ドキュメント内目次

はじめに

本ドキュメントは，UV-Cプログラムのエレクトロニクスの詳細設計について記述したものである。

作成箇所

作成・改造する箇所を以下に示す。

昇降機構は開発しないこととなったため、ピンは配置したが使用しなくなった。

RaspberyyPiと超音波センサ間のI2C通信用ピンはシールド上にすでに7箇所存在しているので追加しない。

作成・改造箇所	機能	作業内容
電源ボード	模型用バッテリ系統電源の集約	緊急停止スイッチ接続端子の追加 昇降機構用モータ電源接続端子の追加 (昇降機構用モータ電源端子は使用しないことになった)
arduinoシールド	昇降機構用モータの制御	5,6番,GNDピンを追加する (昇降機構用モータは使用しないことになった)
緊急停止スイッチ	非常時の駆動停止	新規追加
可視光テープLED	消毒のデモ	arduinoシールドに通信端子追加(10番ピン使用) arduinoシールドに電源ピン追加(5V,GNDピン使用)
延長線	基板部から各モータへの信号・電源の伝送	新規作成する

システム構成

システム構成を以下に示す。



超音波センサ2個はLEDボードに下向きに取り付ける。

残りの超音波センサ2個は機体に前向きに取り付ける。

消毒デモ用テープLEDの電源はarduinoの5V電源ピン(4番ピン)を用いる

機体内配線

機体内配線の機体正面から見た概図を以下に示す。



メインボード上の配線の写真を以下に示す。

写真下側(カメラが付いている側)が正面である



LEDボードのパターン図を以下に示す。



モータードライバは機体上部のメインボードに設置する。

テープLEDはボンドによってLEDボードに固定する。

機体内配線の固定にはケーブルカバーを使用し、これをフレームに固定する。

結線部は熱収縮チューブを用いて保護する。

LEDボード上の配線の分岐はモレックスピンを用いて分岐・結線する

モレックスピンを用いた部分の絶縁処理はホットボンドをまとわせることで行う。

LEDボード上の配線はボードに穴を開けてそこにインシュロック(タイラップ)で固定する。

機体内配線のおおよその長さを以下の表に示す。

接続線	数量	長さ[mm]	備考
模型用バッテリー+側	1	733
模型用バッテリー-側	1	643
緊急停止スイッチ-電源ボード線	1	120
モーターAB線(2本組)	2	713
ロータリーエンコーダ信号線(4本組)	2	713
超音波センサ信号線(4本組)	2	383	障害物検知超音波センサ用
ラズパイ-LEDボード線(4本組)	1	200	LEDボード超音波センサ用
arduino-LEDボード線(3本組)	1	200	LEDボードテープLED用
LEDボード線A(4本組)	1	675	LEDボード超音波センサ用
LEDボード線B(3本組)	3	270	LEDボードテープLED用
LEDボード線C(3本組)	1	350	LEDボードテープLED用

模型用バッテリー系統回路図

模型用バッテリー系統回路図を以下に示す。



電源ボードパターン図

電源ボードのパターン図を以下に示す。

電源ボード上にモーターAB線取付口を標準機から一口増やしたが昇降機構を作らないことになり3台目のモーターを使わないことになったため、この3口から2口を使うこととする。



Arduino

Arduinoの回路図を以下に示す。



Arduinoのシールドのパターン図を以下に示す。

昇降機構用モーターのモータードライバー用にピンを追加したが昇降機構を作らないことになり3台目のモーターを使わないことになったため、このモータードライバー用のピンは使用しない。



Arduinoの接続デバイスと接続ピンをまとめた表を以下に示す。

ピン番号	接続デバイス	IN/OUT	備考
2	エンコーダ(左)A相	IN	プルアップ 割り込み(CHANGECHANGE)
3	エンコーダ(右)A相	IN	プルアップ 割り込み(CHANGECHANGE)
4	エンコーダ(左)B相	IN	プルアップ
5	モータードライバ(昇降機構)PWM	OUT	PWM信号
6	モータードライバ(昇降機構)DIR	OUT	方向信号
7	エンコーダ(右)B相	IN	プルアップ
8	モータードライバ(右)DIR	OUT	方向信号
9	モータードライバ(右)PWM	OUT	PWM信号
10	テープLED特殊信号	OUT
11	モータードライバ(左)PWM	OUT	PWM信号
12	モータードライバ(左)DIR	OUT	方向信号
A5	バッテリー電圧	IN	1kΩの抵抗により1/2に分圧
5V	ロータリーエンコーダへの電源供給 消毒デモ用テープLEDへの電源供給	OUT	5V端子の最大電流はUSB給電で約400mA
GND	モータードライバのGND ロータリーエンコーダのGND 消毒デモ用テープLEDのGND	IN

Raspberry Pi

Raspberry Piの回路図を以下に示す。



Raspberry Piシールドのパターン図を以下に示す。



Raspberry Piの接続デバイスと接続ピンをまとめた表を以下に示す。

ピン番号	接続デバイス	IN/OUT
GPIO2	I2Cレベル変換機(超音波センサ)SDA	OUT
GPIO3	I2Cレベル変換機(超音波センサ)SCL	OUT

購入物品

購入物品名	注文コード	型番	数量	単価(円)	小計(円)	備考
USB TypeA-TypeC1mケーブル	53389578		1	659	659	モバイルバッテリーの配置変更により新規購入 購入先

各パートへのリンク

1. メカ
2. ソフト