8.エレクトロニクスハードウェア構成


 図4に本システムのエレクトロニクスハードウェア構成を示す。

              

図4  エレクトロニクスハードウェア構成

また、駆動系の概略ブロック図を図5に示す。

図5 駆動系概略ブロック図

  1. エレクトロニクス機能性能概略
  2. Vpro94で使われたものを原形とする。
    • CPUボード:CPU68000(12.5MHz)を搭載する。
    • I/Oボード:Rotary Enc.ボードとIP-Dig.48を搭載する。
    • MMIボード:LED5つと、4bitスイッチ、押しボタンスイッチを搭載している。
    • I/Oサブボード:PWM回路、超音波センサ回路、赤外線センサ回路を搭載する。        超音波センサ最大4対、赤外線センサ最大8個まで対応できる。
    • Motor Power Circuitボード:モータの正転、逆転を制御する。
    • Power distributor:電力を各部へ供給する。
    • 勝敗判定装置:赤外線LED、勝敗判定スイッチを搭載する。
    • 詳細は各項を参照。
    図6  システム外観図

  3. I/Oボード
  4. 2.1 構成
    I/Oボードは、VIPC310と、VIPC310上に搭載されるロータリエンコーダボード、及びIP-Digital48から構成される。
    2.2 VIPC310ボード
    VIPC310ボードは、IP(IndustryPack)を二つ搭載することが出来、INPUT/OUTPUT、割り込みといった機能がある。(他にもメモリ機能、リチウムバッテリ(12[V])を搭載しているが、今回は使用しない。)>詳細は、仕様書(User Manual VIPC310)参照
    2.3 IP-Digital48ボード
    詳細は、IO.SAMを参照
    2.4 IP−ロータリエンコーダボード
    機能性能
    このボードは、ロータリエンコーダからの信号を取り込み、カウンタでカウントし、CPUの要求に応じてカウント値を出力するものである。また、タッチセンサの信号を取り込スイッチの状態を調べ、スイッチ割り込みの割り込み信号を発生させるのも、このボードである。
     ロータリエンコーダは、a,b2相入力式のものを、2個まで取り付け可能駆動輪が逆転の時には、カウンタはダウンカウントし、0以下になるとカウント値は2の補数表示でデータ出力して、8ビットのパラレルデータを2回に分けて出力する。
    2.5 I/Osubボード
    I/Osubボードは、超音波センサ回路、PWM回路、赤外線センサ回路、タッチセンサ回路の4つの回路を搭載した回路である。 IP−dig48では、32本のピンが仕様可能である。
     このうちPWM制御回路とIP−dig48との接続で16本のピン(16bit)を使用する。    超音波センサ回路では、接続に10bit使用する。(この内2bitはアドレス用)
     超音波センサは、アドレスによって1つずつ動作する。
     赤外線センサ回路では、7bit使用する。ただし、超音波センサのピンと共通で2bitは、アドレスに用いて、のこり1bitは無視する。
     なお赤外線センサが動作するときは、超音波センサは動作しない。(超音波センサと赤外線センサのピンを共通にするため)
     超音波センサ回路では、超音波センサの信号により距離を測定してIP−dig48にデータを送る。

    次に、I/Osubボードの外観をしめす。

    図7  I/Osubボードの外観

  5. サスペンションについて
  6.  ロータリエンコーダを駆動輪につけると、スリップして、ロータリエンコーダの値が正確でなくなる。そこで、データ測定用にロータリエンコーダを取り付けたタイヤを2つ使用する。このタイヤは、駆動機能を持たないので空転することは無い。しかし、このタイヤは、いつも地面と接触しているとは限らない。そこで、この2つのタイヤには、サスペンションを装着する。こうすることでこのタイヤはいつでも正確にデータを読み取ってくれる。
     なお、駆動輪とデータ測定用タイヤは、横1列に並んでいる。
    次に、サスペンションの取り付け方を図8で示す。

図8  サスペンションの取り付けかた


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