名称 MIRS2403 エレクトロニクス詳細設計書
番号 MIRS2403-ELEC-0001

版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A01 2024. 10. 25 勝亦柚斗、菊池檜、舟久保友花 なし 初版
A02 2024. 11. 25 勝亦柚斗、菊池檜、舟久保友花 なし 第二版
A03 2024. 12. 2 勝亦柚斗、菊池檜、舟久保友花 大沼先生 第三版

目次

1.はじめに
2.システム構成
3.回路図
  3-1.電圧監視・電源基板
  3-2.ESP32基板
4.使用物品

1.はじめに

本ドキュメントは華蟻（キャリー）の詳細設計書、エレクトロニクスについてのドキュメントである。


2.システム構成

システム構成をfig.1に示す。

fig.1システム構成図

3.回路図

以下に、電圧監視・電源基板、ESP32基板の回路図を示す。

  3-1.電圧監視・電源基板

    電圧監視・電源基板の回路図をfig.2に示す。


fig.2 電圧監視・電源基板回路図

入力電圧によりESP32にかかる電圧と流れる電流をtable1に示す。

table1 入力電圧に対するESP32の入力電圧と入力電流
入力電圧(V) ESP32入力電圧(V) ESP32入力電流(A)
24 3.0 2.3E-4
23 2.9 2.2E-4
22 2.8 2.1E-4
21 2.6 2.0E-4
20 2.5 1.9E-4
19 2.4 1.8E-4
18 2.3 1.7E-4
17 2.1 1.6E-4
16 2.0 1.5E-4
15 1.9 1.4E-4
14 1.8 1.3E-4
13 1.6 1.3E-4
12 1.5 1.2E-4
11 1.4 1.1E-4
10 1.3 9.6E-5
9 1.1 8.7E-5
8 1.0 7.7E-5
7 0.9 6.7E-5
6 0.8 5.8E-5
5 0.6 4.8E-5
4 0.5 3.8E-5
3 0.4 2.9E-5
2 0.3 1.9E-5
1 0.1 9.6E-6
0 0 0


  3-2.ESP32基板

    ESP32基板の回路図をfig.3に示す。
    また、ピンの接続デバイスをtable2に示す。


fig.3 ESP32基板回路図
ピンIO4とIO27は電圧監視のため電圧監視基板に接続する。
リミットスイッチ（回路図内micro_swich）は椅子の昇降位置推定のために使用する。
地磁気センサのショートすべき箇所をハンダブリッジで接続する。
下記の設定では、I2Cアドレスはデフォルト値、プルアップ有効、電源の設定は入力3.3V or 5V、信号レベルが3.3Vとなるようにしている。
電源の入力は5Vとする。
地磁気センサ（回路図内Magnetometer）のジャンパピン設定をtable2に示す。

table2 地磁気センサのジャンパピン設定
AE-BMX055 ジャンパ内容
JP1,JP2,JP3 アドレス設定 オープン
JP4,JP5 プルアップ ショート
JP6 電源設定 オープン
JP7 電源設定 ショート
JP8 電源設定 オープン

table3 ESP32基板の接続デバイス
ピン番号 ピン配置 接続デバイス 入出力
1 3V3 エンコーダ 出力
2 EN
3 SENSOR_VP 左エンコーダB相 入力
4 SENSOR_VN 左エンコーダA相 入力
5 IO34 右エンコーダB相 入力
6 IO35 右エンコーダA相 入力
7 IO32 左モータ(駆動用)DIR 出力
8 IO33 左モータ(駆動用)PWM 出力
9 IO25 右モータ(駆動用)DIR 出力
10 IO26 右モータ(駆動用)PWM 出力
11 IO27 電圧監視基板(24V) 入力
12 IO14
13 IO12
14 GND GND 入力
15 IO13 昇降用エンコーダA相 入力
16 SD2
17 SD3
18 CMD
19 5V 地磁気センサVcc 入力
20 GND GND 入力
21 IO23 地磁気センサSDA 入力
22 IO22 地磁気センサSCL 入力
23 TXD0
24 RXD0
25 IO21 昇降用エンコーダB相
26 GND GND 入力
27 IO19 昇降用モータPWM 出力
28 IO18 昇降用モータDIR 出力
29 IO5
30 IO17 昇降用リミットスイッチ 入力
31 IO16 昇降用リミットスイッチ 入力
32 IO4 電圧監視基板(7.4V) 入力
33 IO0
34 IO2
35 IO15
36 SD1
37 SD0
38 CLK

4.使用物品

使用物品をtable4に示す。

table4 使用物品
物品名 型番 単価(税込) 数量 価格(税込) URL 備考
ターミナルブロック TB111-2-2-E-1-1 35 2 70 秋月電子通商 -
リミットスイッチ SS-10GL13 160 2 320 秋月電子通商 -
スイッチ - ラボの品 1 - - -
昇降用モーター - ラボの品 1 - - -
モータードライバー MD10C ラボの品 3 - - -
地磁気センサ AE-BMX055 ラボの品 1 - - -
USBカメラ BSW300MBK 2500 2 5000 ビックカメラ -
LiDAR RPLiDAR S1 配布 1 - - -
LED - ラボの品 1 - - -
ユニバーサル基板 片面ガラスユニバーサル基板Cタイプ(72×47mm) 60 1 60 秋月電子通商 -
ユニバーサル基板 - ラボの品 2 - - -
合計 - - - 5450 - -



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