本ドキュメントについて
本ドキュメントは、ソラシ♬プロジェクトのエレクトロニクス詳細設計書である。
作成物
Table1に作成物を示す。
| 作成物 | 機能 | 標準機からの変更箇所 |
|---|---|---|
| 電源ボード | 駆動用モーターの制御 | 緊急停止スイッチの押下読み取り回路の追加 |
| 緊急停止用スイッチ | 緊急時の停止 | |
| Raspberry Pi用シールド基板 | Raspberry Pi配線のため | 超音波センサと緊急停止用スイッチの読み取り追加 スピーカー用アンプの電源追加 |
| スピーカー | 音声発声のため | 3.5mm端子からUSBオーディオ変換ケーブルを通してUSB接続 アンプを通す |
| マイク | 音声認識のため | 3.5mm端子からUSBオーディオ変換ケーブルを通してUSB接続 |
システム構成
システム構成をFigure1に示す。
Figure1 システム構成
Figure1に示されている緊急停止用スイッチでは、通信の機能以外すべて停止する。
そのため、モータの停止は緊急停止スイッチで駆動用バッテリ(7.2V)の電源を遮断することによって行う。
その他の音声などの機能は、緊急停止用スイッチをRaspberry Piで監視することによってソフト的に行う。
Raspberry PiとArduinoの電源は緊急停止用スイッチでは落ちないが、再び動作させるためには制御系電源(5V)の電源を手動で落とす必要がある。
電源ボードの構成
Figure2に電源ボードの構成を示す。
Figure2 電源ボードの構成
Table2に記号名と部品名の対応を示す。
| 記号名 | 部品名称 |
|---|---|
| MCB | モータ制御ボード |
| SW1-1 | 緊急停止スイッチ |
| SW1-2 | オルタネート型押しボタンスイッチ |
| ARDUINO | Arduino Uno |
| RASPBERRY_P | Raspberry Pi 4 Model B |
電源ボードには緊急停止用スイッチを付け、これを押すことによって7.2V電源を遮断することによりモータを停止させる。
さらに、これの読み取りをRaspberry Piで行いソフト面も停止させる。
Arduinoの構成
Figure3にArduinoの構成を示す。
Figure3 Arduinoの構成
Table3にArduinoの使用ピン一覧を示す。
| ピン番号 | 接続デバイス | IN/OUT | 備考 |
|---|---|---|---|
| 2 | 左エンコーダ（A層） | IN | プルアップ・割り込み（CHANGE） |
| 3 | 右エンコーダ（A層） | IN | プルアップ・割り込み（CHANGE） |
| 4 | 左エンコーダ（B層） | IN | プルアップ |
| 7 | 右エンコーダ（B層） | IN | プルアップ |
| 8 | 右モータ（DIR） | OUT | 方向信号 |
| 9 | 右モータ（PWM） | OUT | PWM信号 |
| 11 | 左モータ（PWM） | OUT | PWM信号 |
| 12 | 左モータ（DIR） | OUT | 方向信号 |
| A5(19) | バッテリー電圧 | IN | 抵抗分圧により1/2倍値を入力 |
Raspberry Piの構成
Figure4にRaspberry Piの構成を示す。
Figure4 Raspberry Piの構成
Table4にRaspberry Piの使用ピン一覧を示す。
| ピン番号 | 接続デバイス | IN/OUT | 備考 |
|---|---|---|---|
| GPIO2 | I2Cレベル変換器（SDA） | OUT | I2Cレベル変換器（SDA）を通して超音波センサ（SDA）へ |
| GPIO3 | I2Cレベル変換器（SCL） | OUT | I2Cレベル変換器（SCL）を通して超音波センサ（SCL）へ |
| GPIO7 | 電源ボード | IN | 抵抗分圧により1/3倍値を入力 |
| 5V | アンプ | IN | アンプを5V動作 |
各パートへのリンク
各パートのドキュメントへのリンクを以下に示す。
メカニクス詳細設計書
ソフトウェア詳細設計書