図１.システム構成
| 名称 | MIRS2102 エレクトロニクス詳細設計書 |
|---|---|
| 番号 | MIRS2102-ELEC-0001 |
| 版数 | 最終更新日 | 作成 | 訂正内容 | 承認 |
|---|---|---|---|---|
| A01 | 2021.10.22 | 狩野秀斗 芝田和弥 辻幸弘 |
初版 | |
| A02 | 2021.10.29 | 狩野秀斗 芝田和弥 辻幸弘 |
DC降圧コンバータの使用とそれに伴う個所の訂正 | |
| A03 | 2021.11.05 | 狩野秀斗 芝田和弥 辻幸弘 |
モータ制御ボード周りの仕様の追加とそれに伴う個所の訂正 | 大沼 |
これはエレクトロニクス詳細設計のドキュメントである。
作成箇所の詳細を以下の表に示す。
| 作成・改造箇所 | 機能 | 作業内容 |
|---|---|---|
| Arduinoシールド | 駆動用モータの制御 | ピン増設 |
| 非常用停止スイッチ | 非常時の駆動停止 | 新規追加 |
| 電源ボード | 電気の供給 | 除草用モータと播種用モータの電源接続端子の追加 非常用停止スイッチの接続 |
| DC降圧コンバータの追加 | 駆動用電源(7.2V)を3Vに降圧 | 電源ボードと除草・播種用のモータドライバの間にかませる |
システム構成を以下の図にて示す。
電源仕様を以下の表に示す。
| 物品 | 型番 | 規定電圧 | 電源系統 |
|---|---|---|---|
| 移動用モータ | KSSN1G36P | DC12Vまで | 駆動用バッテリ：7.2V |
| 移動用モータドライバ | MD10C | モータ電源：DC5～30V DC3.3V/6V |
駆動用バッテリ：7.2V モバイルバッテリ：5V |
| 除草・播種用モータ | FA-130 | DC1.5～3.0V | 駆動用バッテリ+DC降圧コンバータ：3.0V |
| 除草・播種用モータドライバ | AE-DRV8835-P | モータ電源：DC2～11V ロジック電源：DC2～7V |
駆動用バッテリ+DC降圧コンバータ：3.0V モバイルバッテリ：5V |
電源ボードにおける回路図を以下に示す。
モータ制御ボード周りの配線を以下に示す。
モータ制御ボード内にて使用するモータドライバを以下の図にて示す。
モータドライバのMODEピンとVCCピンをジャンパプラグで短絡させて用いる。
Arduinoの回路図を以下に示す。
Arduinoピンの対応関係を以下の表に示す。
| ピン番号 | 接続デバイス | IN/OUT | 備考 |
|---|---|---|---|
| 0 | 播種用(PHASE) | OUT | 方向信号 |
| 1 | 除草用(PHASE) | OUT | 方向信号 |
| 2 | 左エンコーダ(A層) | IN | プルアップ、割り込み抵抗(CHANGE) |
| 3 | 右エンコーダ(A層) | IN | プルアップ、割り込み抵抗(CHANGE) |
| 4 | 左エンコーダ(B層) | IN | プルアップ |
| 5 | 播種用(PWM) | OUT | PWM信号 |
| 6 | 除草用(PWM) | OUT | PWM信号 |
| 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 |
| 5V | 各ロータリーエンコーダ | OUT | |
| GND | 各モータドライバ 各ロータリーエンコーダ |
IN |
Raspberry Piの回路図を以下に示す。
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レベル変換器(超音波センサ)SDA | OUT |
| GPiO3 | I2Cレベル変換器(超音波センサ)SCL | OUT |
エレクトロニクスにて購入する部品を以下の表に示す。
型番のハイパーリンクから各商品ページに移動できるようになっている。
| 物品名 | 型番 | 単価 | 数量 | 価格 | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|
| DRV8835使用DCモータドライブキット | AE-DRV8835-P | 500 | 2 | 1000 | 追加する播種用モータと除草用モータ用に新規購入 |
| ターミナルブロック 2P 青縦小 | TB-111-2 | 20 | 1 | 20 | 追加するモータドライバ用に新規購入 |
| 非常用停止ボタンスイッチΦ30 | MVN301NR | 1055 | 1 | 1055 | 非常停止機能用に新規購入 |
| ブレッドボードジャンパー延長ワイヤ (メス-メス)15cm黒(10本入り) |
0116-71905-05-015 | 330 | 1 | 330 | Arduinoとモータドライバ接続用に新規購入 |
| OKL-F16-W12N-C使用最大6A 小型高効率DCDCコンバータ可変電源キット |
AE-OKL-T/6-W12N-C | 980 | 1 | 980 | 播種、除草用モータ・モータドライバ用に降圧 |