’９４ＭＩＲＳ　Ｖ−Ｐｒｏｊｅｃｔ
基板詳細設計仕様書
（Ｉ/Ｏ SUBﾎﾞｰﾄﾞ）

改訂記録

項　番	版　数	年月日	作　成　者	改　訂　内　容
1	１版		初版作成者
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目次

はじめに

1.部品に関する詳細
　　1.1　超音波センサ回路
　　1.2　ＰＷＭ回路
　　1.3　赤外線センサ回路

2.回路詳細
　　2.1　超音波センサ回路
　　2.2　ＰＷＭ回路
　　2.3　赤外線センサ回路

3.基板製作上の注意
　　3.1　超音波センサ回路
　　3.2　ＰＷＭ回路
　　3.3　赤外線センサ回路

4.基板に関する登録物
　　4.1.1超音波センサ回路基板回路図（OrCADﾌｧｲﾙ)
　　4.1.2超音波センサ回路基板部品表
　　4.1.3超音波センサ回路基板ﾊﾟﾀｰﾝ、実装図(パターンCADファイル）
　　4.1.4超音波センサ回路基板改造仕様書
　　4.1.5超音波センサ回路基板関連その他

　　4.2.1ＰＷＭ回路基板回路図（OrCADﾌｧｲﾙ)
　　4.2.2ＰＷＭ回路基板部品表
　　4.2.3ＰＷＭ回路基板ﾊﾟﾀｰﾝ、実装図(パターンCADファイル）
　　4.2.4ＰＷＭ回路基板改造仕様書
　　4.2.5ＰＷＭ回路基板関連その他

　　4.3.1赤外線センサ回路基板回路図（OrCADﾌｧｲﾙ)
　　4.3.2赤外線センサ回路基板部品表
　　4.3.3赤外線センサ回路基板ﾊﾟﾀｰﾝ、実装図(パターンCADファイル）
　　4.3.4赤外線センサ回路基板改造仕様書
　　4.3.5赤外線センサ回路基板関連その他

はじめに

超音波センサ回路の部品に関する詳細
ＩＣ１０：４０５２（マルチプレクサ）
ＩＣ１１：４０６９（ＣＬＫ発振用ＩＣ）
ＩＣ１２：１６Ｖ８（ＰＬＤ）
ＩＣ１３：μＰＣ３３９（コンパレータ）
ＩＣ１４：１６Ｖ８（ＰＬＤ）
ＩＣ１５：ＬＳ００（ＡＮＤ）
ＩＣ１６：ＬＳ０４（インバータ）
ＩＣ１７：ＬＳ２７９（ＳーＲ　ＦＦ）
Ｃ１０〜Ｃ１７：（バイパスコンデンサ）ＶＣＣとＧＮＤ間のノイズ除去の為に取り付ける。
Ｃ１８：（発振用コンデンサ）発振回路にあるコンデンサ。
Ｃ１９：（ガード回路コンデンサ）コンパレータの入力に取り付けられたコンデンサ。
Ｒ６：発振回路用抵抗
Ｒ７：発振回路用抵抗
Ｒ８：プルアップ抵抗
Ｒ９：基準電圧用抵抗
Ｒ１０：基準電圧用抵抗
Ｒ１１：プルアップ抵抗
Ｄ１：タイミングパルスを通すダイオード。

１．２　ＰＷＭ回路の部品に関する詳細

ｆｉｇ．３

ＩＣ１：7407（ｵｰﾌﾟﾝｺﾚｸﾀ出力　buffer×６　１４ﾋﾟﾝ）　２０[mm]×６[mm]
　ＰＷＭ回路の先にある可逆powerﾎﾞｰﾄﾞにおいて、ﾌｫﾄｶﾌﾟﾗを使用しているため大電流を流すのに7407を用いている。この素子を使うには、pull-up抵抗（Ｒ１〜Ｒ4）が必要である。Ｒ１〜Ｒ４の値に関しては、以下の事から求められる。
　ﾌｫﾄｶﾌﾟﾗに組み込まれている発光ﾀﾞｲｵｰﾄﾞの駆動電圧：１．３[V]
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　駆動電流：１０[mA]
　　　　　　　　　　　　　　ＴＴＬのLow Level出力電圧：０．４[V]
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　電源電圧：５[v]
よってpull-up抵抗Ｒは次のようになる。
　Ｒ＝（５−１．３−０．４）／　１０×１０−３
　　＝　３３０[Ω]

ＩＣ２・ＩＣ４：74LS684（8bit comparater×１　２０ﾋﾟﾝ）　２５[mm]×６[mm]
速度ﾃﾞｰﾀは7bitのため１７ﾋﾟﾝ（Ｐ７）はＧＮＤに落とす。
１８ﾋﾟﾝ（Ｑ７）にはｶｳﾝﾀの出力の最上位bitが入る。

ＩＣ３：74LS590（８bit　counter×１　１８ピン）　１９[mm]×６[mm]
ﾃﾞｰﾀ以外のﾋﾟﾝの処理に気を付ける。CCLRは抵抗（Ｒ５ １[kΩ]）を介してVccを入れる。

ＩＣ１８：74LS04(NOT × ６　１４ﾋﾟﾝ）　２０[mm]×６[mm]
ＩＣ３のCCLK（１１ﾋﾟﾝ）を反転させてRCLK（１３ﾋﾟﾝ）に入れる時に用いている。

Ｃ１〜Ｃ４：104（ﾊﾞｲﾊﾟｽｺﾝﾃﾞﾝｻ）
ＶＣＣ−ＧＮＤ間のノイズ除去のため各ＩＣに取り付ける。

ＣＮ５：MOLEX　5ﾋﾟﾝｺﾈｸﾀ　ｱﾝｸﾞﾙタイプを使用

１．３　赤外線センサ回路の部品に関する詳細

ＩＣ５,6,7：７４ＬＳ５７４
８入力ＤＦ／Ｆ。／ＯＣはＧＮＤにおとしておく。

ＩＣ８：７４ＬＳ６８８
８ビットデジタルコンパレータ。

ＩＣ９：７４ＬＳ００
ＮＡＮＤ×４。

Ｃ５，６，７，８，９：バイパスコンセンサ

超音波センサ回路詳細
　ＩＯ／ＳＵＢボードに搭載されている部分は発振回路、ワンショット回路、カウンタ（タイマ）制御部、比較回路、割り込み回路からなる。カウンタは、ＰＩＴ内蔵のタイマを利用し、ワンショット回路はＰＬＤ２つで構成する。

回路動作の詳細

発振回路
　ＮＯＴゲートと抵抗、コンデンサを組み合わせて発振器を構成する。Ｒ6は発振周波数が４０ｋＨｚになるように可変抵抗で調節し、一致した時の抵抗値にできるだけ近い抵抗値を持つものを使う。（目安は5.6　ｋΩ）

Ｈ２からのトリガでカウンタが作動する。トリガを受け取ってから４０ｋＨｚ６４進カウンタにより、幅０．４ｍｓの一発パルスを作り出す。

同様に回り込み波を除去するためにガードパルスを出力する。
カウンタは一回りしたら（６４回カウントしたら）止る。

送受信回路（周辺回路）
　ワンショットからの一発パルス（幅０．４ｍｓ）と４０ｋＨｚのＣＬＫを合成して送信信号を作り出す。これを音波に変換してスピーカから送信する。また反射波を受信してアンプで増幅し、Ｉ／Ｏサブボードに送り出す。

カウンタ（タイマ）
　Ｈ２からのトリガによりワンショット回路と同時にＰＩＴに内蔵されているタイマを動かし、受信と同時に止める。このタイマはオーバーフロー検出（実際はダウンカウンタなのでアンダーフロー）も行える。カウンタについてはソフト ウェアビジビリティを参照

比較回路
　受信信号を基準電圧と比較する回路。送信していない状態でも入って来る小さなノイズ等を除去する。またガードパルスを用いて回り込み波による影響を無視する事もできる。

割込み回路
　受信した信号はそのままでは一回の受信で何回もパルスが出ている形になるので使いにくい。そこで、Ｓ−Ｒラッチを使い、受信信号によって変化するラッチの出力から受信を認識する事にした。これなら何回受信信号が来ても惑わされる事はない。割込要求号はラッチ出力の後縁微分をとってＨ１に送出している。Z

２．２　ＰＷＭ回路動作の詳細

下図にＰＷＭ信号波形 形成原理図を示す。

２．３赤外線センサ回路詳細

３．　基板製作上の注意

３．１　超音波センサ回路作成時の注意

３．２　ＰＷＭ回路作成時の注意

３．３赤外線センサ回路作成時の注意

４．　基板に関する登録物

４．１ 超音波センサ回路に関する登録物

４．２　ＰＷＭ回路に関する登録物

４．３　赤外線センサ回路に関する登録物

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