名称 MIRS2103 エレクトロニクス詳細設計書
番号 MIRS2103-ELEC-0001

版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A02 2021.10.22 眞野翔 第二版

目次

1.はじめに
本ドキュメントはMIRS2103のエレクトロニクスの詳細設計書である。

2.システム構成
システム構成のブロック図をfig.1に示す。
基本設計からは、走行の安定のためフォトリフレクタが2個から７個に増加している。(A02版対応)

fig.1 ブロック図

3.ピン・信号仕様
ピン・信号仕様をTable.1に示す。
Table.1 ピン・信号仕様
arduino mega　ピン配置
名称 ピン番号 I/O
左エンコーダA相 2 IN
右エンコーダA相 3 IN
左エンコーダB相 4 IN
右エンコーダB相 7 IN
右モータ(DIR) 8 OUT
右モータ(PWM) 5 OUT
左モータ(PWM) 6 OUT
左モータ(DIR) 9 OUT
サーボモータ(PWM) 10 OUT
アーム(DIR) 11 OUT
アーム(PWM) 12 OUT
電源ボタン 29 IN
状態表示LED,RGB 23 OUT
電圧信号端子 A0 IN
圧力センサ A1 IN
可変抵抗 A2 IN
フォトリフレクタ0 A3 IN
フォトリフレクタ1 A4 IN
フォトリフレクタ2 A5 IN
フォトリフレクタ3 A6 IN
フォトリフレクタ4 A7 IN
フォトリフレクタ5 A8 IN
フォトリフレクタ6 A9 IN
Raspberry pi ピン配置
名称 ピン番号 I/O
超音波センサ(SDA) GPIO2 OUT
超音波センサ(SCL) GPIO3 OUT
水位センサ(SDA) GPIO2 OUT
水位センサ(SCL) GPIO3 OUT
TSL GPIO22 IN
TSR GPIO7 IN
TS(アーム) GPIO11 IN

4.電源ボードの構成

電源ボードの構成をfig.2に示す。また、Table.2に部品リストを示す。

fig.2 電源ボードの構成の構成
Table.2 部品リスト
部品名 接続先 目的 個数 備考
電源ボード用ユニバーサル基盤 ー 各部品の接続、固定 1 標準機内蔵
駆動用モータ 電源ボード、arduino mega 走行 2 標準機内蔵
アーム用モータ 電源ボード アーム制御 1 選定済み
モータドライバ 電源ボード、arduino mega モータの制御 3 選定済み
駆動用バッテリ 電源ボード、arduino mega 給電 1 標準機内蔵
抵抗（1KΩ） 電源ボード LED付属スイッチ用 1 標準機内蔵
抵抗（500Ω） 電源ボード 洗浄部用照明点灯 1 ラボ共通部品
緊急停止スイッチ 電源ボード 緊急時の電源遮断 1 選定済み

5.RaspberryPiの構成

RaspberryPiの構成をfig.3に示す。また、Table.3に部品リストを示す。

fig.3 RaspberryPiの構成
Table.3 部品リスト
部品名 接続先 目的 個数 備考
RaspberryPi用ユニバーサル基盤 - 各部品の接続 1 標準機内蔵
水位センサ RaspberryPi タンク内の水量を測る 1 選定済み
超音波センサ RaspberryPi 衝突回避 2 標準機内蔵
レベル変換機 RaspberryPi 超音波センサ用 1 標準機内蔵
マイクロスイッチ RaspberryPi 接触時に回避 2 標準機内蔵
マイクロスイッチ（アーム） RaspberryPi アームの制御 1 選定済み

6.arduino megaの構成

arduino megaの構成をfig.4に示す。また、Table.4に部品リストを示す。arduino megaのシールドのパターン図を以下に示す。

fig.4 arduino megaの構成

fig.5 arduino megaのシールドのパターン(表)

fig.6 arduino megaのシールドのパターン(裏)
Table.4 部品リスト
部品名 接続先 目的 個数 備考
arduino mega用シールド基盤 arduino mega 電源ボタン、状態表示LEDの接続 1 選定済み
電源ボタン arduino mega、シールド基盤、制御盤 手動で点検を開始するために使用 1 選定済み
状態表示LED arduino mega、シールド基盤、制御盤 フルカラーLEDを用いて状態を色で示す。対応する色は、ソフト基本設計より
WAIT 青JUDGE 緑INSPEC 紫WASH 水色HOMING 青点滅である。 		1 選定済み
圧力センサ arduino mega アームの制御 1 選定済み
ポテンションメータ arduino mega アームの制御 1 選定済み
フォトリフレクタ arduino mega 走行制御 7 選定済み
洗浄部用照明 arduino mega 照明用 1 選定済み
カメラ操作用サーボモータ arduino mega カメラ操作 1 選定済み

7.検討項目

6.arduino megaの構成において示した圧力センサについて、正常にアームとスポンジ間に働く力を測定できなかった場合以下のセンサを追加で購入することを検討している。
また、洗浄部用照明に使用するLEDが既存の接続先（電源ボード）だと電圧が大き過ぎるため接続をarduino megaに変更し、5ｖで使用することにした。そのため、5ｖで作動するLEDを新たに選定した。
物品について以下にTable.5 追加購入として示す。
Table.5 追加購入品
部品名 単価 個数 URL
タッチエンス・ショッカクポット　ＰＯＴＵ－００１－１ ￥1,650 1 https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-14092/
太陽光ＬＥＤモジュール（白色ＬＥＤ）　１×３　５Ｖ ￥250 1 https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-15933/


MIRS 2103 ドキュメント管理台帳

MIRS DATABASE