目次

はじめに

本ドキュメントは、MIRS1701のエレクトロニクス開発報告書である。

製作基板一覧

今回、MIRS1701が製作した基板をに示す。

試験内容および試験結果

各基板の変更点と試験内容、試験結果を以下に示す。

電源基板

試験結果

• 導通試験
  つながっているべき線のみが全てつながっていることをテスターで確認できたため、合格とした。
• 統合試験
  規定の電圧が出力されていること、
  バッテリ、ArduinoDUE、モータドライバと接続し、モータが回転すること、
  バッテリ、パワーアンプと接続し、スピーカで音声が再生できること、
  以上の3点が確認できたため、合格とした。

パワーアンプ基板

変更点

• 5V電源は使用しないため、抵抗とツェナーダイオードを取り外した。
• スタンバイスイッチを追加するため、リード線を介して、MOLEX2ピンコネクタと接続した。

試験結果

• 導通試験
  つながっているべき線のみが全てつながっていることをテスターで確認できたため、合格とした。
• 統合試験
  RaspberryPi、電源基板、スピーカと接続し、スピーカで音声が再生できることを確認できたため、合格とした。

ヘッドホンアンプ基板

変更点

• 電源の導線を折り曲げずに接続した。

試験結果

• 導通試験
  つながっているべき線のみが全てつながっていることをテスターで確認できたため、合格とした。
• 統合試験
  RaspberryPi、骨伝導イヤホンと接続し、イヤホンから音声が再生されることが確認できたため、合格とした。

コントローラ基板

コントローラ全体の写真をに示す。

以下に、コントローラに搭載された各基板について試験内容と結果を示す。

ジョイスティック基板

変更点

• 市販の基板では、VccがX軸とY軸で別になっているため、導線で接続した。

試験結果

• 導通試験
  つながっているべき線のみが全てつながっていることをテスターで確認できたため、合格とした。
• 統合試験
  コネクタ経由でRaspberryPiと接続し、スティックを傾けたときに対応する信号が出ることが確認できたため、合格とした。

タクトスイッチ

変更点

• コントローラに収納するため、基板の大きさを小さくした。
  これによる回路の変更はない。

試験結果

• 導通試験
  つながっているべき線のみが全てつながっていることをテスターで確認できたため、合格とした。
• 統合試験
  コネクタ経由でRaspberryPiと接続し、各ボタンを押下したときに信号が出ることが確認できたため、合格とした。

PIC(静電容量式タッチセンサ)基板

変更点

• コントローラに収納するため、基板の大きさを小さくした。
  これにより、Vccの導線が切れてしまったため、リード線でバイパスをした。

試験結果

• 導通試験
  つながっているべき線のみが全てつながっていることをテスターで確認できたため、合格とした。
• 統合試験
  コネクタ経由でRaspberryPiと接続し、電極に触れたときに信号が出ることが確認できたため、合格とした。

コネクタ基板

この基板は、コネクタのメンテナンス性を向上させるために、新規に追加した。

試験結果

• 導通試験
  つながっているべき線のみが全てつながっていることをテスターで確認できたため、合格とした。
• 統合試験
  コントローラの各基板、RaspberryPiと接続し、全ての信号が正常に出ることが確認できたため、合格とした。

可変抵抗基板

速度調整に使用するため、新規に追加した。

試験結果

• 導通試験
  つながっているべき線のみが全てつながっていることをテスターで確認できたため、合格とした。
• 単体試験
  抵抗値をテスターで測定したところ、正常な値が出なかった。
• 統合試験
  コネクタ経由でRaspberryPiと接続したところ、正常な信号が出なかったため、不合格である。
  そのため、速度調節機能は作成していない。

ArduinoDUEユニバーサル基板

変更点

• ArduinoDUEのリセットピンと接続するために、MOLEX2ピンを追加した。

試験結果

• 導通試験
  つながっているべき線のみが全てつながっていることをテスターで確認できたため、合格とした。
• 統合試験
  ArduinoDUEと接続し、各モジュールと接続できていることが確認できたため、合格とした。

RaspberryPiユニバーサル基板

変更点

• スピーカのスイッチングに使用するために新規にMOLEX2ピンコネクタを追加した。

試験結果

• 導通試験
  つながっているべき線のみが全てつながっていることをテスターで確認できたため、合格とした。
• 統合試験
  RaspberryPiと接続し、各モジュールと接続できていることが確認できたため、合格とした。

総括

　反省点は、開発がかなり遅れたことである。原因としては、班員の知識不足や電源基板の回路に問題が発生したことにより、設計に手間取ったこと、また、詳細設計時の仕様変更などが挙げられる。その遅れにより、統合試験が間に合わず、本番前にも会場で修正を行う必要があった。
　設計以外に問題が多かった点は、ケーブルの断線である。今回、MOLEXのコネクタを多用した。しかし、作り慣れないと断線の可能性が高く、耐久力もあまり無いため、配線に関して考慮する必要があると感じた。また、抜き差しもしづらいため、メンテナンス性もあまり高くなく感じた。また、導線の半田付けでも短絡や断線が散見された。
　その他には、配線ミスや、可変抵抗などの素子の不具合が開発を遅らせた。
　MIRSでの開発を通じ、設計・開発は前倒しで行うのがよいと感じた。また、単体試験をこまめに行い、断線や素子の不具合などを早期に発見することが重要である。