)
        • Power Distributor基板取扱説明書(MIRS98XX-DOCS-0004)
          • Power Distributor回路図(MIRS98XX-DOCS-0001)
          • Power Distributor基板外形図(MIRS98XX-CUIR-0002)
          • Power Distributor基板パターン図(MIRS98XX-DOCS-0003)
        • Power Distributor基板試験仕様書(MIRS98SF-TEST-0001)
          • Power Distributor回路図(MIRS98XX-DOCS-0001)
          • Power Distributor基板外形図(MIRS98XX-CUIR-0002)
          • Power Distributor基板パターン図(MIRS98XX-DOCS-0003)

7.消費電力

3.5[A]以下
関連文書