最終更新日:2013.1.31

目次

1. はじめに
2. エレクトロニクス全体の方針
3. 各基板の詳細設計書へのリンク
4. 開発スケジュール
5. ダウンロード

1. はじめに

   本ドキュメントは、MIRS1301のエレクトロニクス関連の各詳細設計書をまとめたものである。

2. エレクトロニクス全体の方針

   MIRS1301全体の方針である拡張性・流用性・整備性の向上のために
   エレクトロニクス全体として以下の方針を立てる。
   

   1. 通信方式の統一 (拡張性・流用性)

      PICと外部の通信方式を全てI2Cバスで統一する。
      統一の目的は、通信用プログラムを統一し、流用性を向上させること。
      I2Cを選んだ理由を以下に列挙する。
      

      • バス形式なので、デバイスが増やしやすい。
      • USBなどと比べて、通信の難易度が低い。
      • 小規模回路間での通信方式として広く普及しており、直接使用可能な市販品が多い。

   2. 使用するPICの統一 (流用性)

      使用するPICをPIC16F1938で統一する。
      統一の目的は、PICプログラムと回路設計の流用性を向上させること。
      PIC16F1938を選んだ理由を以下に列挙する。
      

      • I2C通信用のモジュールを搭載しており、I2C通信のハードルが低い。
      • 日本語版データシート(PDF)が存在しており、英語が苦手な学生にやさしい。
      • 秋月通商で1個150円であり、他のPICと比べて低価格。(2013/12/17現在)
      • 他のPIC16Fファミリに比べて非常に多機能で汎用性が高い。
        (32MHz内蔵オシレータ, USART, MSSP, ADCポート11ch, PWM5系統, 8bitタイマー４つなど)
      • メモリが潤沢でC言語によるプログラミングがしやすい。
        (プログラムメモリ:16Kワード, 汎用レジスタ1Kバイト)
      • 全く同じ機能で、IOポートが増えただけのPIC16F1939(40pin)も存在するため、
        IOポートが不足したとしてもプログラムの流用が可能。
        

   3. PICkit2/3用コネクタとデバッグピンの搭載 (整備性)

      すべての基板にPICkit2/3用のコネクタを用意する。
      理由を以下に列挙する。
      

      • PICを抜き差しする頻度が下がり、PICの破損頻度が下がる。
      • プログラム書き換えの時間が短縮され、デバッグ効率が上げる。
        なお、PICkit3はインサーキットデバッグ機能を搭載しており、
        動作中のプログラムの状態を直接確認することもできる。

      また、オシロスコープによるデバッグ効率を向上させることを目的として、
      デバッグ頻度が高くなることが予想される信号線には、あらかじめピンヘッダを用意する。
      (例: 各ボードのGNDピン, モーター制御ボードのPWM信号線)
      

   4. 基板サイズの規格化 (整備性)

      プリント基板に設けるネジ穴は、穴同士の間隔が 15mm の倍数になるように統一する。
      統一の目的は、基板設置位置の変更に対する柔軟性を上げること。
      15mm にする理由は、MIRSMG3D標準機のシャーシに開けられている穴の間隔が、基本的に 15mm だからである。
      

   5. ピンアサインの統一 (流用性・整備性)

      同じピン数のコネクタは、原則としてVCCやGND、入力や出力の並びを統一する。
      クロスケーブルの使用を避け、接続ミスによるショートを防ぐためである。
      また、ピンヘッダやピンソケットは向きを間違えやすいため極力使用しない。
      

   6. 基板への書き込み (整備性)

      ハンダ付け時のミスや、コネクタ接続時のミスを防ぐため、
      作成した基板には、できるだけ油性ペンで情報を書き込んでおく。
      書き込む情報の具体例としては、

      • 素子の向き
      • ICソケットに接続する向き
      • コネクタの接続先
      • 抵抗値
      • コンデンサ容量
      などが挙げられる。これにより、エレキ班の労力を大きく削減することができる。
      

      この作業は、基板加工後すぐに行う

3. 各基板の詳細設計書へのリンク

   MIRS1301が新規に導入する各基板の詳細設計書へのリンクを以下に示す。
   

   基板名称	概要
   I2Cマスターボード	USBで制御可能なI2C親機 (MIRS1301,1303,1304班共同プロジェクト)
   PICkitボード	PICkit2/3による書き込み用
   A/D変換ボード	分解能10bitのA/D変換ポートを11ch搭載
   USSボード	パララックス社製超音波センサ(PING)を4つまで管理可能
   モーター制御ボード モーター駆動ボード	I2Cインターフェース搭載 小型化 ロータリーエンコーダーを２逓倍で使用 始動時の応答時間短縮
   電子コンパスボード	MOLEXコネクタと固定用ネジ穴を用意するためのボード
   LEDボード	超高輝度LEDを使用

4. 開発スケジュール

   開発スケジュールを参照.

5. ダウンロード

   PICプログラムの一括ダウンロード(MPLABX用): MIRS1301_mplabx_programs.zip

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