ここで、このボードが出力すべき電流の大きさについて考える。
まずＭＰＵボードのＶＳＢＣ－１では７５０mA、Ｉ／ＯボードのＶＩＰＣ３１０は４６０mA、
ＩＰ－ｄｉｇｉｔａｌ ４８ は２２０mA消費する。その他の回路によって、１Ａ程流れると
考えられる。これらを合計すると２．４３Aである。よって最大電流が３Ａで設計する。
図１-１
1－１－２ Power Distribuor ﾎﾞｰﾄﾞ機能概要
電源制御ボードは、主に３つの機能を持つ。
各ボードの電源として＋５Ｖの電圧を出力する回路
ＲＳ－２３２Ｃのための±１２Ｖの電圧を出力する電源回路
ＭＩＲＳの実際に競技中のみモータと勝敗判定装置を動作させる回路
1－１－３ 構成図
図1－２に構成図を示す。図２中の１から３の機能について説明する。
定電圧電源回路 ＋５Ｖの電圧を安定して出力できる電源回路を構成する。
ＲＳ－２３２Ｃ用電源回路 ＲＳ－２３２Ｃのための、±１２Ｖ、１００ｍＡの電源回路を構成する。
ＯＮ－ＯＦＦ制御回路 駆動用の電源を、スタートスイッチでＯＮ、
勝敗判定装置が押されたことでＯＦＦになるようにする。
図1－２ 電源制御ボード構成図
1－１－４ 回路設計
1－１－４－１ 機能設計
各機能について詳しく述べる。
①定電圧電源
この部分では、ＭＩＲＳ上の全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、
ラジコン用の７．２Ｖの充電用電池を用いる。これは、フル充電では、８Ｖほどまであるが、
そのうち電圧は落ちてくる。通常の定電圧レギュレータを用いると、５Ｖを発生させる為に
７Ｖ近く必要となり、これでは電圧が落ちてきた時に、安定した電力を供給できなくなってしまう。
そのため今回は、抵損失のレギュレータ（最低入力電圧６．０Ｖ）を用いる。また、
今回は３Ａというかなり大きな電流が必要となり、ここではそれだけの電流を発生させる。
②ＤＣ－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。必要な電圧および電流は、±１２Ｖ、
１００ｍＡである。
③ＯＮ－ＯＦＦ制御部
この部分では、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にするための回路である。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。
1－１－４－２ 部品選択
次に特殊な部品について述べる。
①ＳＴＲ９００５（サンケン）
この部品は、抵損失リニアレギュレータＩＣと呼ばれている部品である。最低６．４Ｖの入力電圧
を５Ｖの出力電圧にする。また、最大出力電流も４Ａであり、今回の規格に適当である為、使用する。
②ＳＱ－１２Ｄ－２５０（アジア電子）
この部品は、ＤＣ－ＤＣコンバータと呼ばれる部品である。入力電圧は４．５Ｖ～９Ｖなのでバッテリー
をそのまま入力しても安全である。出力も±１２Ｖ、１００ｍＡで、今回の規格に適当である。
③放熱板(HEAT1.ZWD)
この部品は、ＳＴＲ９００５の仕様書から計算して寸法を決定した。
今回の使用条件は、以下のような場合を考えた。
入力電圧：８Ｖ～６Ｖ
出力電圧：５Ｖ
出力最大電流：３Ａ
周囲温度：２５℃
これらの条件から、損失電力の最大値は、
３［Ｖ］＊３［Ａ］＝９［Ｗ］
である。放熱板の面積と、損失電力の関係は、図３－３のとおりである。よって、必要な放熱板の面積
は、5625[cm2]となる。
図1－３ Ta-Pd特性
今回は部品の関係でPower Distributorボードを２種類作った。２種類の基板はサイズやピンアサイン等
の性能は等しい。しかし、基板の形や放熱板に違いがある。来年から使用する時は、自分たちの使いたい
ほうを使って欲しい。以下に２種類の基板の違いを述べる。
なお、２種類の基板の名前はそれぞれPower Distributor/1、Power Distributor/2である。
①Power Distributor/1
基板全体が比較的薄い。
特殊な部品が少ない。
②Power Distributor/2
部品点数が少ない
放熱板を既製品を使うので作るのが比較的容易である。
1－１－５ ソフトウェアビジビリティ
本ボードのコネクタのピンアサインについて述べる。
コネクタ１,３
コネクタ２
コネクタ４
コネクタ５
コネクタ６
←はボードへの入力、→はボードからの 出力、--は方向が無いことをあらわす。
1－１－６ 回路実装
基板配置図を図1－４、図1－５に示す。
図1－４ 基板配置図(Power Distributor/1)
図1－５ 基板配置図(Power Distributor/2)
コネクタの品名
CN1:MOLEX（53259-0220)：9.1 × 14.2 (mm)
CN2:MOLEX（53259-0220)：9.1 × 14.2 (mm)
CN3:MOLEX（53259-0220)：9.1 × 14.2 (mm)
CN4:MOLEX（53259-0420)：16.1× 14.2 (mm)
CN5:MOLEX（5046-04A） ：9.5 × 13.3 (mm)
CN6:MOLEX（5046-03A） ：7.0 × 13.3 (mm)
このボードはＶＭＥラックに直接搭載する事を考えて作られている。次に、ＶＭＥラックへの搭載方法について示す。
固定用のアルミ板を基板のねじ穴に取り付ける。ＶＭＥラックの裏のねじ穴に図３－６のように固定用のアルミ板を固定する事で基板を固定する。
図1－６ 取付実装図
勝敗判定装置
これまでのＭＩＲＳでは自分の存在を示すために、勝敗判定装置に豆電球を使用してきたが、
実際に競技をする際、太陽や蛍光燈の光による誤動作が多かった。そのような弱点を克服するため、
豆電球の光にかわり赤外線を用いることとなった。それに合わせて、勝敗判定装置も新たに開発する。
1－２－１ 勝敗判定装置機能概要
勝敗判定装置は、２つの機能を持つ。
相手ＭＩＲＳに押されたことを感知する機能。
自分の存在を示すための機能。赤外線ＬＥＤを用いる。
但し赤外線ＬＥＤだけでは、人間が見てわからないので、通常のＬＥＤも取り付ける。
1－２－２ 構成図
構成図を図３－７に示す。図２中の１から３の機能について説明する。
勝敗判定用スイッチ ここを押された時、そのことを電源制御ボードに伝える。
ＬＥＤ発光回路 通常のＬＥＤを発光させる。
赤外線ＬＥＤ発光回路 赤外線ＬＥＤを、パルスによって発光させる。
図２ 勝敗判定装置構成図
1－２－３ 回路設計
1－１－４－１ 機能設計
各機能について詳しく述べる。
①勝敗判定用スイッチ
この部分は、相手ＭＩＲＳに押された事を感知するための装置である。回路としては、
ノーマルコネクトのスイッチの用い、押された事によってこのスイッチが切られた時に
そのことがPower Distributorﾎﾞｰﾄﾞに伝わるようになっている。
②ＬＥＤ発光回路
この部分は、通常のＬＥＤを発光させるための回路である。赤外線は人の目には見えないので、
この機能をつけた。
③赤外ＬＥＤ発光回路
この部分は、赤外線ＬＥＤを発光するための回路である。今回使用した赤外線受光素子IS1U60は、
３８kHzでパルス発光された赤外線しか受光しないものである。この事は、
余分な赤外線を遮断する上で大切な機能である。しかし、そのため、３８kHzでパルス発光
しなければならない。また、この受光素子は、３８kHzでパルス発光された赤外線でもずっと
発光され続けているものはノイズとみなしてしまう。そのため、さらにこの赤外線を６００μs
で変調する。これらの発振回路はタイマＩＣのμPD5555を用いている。また、赤外線ＬＥＤの
ドライバＩＣとして、SN75453（デュアルぺリフェラルＯＲゲートＩＣ）を用いた。
1－１－４－２ 部品選択
次に特殊な部品について述べる。
①ＴＬＮ１０５Ｂ（東芝）
この部品は、赤外線を発光するために使用した。この素子の特性を以下の示す。
最大定格（Ｔa=25）
(注)パルス幅≦100μs，繰り返し周波数=100Ｈz
電気的特性（Ta=25℃)
波長特性（標準値） (IF=50mA,Ta=25℃)
図1－８ 波長特性
指向特性（標準値）
（Ｔａ＝２５℃）
図1－９ 指向特性
1－２－４ ソフトウェアビジビリティ
本ボードのコネクタのピンアサインについて述べる。
←はボードへの入力、→はボードからの出力、--は方向が無いことをあらわす。
1－２－５ 回路実装
基板配置図を図1－８に示す。
図1－８ 基板配置図（勝敗判定装置）
コネクタの品名
MOLEX（5046-04A）：9.5 × 13.3(mm)