MIRS2501-ELEC-0001

名称	MIRS2501 エレクトロニクス詳細設計
番号	MIRS2501-ELEC-0001

版数	最終更新日	作成	承認	改訂記事
A01	2026.01.30	テテー		初版

1.はじめに

本ドキュメントは、Babloonの詳細設計およびエレクトロニクスに関するドキュメントである。

2.システム構成

システム構成を図1に示す。

図1. 全体接続図

3.使用機器の配線図

以下に、全体構成に使用されている各機器の配線図を示す。

3.1. 主電源バッテリとシステム間の物品

標準機には、24V主電源バッテリ、ヒューズ、緊急停止スイッチ、電源基板が搭載されている。これらの配線図を図2に示す。

図2. ロボットの入力側

3.2電源モジュール

24V主電源バッテリより、バッテリモジュールを介して電圧を分岐し、システム各部へ電力を供給する。 LM2596Sの内部構成を図3に示す。

図3.使用電源モジュール(LM2596S)

3.3.Raspberry Pi, Arduino、超音波センサー

Raspberry Pi、Master Arduino、Slave Arduino間の接続および、超音波センサーの配線図を図4に示す。ロボットの巡回モードボタンおよび風船モードボタンは、図4の右上に配置されている。また、3つのマイコンのピン接続を、それぞれTable 1、Table 2、Table 3に示す。

図4. 使用したマイコン・配線図・切り替えモードボタンの配線図

Table1 Raspberry Pi の接続デバイス

ピン番号	ピン配置	接続デバイス	IN/OUT
2	5V	Arduino Master・Arduino Slave	OUT
3	GP2	Arduino Master・Slave A4	OUT/IN
5	GP3	Arduino Master・Slave A5	OUT/IN
6	GND	GND	-

Table2 Arduino Master の接続デバイス

ピン番号	ピン配置	接続デバイス	IN/OUT
0	D0	Serial RX(PC/RasPi通信)	IN
1	D1	Serial TX(PC/RasPi通信)	OUT
2	D2	左エンコーダー A相	IN
3	D3	右エンコーダー A相	IN
4	D4	左エンコーダー B相	IN
5	D5	超音波センサー Trig (HC-SR04)	OUT
6	D6	超音波センサー Echo (HC-SR04)	IN
7	D7	右エンコーダー B相	IN
8	D8	右モーター DIR (回転方向)	OUT
9	D9	右モーター PWM (速度指令)	OUT
10	D10	[未使用] (PWM出力可能)	-
11	D11	左モーター PWM (速度指令)	OUT
12	D12	左モーター DIR (回転方向)	OUT
13	D13	内蔵LED (Status)	OUT
14	A0	バッテリー電圧監視	IN
15	A1	操作ボタン 1 (風船選択1)	IN
16	A2	操作ボタン 2 (風船選択2)	IN
17	A3	操作ボタン 3 (風船選択3)	IN
18	A4	I2C SDA (Slave通信)	OUT/IN
19	A5	I2C SCL (Slave通信)	OUT/IN
20	Vin	-	IN
21	5V	-	OUT
22	GND	GND	-

Table3 Arduino Slave の接続デバイス

ピン番号	ピン配置	接続デバイス	IN/OUT
0	D0	Serial RX (デバッグ用)	IN
1	D1	Serial TX (デバッグ用)	OUT
2	D2	ステッピング X軸 STEP	OUT
3	D3	ステッピング Y軸 STEP	OUT
4	D4	電磁石 (ソレノイド) 制御	OUT
5	D5	ヘリウムバルブ PWM	OUT
6	D6	ステッピング X軸 DIR	OUT
7	D7	ステッピング Y軸 DIR	OUT
8	D8	ヘリウムバルブ DIR	OUT
9	D9	ステッピング X軸リミットスイッチ	IN
10	D10	ステッピング Y軸リミットスイッチ	IN
11	D11	サーボモータ 1 (風船1用)	OUT
12	D12	サーボモータ 2 (風船2用)	OUT
13	D13	サーボモータ 3 (風船3用)	OUT
14	A0	ヘリウムバルブエンコーダ A相 (PCINT)	IN
15	A1	ヘリウムバルブエンコーダ B相 (PCINT)	IN
16	A2	追加ボタン A (巡回開始)	IN
17	A3	追加ボタン B (風船モード移行)	IN
18	A4	I2C SDA (Master通信)	IN/OUT
19	A5	I2C SCL (Master通信)	IN/OUT
20	Vin	-	IN
21	5V	-	OUT
22	GND	GND	-

3.4.ストック機構

ストック機構に使用されている3つの風船ボタンおよび、電源モジュール付きの3つのサーボモータの配線図を図5に示す。

図5. ストック機構の配線図

3.5.電磁石

電源モジュール付き電磁石の配線図を図6に示す。

図6. 電磁石の配線図

3.6.ガントリーの回路図

3.6.1.CNCシールド

電源モジュールおよびCNCシールドの配線図を図7に示す。

また、X軸およびY軸のピン接続を、それぞれTable 4、Table 5に示す。

図7.X軸・Y軸ガントリー使用するCNCシールドの配線図

Table4 CNCシールドX軸の接続デバイス

ピン番号	ピン配置	接続デバイス	IN/OUT
1	OUT2B	X軸モータ B相(-)	OUT
2	ENABLE	有効化信号	IN
3	GND	GND	-
11	MS2	マイクロステップ設定(通常5V入力)	IN
14	SLEEP	入力５V	IN
15	VDD	制御電源	IN
16	STEP	ステップ信号	IN
18	DIR	基準電圧 (電流制限設定)	IN
19	DIR	回転方向信号	IN
21	OUT1B	X軸モータ B(+)	OUT
24	OUT1A	X軸モータ A (+)	OUT
26	OUT2A	X軸モータ A (-)	OUT
29	EP	GND	-

Table5 CNCシールドY軸の接続デバイス

ピン番号	ピン配置	接続デバイス	IN/OUT
1	OUT2B	Y軸モータ B相(-)	OUT
2	ENABLE	有効化信号	IN
3	GND	GND	-
11	MS2	マイクロステップ設定(通常5V入力)	IN
14	SLEEP	入力５V	IN
15	VDD	制御電源	IN
16	STEP	ステップ信号	IN
18	DIR	基準電圧 (電流制限設定)	IN
19	DIR	回転方向信号	IN
21	OUT1B	Y軸モータ B(+)	OUT
24	OUT1A	Y軸モータ A (+)	OUT
26	OUT2A	Y軸モータ A (-)	OUT
29	EP	GND	-

3.6.2.ガントリー動作部分

ガントリーに使用されているモータおよびリミットスイッチの配線図を図8に示す。

図8. ガントリーのステッピングモータの配線図

3.7.シャボン玉

3.7.1.シャボン玉用Arduino

シャボン玉用Arduinoの配線図を図9に示す。また、Arduinoのピン接続をTable 6に示す。

図9. シャボン玉用のArduinoの配線図

Table6 シャボン玉用Arduinoの接続デバイス

ピン番号	ピン配置	接続デバイス	IN/OUT
2	D2	リミットスイッチ	IN
3	D3	モータ速度	OUT
4	D4	モータ回転方向	OUT
14	A0	シャボン玉用モータ A相	OUT
15	A1	シャボン玉用モータ B相	OUT
20	Vin	-	IN
21	5V	-	OUT
22	GND	GND	-

3.7.2.シャボン玉機構

シャボン玉用モータおよび回収ボックスのリミットスイッチの配線図を図10に示す。

図10. シャボン玉機構の配線図

3.8.ヘリウムタンク

弁開閉用モータの配線図を図11に示す。

図11. 変開閉用のモータの配線図

3.9.冷却ファン

冷却ファンの回路図を図12に示す。

図9. 冷却ファンの回路図