Arduino 単体での動作試験

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名称	Arduino 単体での動作試験
番号	MIRSMG4D-SYST-0007

版数	最終更新日	作成	承認	改訂記事
A01	2017.04.18	牛丸真司	牛丸真司	初版
A02	2021.05.25	牛丸真司	牛丸真司	管理台帳フォーマットへの変更
A02	2022.05.31	牛丸真司	牛丸真司	内容の一部変更

Arduino 単体での動作試験（機能試験）

1. デバイス接続

Arduino に接続して動作させるデバイス（モータ、エンコーダ、電源監視）を接続する。
- モータを動作させる場合は、スイッチボード・バッテリーを接続する。
- モータのケーブルとの接続は技術情報のケーブルについてとエンコーダ出力の確認に記載されている情報を確認して行う。
- 全てのデバイスでなく、テストを行いたいデバイスが接続されていればよい。
Arduino の USB ポートをArduino IDE をインストールした PC に接続する。

モータ・エンコーダ（2個）、モータ制御ボード（2個）、バッテリー、電源スイッチをを接続した Arudino テスト環境の構成図

2. Arduino ソースファイルの展開と Arudino IDEの起動

mg4_arduino_ver320.zip をダウンロードし、適当な場所に展開する。
zipファイルの展開は、unzip ZIPファイル名とする。
Arduino IDE を起動し、展開したフォルダーのソースファイルを開く。（フォルダー内のどれか一つのソースファイルをを開くと関連する全てのファイルが同時にオープンする。）
「ツール」タグで、ボートが Arduino/Genuino Uno になっており、ポートがチェックの付いた番号と一致しているか確認する。（異なっていれば変更する。）

3. 単体機能テスト

ギア比の確認（変更）
define.h でギア比（T_E_RATIO）の値が使用してモータのギア比と一致しているか確認する。一致していなかれば変更する。

試験プログラムの選択

mg4_arduino_ver* の loop 関数で、試験したいプログラムを選択する。以下に loope 関数内のコメントでのテストに関する説明をを示す。

void loop(){

/*
  いずれか一つの関数を有効にする。
  どの関数も無限ループになっている。しがたってこの loop 関数は実際にはループしない。
  */

  / * RasPi からの指令で動作させるとき、slave を有効にする。*/
  //slave();


/* --------------機能のテスト---------------------------------------------
    テスト関数 test_*() のいずれかを有効にする。
    実行時にシリアルモニタを立ち上げて値を確認する。
  ------------------------------------------------------------------------- */

  /* モータ動作テスト 引数：左モータのPWM値、右モータのPWM値　（範囲は -255～255）*/
  //test_motor(150, 150);

  /* エンコーダテスト（モータを回転させて行う）*/
  motor_set(50, 50) ; test_encoder();
  /* 距離計のテスト（モータを回転させて行う）*/
  //motor_set(50, 50) ; test_distance();

  /* 速度制御のテスト　引数：左モータの速度[cm/s]、右モータの速度[cm/s] */
  //test_vel_ctrl(25, 0);

  /* 走行制御のテスト　
    引数：モード（直進：STR or 回転：ROT)、速度[cm/s] or 角速度[deg/s]、距離[cm] or 角度 の速度[deg] */
  //test_run_ctrl(STR, 25, 100);
  //test_run_ctrl(ROT, 45, 90);

  /* バッテリー値の確認 */
  //test_batt();

  /* シリア通信のエンコード、デコーダ値の確認 */
  //test_encode();
  //test_decode();

}

テストプログラムの実行
Arduino IDE の右矢印アイコンをクリックして、プログラムのコンパイル・転送を行う。プログラムの転送が完了した時点で、そのプログラムが動作する。
以下にエンコーダテスト時のシリアルモニタのログを示す。 Ver3.0 以降でシリアルモニターを使う場合は、この図のように右下の通信速度を9800bpsから 115200bps に変更すること。

エンコーダテスト時のシリアルモニタのログ（通信速度を 115200bpsに変更していることに注意）

4. 単体テストが正常に行えなかった場合の対応

モータ動作テストが不調だった場合（モータが動かないなど）
- モータまでの接続ケーブルに問題がないかをチェックする。
- ユニバーサル基板の導通に問題がないかをチェックする。
- バッテリー出力に問題がないかチェックする。
- モータ制御ボードにPWM信号が出力されているかをオシロスコープを使って確認する。
エンコーダ動作テストが不調だった場合（エンコーダ値が正常にカウント出来ないなど）
- エンコーダまでの接続ケーブルに問題がないかをチェックする。
- ユニバーサル基板の導通に問題がないかをチェックする。
- エンコーダ出力の確認を参考に、エンコーダから矩形波信号が出力されているかをオシロスコープを使って確認する。
  信号に異常がある場合は、エンコーダ出力の確認のページにある対応を行う。
バッテリ電圧値が正常でない場合
- Arduino アナログピンへの入力電圧をテスターで確認する。
- ユニバーサル基板の導通に問題がないかをチェックする。

5. 機体組み上げ前のArduino単体での機能試験

機体組み上げ前に行う Arduino単体での機能試験は、loop関数内の以下のテストを実行すればよい。

テスト項目	テスト関数	チェック項目	備考
モータの動作テスト	test_motor()	モータの回転方向は正しいか？引数の値を変更して速度が変化するか？符号を変えたときに回転方向が変化するか？	左右それぞれについてチェックする
エンコーダの動作テスト	test_encoder()	エンコーダの１周のカウント数は正しいか？モータの回転方向を変えた場合に、カウントの増減が変化するか？	左右それぞれについてチェックする。モータをバッテリーで回転させて行う場合は、set_motor()関数を使う。タイヤを回してチェックする場合は、バッテリーをはずして行う、１周のパルス数はギア分がかかる。その際はカタログの精密ギア比を用いること。
速度制御の動作テスト	test_vel_ctrl()	速度値を変化させた場合に、回転速度・回転方向が正しく変化するか？	左右それぞれについて確認する。
バッテリー電圧測定	test_batt()	バッテリー値が正しく読めているか？	テスターで測った値と比較する。

なお、距離計のテスト(test_encoder())とシリアル通信テスト（test_encoder(), test_decoder())は省略してよい。
また、機体の走行制御テスト test_vel_ctrl() は、機体組み上げ後に行うこと。

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