l MIRS1705-ELEC-0001 詳細設計書（エレクトロニクス） MIRS1705 管理台帳へ戻る

名称 MIRS1705 詳細設計書（エレクトロニクス）
番号 MIRS1705-ELEC-0001

版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A01 2017.11.10 落合良亮 初版
A02 2017.11.25 渡邉莉奈 大林先生 追加した素子の説明を加えた。
回路が正しく動作するように直した。
リレーをRaspberryPiでそのまま使えるものに変更した。

ドキュメント内目次

1.はじめに

本ドキュメントは、MIRS1705のエレクトロニクスに関する詳細設計書である。

2.変更箇所

2.1変更箇所一覧表

エレクトロニクス構成の標準機からの変更箇所一覧を以下の表に示す。

Table1 エレクトロニクス変更点
変更箇所 変更理由
Webカメラの追加 ユーザーが置いたパネルの色と数字を認識するため。
モータの追加 パネルを拾うためのアームを動作させるため
モータドライバの追加 アームに使用するモータを動作させるため
エンコーダの追加 アームの動作を制御するため。
電磁石の搭載 鉄板の内蔵したパネルを拾い上げるため。
Arduino　Megaへの変更 標準機で使用されているArduino　UNOではI/Oピンが足りないため。
スイッチの搭載 ユーザがプログラムの開始と停止を操作できるようにするため。
2.2システムの構成図
システム構成のブロック図をFig.1に示す。


Fig.1 システム構成のブロック図
Fig.1 システム構成のブロック図

3.改良基板設計

3.1 Arduinoユニバーサル基板
アームに使用するモータとエンコーダのコネクタを追加する。
Arduinoユニバーサル基板の改良後の回路図をFig.2に示す。変更点は赤枠で示す。

Fig.2 Arduinoユニバーサル基板回路図
Fig.2 新規Arduinoユニバーサル基板回路図



以下に追加したコネクタの詳細を示す。

・P6 CONN_4
アームエンコーダのピンをArduinoへ接続するために使用する。VccとGNDはバッテリーと並列に接続するため図のような回路にする。A層、B層のピンはP7 CONN_2へ接続する。

・P7 CONN_2
アームエンコーダのA層、B層をArduinoの１７、１８ピンへ接続するために使用する。ユニバーサル基板上に１７、１８ピンへ直接接続できる箇所がないため、このピンからコードで接続する。 Arduinoのプログラムでは、１７ピンをアームエンコーダB層、１８ピンをアームエンコーダA層に使用する。

・P8 CONN_3
アームモータのピンをArduinoへ接続するために使用する。Arduinoのプログラムでは 5ピンをアームモータPWM制御、6ピンをアームモータ回転方向制御に使用するため。Fig2のような接続となっている。
3.2 RaspberryPiユニバーサル基板
スイッチの為のコネクタとリレーを追加する。
RaspberryPiユニバーサル基板の改良後の回路図をFig.3に示す。

Fig.3 RaspberryPiユニバーサル基板回路図

Fig.3 新規RaspberryPiユニバーサル基板回路図



以下に追加した素子の詳細を示す。
  • P3 CONN_2
    バッテリーを接続するために使用する。


  • P4 CONN_2
    スイッチを接続するために使用する。タッチセンサを使用しないのでそのコネクタを使用する。RaspberryPi内部のプルアップ抵抗を使用するので、抵抗は接続しない。


  • R1, R2
    電磁石に大きな電圧は必要ないので、バッテリー電圧(7.2V)を分圧する。パネルを持ち上げるのに必要な電圧がわかったら値を決める。


  • リレー
    電磁石のON/OFFを制御するために使用する。周辺回路を組まなくてもRaspberryPiで使用できるキットを使う。
    •

    4.購入物品

    現時点での購入予定物品をTable2に示す。
    Table 2 購入予定物品
    物品名 個数 要求 製品詳細 購入先 価格
    大電流大型リレーモジュールキット 1 電磁石を制御する 電源電圧：5V、接点：1C 秋月電子通商 500円
    合計　  500円

    MIRS DATABASE