関東応援団＠ロボコンwiki http://w.atwiki.jp/kisarazu_maicon/ 関東応援団＠ロボコンwiki ja 2026-02-12T11:24:59+09:00 1770863099 回路系技術資料/モータドライバ https://w.atwiki.jp/kisarazu_maicon/pages/33.html *モータドライバとは **設計例 [[設計データ>回路系技術資料/設計データ]] **解説 直流モータを回転させる方法は、端子に電圧をかけることである。 では逆転させるためにはどうするか？ もちろん端子に反対の電圧をかけることで逆転できる。 これは機械屋でも知っていることである。 これは人がやるからこそ簡単な作業であり、マイコンなどの回路からでは非常に難しい作業となる。 これを実現できる回路が、モータドライバである。 まずモータを片方に回すための回路として、スイッチとモータを使用した例は以下となる。 &image(モータドライバ1.jpg) しかしこれでは逆転させることができない。 逆転させるためには、それぞれの端子に逆の電圧を加えるようにするため、スイッチが合計4つ必要になる。 そのため、直流モータを正転と逆転で使用できるようにするには、Hブリッジと呼ばれる回路が含まれる、モータドライバが必須となる。 &image(モータドライバ2.jpg) しかしスイッチは人が操作するためのもので、マイコンなどから操作することができない。 そこで半導体やリレーを使って、Hブリッジを構成することになる。 しかし半導体には極性があり、リレーには高速で動かせないという弱点がある。 そこで、多種多様なモータドライバが作られている。 ** モータドライバの構成 モータドライバを構成する要素は次のとおり。 :信号部|マイコンなどの回路から信号をうけて動かす場所。マイコンから出力できる電流は小さいため、低電流で動作できなければいけない。 :電源部|モータに電力を供給する場所。もっとも電流が流れる場所でもあり、保護回路が入ることも多い。 :増幅部|信号部と電源部をつなぎ、さらにはモータにつながる場所。つまりモータドライバの性能が最も左右される場所。 モータドライバにも種類がある。 :NPチャネルFETモータドライバ|NチャネルとPチャネルのFETを用いたMD。&br()Nチャネルドライバに比べ作りやすいが、周波数応答が悪く、高速化させると回路が燃える可能性がある。 :NチャネルFETモータドライバ|NチャネルのFETのみを用いたMD。&br()High側にもNチャネルを用いるため、昇圧しなければならない。そのため昇圧回路など回路は複雑化しやすい。 :電磁リレーモータドライバ|物理的接点を持つMD。&br()安価に製作でき、回路部品も少ないが、物理的接点の切り替え時間の問題からPWMを使用することができない。 :リレーFETモータドライバ|回転方向の切り替えを電磁リレーが、回転数をNチャネルのFETが行うMD。&br()複雑な回路が必要なく比較的安価にモータを制御できるため、利点は多い。 :モータドライバIC|HブリッジのFETを内蔵したIC。&br()もっとも安く、組み立ての必要もないが、電流が流せないため小さなモータしか動かすことができない。 そのほかのMDに関する知識 :アイソレート|信号部と電源部及び増幅部を電気的に絶縁すること。扱う電流の単位が違うため、逆流などが起きるだけでマイコンが壊れる可能性があるが、それを防止するためにフォトカプラなどを用いる。 :ヒューズ|一定以上の電流が流れたとき、自動的に回路を物理的に遮断する素子。一度切れたら戻らないタイプと、時間がたつと元に戻るリセッタブルヒューズがある。 :放熱|ヒートシンクやファンを取り付けるだけで，モータドライバの性能は格段に上がる。&br()もし重量や電力に余裕があれば取り付けておくとよい。 *モータドライバの設計法 これができれば立派な回路屋！ なぜ設計が必要なのか・・・ それがわからないやつはメーカー製のモータドライバと性能を見てきなさい。 モータドライバに要求されるものは、電流特性及びサイズ、重量、そして価額である。 そしてこれが大事。 **安くても壊れるMDは高くつく！ そんじゃ、一つずつやっていこうか。 中心となるのはやはりHブリッジ。 構成には数種類の方法がある。 -フルNchFETブリッジ -PcnNcnFET複合ブリッジ -フルリレーブリッジ -リレーFET複合ブリッジ ポイントとなるのは、その切り替え方法。 最も簡単なのはフルリレーブリッジ。PWM非対応でも、ディジタルで簡単に切り替えることができる。 大変なのはフルNchFETブリッジ。高電圧側のFETは、昇圧が必要となる。 しかし、設計が一番難しいのはPchNchFET複合ブリッジだろう。また別のFETに関する知識が必要になる。 では、簡単に組めて、なおかつ性能もそこそこのリレーFET複合ブリッジで解説していこう。 簡単に設計するためにも、回路図エディタを使用することをお勧めする。下はフリーの回路図エディタの一例。 :EScad|かなり古い回路図エディタ。日本語に難あり。 :bsch3V|まだ更新されている回路図エディタ。今回はこれを使用。 使い方の説明はここではしません。 まず中心となるブリッジを構成する。モータの回路図はなかったので自作。 &image(MDdesign01.BMP) 次にGND側にFETを接続。まだ型番までは決めない。 #image(MDdesign02.BMP) ここからが本題。 まず電源電圧を決める。モータにかかる電圧でもあるため、モータの仕様でも左右される。 ここでは１２Vで設定しておく。 そして実際のリレーの種類を見てみよう。 リレーの接点は許容電圧は１００V以上であり、高専ロボコン程度の電圧では問題がない。 しかし、電流の最大値には限界がある。 基本的に、モータのストールにも耐えうる電流許容を持つリレーを選択したほうが良い。 しかしそれほど高電流のリレーの数はあまりない。値段も上がってしまうので注意。 リレーが決まれば、コイルにかける電圧も決まる。電源電圧と等しいなら、何も問題は無い。 しかし電源電圧よりもコイルにかける電圧が低い場合、降圧が必要となる。 方法は二つ。抵抗で分圧or降圧回路を入れる。 もちろん前者のほうが簡単だが、抵抗値はリレーによって違うので注意。分圧の計算はできるように。 ここでは降圧が必要とし、抵抗もわかっているものとしよう。 しかし、まだコイルに接続はしない。 #image(MDdesign03.BMP) 次に考えるのは、制御回路との接続。 アイソレートを行うか、行わないかによって難易度は変化する。 まずは行わずに考えてみようか。 マイコンからの出力電流は±10mA程度。これではコイルを動かすことはできない。 そこで使うのがトランジスタやFET、さらにリレーである。 ここでは簡単にトランジスタを使って作ってみよう。 中でもnpn接合のトランジスタなら、ベース-エミッタ間に電流を流せば動くため、簡単に作ることができる。 逆にpnp接合だと、ベース-エミッタ間に逆電流が流れるが、電圧の違いによりとめることができない。(マイコンは5V程度) 最後は抵抗だが、これは流したくない電流だけつなげればOK。 またFETの放電用にも接続しておく。 これで回路が完成する。 #image(MDdesign05.BMP) ここからは実際に型番や値を決める必要がある。 まずnpnトランジスタから。 このトランジスタはコイルのオンのために使うため、それなりにコレクターエミッタに電流を流す必要がある。 もっとも一般的なnpnトランジスタである2SC1815を使ってもかまわないが、どうせならば2SDのものを使おう。 いいものがあれば、ダーリントン接続されているトランジスタを使えば、少ない電流でスイッチングできる。 相手がリレーであるためスイッチング速度は低速でよい。 このトランジスタにつながる抵抗は、切り替えに必要な電流の分だけ入れる必要がある。 トランジスタの増幅率とコイルに流したい電流から、必要なベースーエミッタ間電流がわかる。 マイコン側の電圧(主に5V)からこの電流を割ることで、必要な抵抗値がわかる。 マイコン側から出力可能な電流も知っておかないと、マイコンを壊す可能性があるので注意。 コイルにつながっている抵抗は、分圧の概念がわかっていれば計算できるはず。 コイルの抵抗は仕様書に書いてある。 最後にFET。 このFETがもっとも厄介で、それなりに電流が流せる必要がありながら、高速でスイッチングする必要もある。 FET選びに関しては、はやり難しいところがあるので、ここでは省略。 マイコンにつながる抵抗は、10~20オーム程度がよい。 高すぎるとスイッチング性能が下がり、低すぎるとマイコンが壊れることがある。 グランドにつながる抵抗は、10kオーム程度がよい。 これでやっとMDの設計が終わり。 実際に製作して、動作を確認してみよう。 ちなみにこれを作ると１０００円くらい。 *続・モータドライバの設計法 簡単なリレードライバは、ある程度なら誰でもできる。 次はＦＥＴドライバだ。 ただし、リレーＦＥＴドライバの方が値段対性能はいいので注意。 最初に電源の決定。 対象とするモータによってＦＥＴドライバは大きく異なる。 3.3Vモータの回路と、12Vモータ、24Vモータの回路は考え方や材料が違ってくるので注意。 ここでは最も簡単な12Vでやっておこう。 次に、ＦＥＴの選定。 フルＮchで作るか、PchNchで作るかは好み次第。 比較的考えることの少ないフルNchのＦＥＴで設計していこう。 最初に見るべきは、許容ゲート-ソース間電圧。 基本的なパワーMOSFETは、20Ｖまで耐えられるものが多い。 つまり24V仕様のモータに、電源をそのまま使うことができない。 しかし今回は１２Ｖで解説する。 意外と大事なのはゲート-ソース間静電容量。 これが大きいＦＥＴは、スイッチングに時間がかかりやすい。 値を見てもわからない場合は、回路シミュレータを試してみるといい。 スイッチングがなかなかできない。 *追記 ここからは知っておくと便利なことを・・・ :MDの周波数特性|FETのスイッチング特性を始めとした、回路全体の周波数に対する特性。&br()高い周波数で動かすと何らかの不具合が生じる場合もある。&br()自作のMDはこれを測定しておくことをお勧めする。&br()やはり既製品と違い個体差、思いがけない仕様が見つかる可能性がある。&br()直流動作も確認できると良い。 :信号線と電力線|低電圧動作である信号線と、高電圧、高電流動作である電力線はやはり全く違うもの。&br()信号線はノイズに強く、電力線は電流が流せる線にしておく必要がある。 :製作速度|性能の高いモータドライバが出来上がった場合、プリント基板にも対応できるように配線しておくことをお勧めする。&br()やはりMDは部品が多いため結線作業が非常に多く、それが製作速度を下げる要因となりやすい。 :ユニバーサル基板の配線|きれいな配線には次の理由と条件が挙げられる。&br()無駄な半田がない。&br()線が水平、垂直、４５度の斜線で構成されている。&br()ジャンプ線が少ない。&br()やはり、こだわって作ったMDは壊れにくくなる。 :瞬間短絡とデッドタイム|NchFETとPchFETを用いたモータドライバ回路を製作する場合，High側とLow側のFETを同時に切り替えようとすると瞬間的にどちらのFETもスイッチが入って瞬間的に短絡が発生してしまう．&br()すると大きな電流がFETに流れてしまうため，熱や破壊の原因となってしまう．&br()そこでどちらのFETのオンまでの時間にタイムラグを設定することで，この短絡を回避することができる．&br()主にコンデンサと抵抗を用いて作るが，遅くすればするほど出力が下がってしまうだけでなく，高周波で用いることができなくなる．&br()よってFETに最適な抵抗とコンデンサで設計することが望ましい． :開放とショートブレーキ|モータドライバの機能の一つに，端子開放とショートブレーキがある．&br()端子開放はその名の通りで，モータの端子をGNDでもVccでもなく自由な状態にする．一方でショートブレーキはどちらの端子もVccまたはGNDに接続するというもの．&br()特にFETドライバでは高周波に対応できるため，OFF時間にどちらを設定するかにより出力が異なる．&br()例えば端子開放型では，PWMと回転数がほぼ比例しない代わりに効率がよく，高電圧なノイズが発生しやすい．&br()一方でショートブレーキ型では，PWMと回転数が比例しやすい代わりにFETが発熱しやすい．&br()実際のデータがあるわけではないので，どれくらい違うかは言い難いので，そのうち実験はしてみたいと思う． :ハイサイドとローサイド| Hブリッジ回路では、モータと電源のプラスの間をハイサイド、モータとグランド(電源のマイナス)の間をローサイドと呼ぶことが多い。 ハイサイドでは、基本的にグランドに比べて電圧が高い回路が必要となる。そのためNchFETを使用すると、ゲートには電源電圧より高い電圧が必要となる。 電源を別付けするという手段もあるが電源が複雑になるため、一般的には昇圧回路やブートストラップ回路などでハイサイドを駆動するという手段が取られる。 よく使われる回路である一方で、かなり複雑な回路になりやすいので、半導体メーカではハーフブリッジドライバやフルブリッジドライバと呼ばれるICを発売している。 **&aname(link1){実際に作ってみる} 今回は[[かわロボ]]用として、380向けモータドライバを設計したいと思います。 かわロボではフタバのプロポしか使えないので、受信機に接続しようとすると信号はPWM(1520usベース)ですが、 A3921やA3941はPWM(0～100%)+回転方向になるので、別基板側で変換することにします。 本来であれば受信機からの信号をそのまま基板に入れたいところですが、 人によって使いたいマイコンが違うので、汎用性や放熱を考えてマイコンは別基板とします。 この内容は別ページで解説することにします。 #co(){参考情報 モータのPWM周波数については、 低すぎるとブラシと一つの整流子が接触中に変調が発生しないことから電流が安定せず、 高すぎるとコイル要素により電流が流れなくなることが発生します。 380モータは3スロットのため、3個の整流子があり、整流子切り替わりタイミングとしては6回になります。 380モータの無負荷回転数は6Vで12500rpm=208rpsのため、おおよそ1.25kHzで整流子が切り替わります。 電圧を上げればその分回転数は増えますが、負荷が増えると回転数は落ちます。 おおよそ10kHzのPWMであれば、無難かと思います。 } まずはKiCADをインストールします。 [[KiCAD>>https://www.kicad.org/]] 推奨設定でインストールを行います。 依頼先はJCPCBを候補としてみます。 何ならアセンブリ含めてやってもらうのがいいでしょう。 参考はこちら。 [[https://qiita.com/Forest1717/items/ae2914ec7ff8c6206441]] 使用する主な部品はA3921、AUIRFS8407-7TRLとしようと思いましたが、 JLPCBに在庫がなかったので、代替としてA3941(信号入力電圧違い)、IRL40SC209とします。 IRL40SC209も25℃300A1.1mΩとかなりの低抵抗です。 別のFETに変える場合は、ゲート容量が同じくらいか確認しておきましょう。 部品形状としてはTO-263とTO-263-7の違いになりますが、 単純にピン数が多いと抵抗値が下がるので特性が良くなります。 まずはライブラリに部品がないので、それぞれ追加します。 A3921のTSSOP-EPは類似品があるので、EP(部品排熱パッド)のみ調整する形です。 AUIRFS8407TRLはTO263-6などほかの部品があります。 A3921の情報は以下が参考になります。 [[https://qiita.com/issaimaru/items/3c1aff6e6718ecfb7793]] SM方式、ASM方式、LAP方式が選べますが、SM方式でいいでしょう。 各方式のだいたいの動作は以下の通り。 -SM方式 OFF時に上下どちらかのFETを使ってモータ保持電流を流す -ASM方式 OFF時にダイオードを使ってモータ保持電流を流す -LAP方式 OFF時に反転させてモータ保持電流を流す その他コンデンサ、抵抗を追加していきます。 抵抗などは部品ライブラリに標準品があるので、 値と一緒にJLPCBの部品ライブラリにあるものを選んでいきます。 参考情報ではVREG用コンデンサは100uFになっていますが、 CBOOTの20倍がいいとのことなので、100uFではなく10uFで十分かと思います。 ドライバに外部ON/OFF機能を入れる場合は、バッテリを基板につなぐところにPchMOSFETを追加します。 基本はONにし続けるため、ON時の抵抗値が低いものを優先して選定するといいです。 ゲートの電圧を下げるとONするため、抵抗分圧と下流側抵抗に直列にスイッチを追加できるようにします。 ここは別基板でONできるようにコネクタを追加しておきます。 すべての配線が終わったらPCBの編集になります。 極力電力系の配線が太く短くなるように配線します。 できるだけジャンパを減らしたりするのはノウハウですね。 部品はすべて片面に配置しておくと、アセンブリが安くなります。 シルク配置はとても重要です。 基板設計の中でも保守の面で一番重要になるのはコネクタのピンアサイン情報です。 シルクを使ってちゃんとそれぞれの端子に名前を振っておきましょう。 また問題があったときに版を起こしなおすと、区別がつきにくいので、 ちゃんと基板名称とバージョン、そして油性ペンのメモ領域を確保しましょう。 3Dビューワ機能もあるので、表裏でよく確認しましょう。 私が設計した回路図と外形パターンは以下の通り。 &image(回路図.jpg,width=600,height=200) &image(基板表.jpg,width=400,height=400) &image(基板裏.jpg,width=400,height=400) 連絡をもらえればデータは配布します。 配線が終わったら、デザインルールチェックをかけます。 たいていの場合はエラーが出るので、一つ一つ直していきます。 デザインルールチェックの設定は、JLPCBの製造条件に合わせておくといいです。 チェックが終わったら、いよいよ発注準備です。 JLPCBの専用プラグインがあるので、それをインストールしておきます。 各部品をJLPCBのパーツ番号が入るように選択していきます。 なぜかここで選んだ部品にフィールドが追加され、勝手にシルクが追加されてましたので、 それぞれ非表示にしておきます。 そのあと、製造用ファイルを生成します。 いよいよ発注です。ここからはオンラインで作業となります。 JLPCBのアカウントがなければ、誰かの招待リンクを使って作成し、ログインします。 製造用ファイル(Zipファイル)をアップロードすると勝手に選んでくれます。 特に変更することもないですが、基板の色等選べます。 アセンブリ(PCBA)も選びます。エコノミックで行きましょう。 ちなみに基板の厚みと色でエコノミックを選べる条件が決まっています。 薄い基板を選ぶ際は注意してください。 基板実装面は表か裏かどちらかになります。 次にアセンブリ用ファイルのアップロードです。 製造用ファイルと一緒に生成されているので同じようにアップロードします。 部品リストが反映されて、ストック情報などが表示されます。 このとき在庫にない部品があると、代替品を選ぶか確認されます。 選ばないと部品実装されません。 そのあと、部品配置情報が正しいことを確認します。 なぜか部品が表示されないFETがありましたので、一回やめて部品配置確認をYesにしてみました。 (この段階で早速ICの向きが間違っていました。) 最後に見積もりが出るので、問題なければカートに追加します。 この辺りは別のサイトを参照するといいでしょう。 配送方法、住所、支払方法を入力していきます。 住所の入力で日本語ページだと国/地域、市区町村/州名、都市の順番になっていますが、 英語ページだと、Country/Region(国/地域)、State(都道府県)、City(市区町村)なので順番が違っています。 まあ日本の郵便局なら間違っていても郵便番号で何とかしてくれると信じましょう。 急ぎでないのであれば送料が安いところを選んで、支払いして終わりです。 1CHドライバだと、5個で発注してちょっとクーポンが適用されて、 基板費$2、実装費$25、部品費$70、送料$20くらいで合計$100超えるくらいになりました。 夕方依頼したところ、夜8時頃に部品配置確認メールが来ました。 ICの向きはちゃんと直してもらえました。 なぜか画像とビューワーの間で部品の位置が違うので確認を依頼しておきました。 今度は夜12時頃。翌朝気が付いて承認。 結局ビューワの位置がずれて表示されたようです。 それから4日で発送の連絡。 発送から4日程度で日本に到着し、約10日で手元に届きました。 郵便番号さえ合っていれば県と市が入れ替わっても大丈夫だったのはさすが日本の輸送業界です。 &image(KIMG0682.JPG) 届いた現物を目視確認しましたが特に問題のない出来。 続いて通電してブレッドボード制御(0%,100%)でモータを回してみます。 &image(KIMG0683.JPG,width=500,height=400) 無事5枚とも正転、逆転で回りました。 電源が電流を流せないので、モータを回すと電圧が低下しましたが、 モータ駆動はそのまま正常に動作しましたので、電池の抵抗等で電圧が落ちても動くのは大丈夫そうです。 あとは実際にロボットに乗せて駆動してみたいと思います。 まずはここまで。 2026-02-12T11:24:59+09:00 1770863099 回路系技術資料/回路概念 https://w.atwiki.jp/kisarazu_maicon/pages/37.html *回路概念 回路に関するほかにまとめることでもないこと。 *電圧 電位差のこと。実はものすごく大事。 マイナスの電圧も存在する。 電荷を動かす力ともいえる。 ある電位を基準とし、その電位をグランド(GND)電位と呼ぶ。基本的な電圧はこことの電位差となる。 電源はVccで表記されるが、これもGNDを基準としての電位差のこと。Vss、Vddなんてものも存在する。 マイコンなどの回路なら、導線でつながっていれば同電位として扱う。 もちろん本当は導線にも抵抗値が存在しているため、電流の最大値は決まっている。 オームの法則で電流と抵抗の積としても計算できる。 基本的な電源は電圧源をさす。電池も電圧源である。 ちなみにNiCdは1S(セル)が1.2V、LiPoは1Sが3.7Vとなっている。鉛蓄電池は1Sが2Vである。 これを数個直列、つまりこれを整数倍したものが発売されている。 ディジタルにおいて、1と0を区別する電圧をスレッショルド電圧という。 物によって違うので注意。 *電流 電荷の動きそのものを表すもの。 その名の通り流れる。 電圧があれば電子が動くので電流は流れる。 ただし、電流が流れるということは、エネルギーが使われているということでもある。 ほとんどの場合それは熱に変わるので注意。 *抵抗 電流の流れにくさをあらわす値。 電気回路にも書いてあるが、ほかのことを。 電流を制限する目的で使う抵抗を保護抵抗と呼ぶ。 基準電圧を作り出すためなどのためにつなげて用いる抵抗を分圧抵抗と呼ぶ。 どうやっても存在する抵抗を内部抵抗と呼ぶ。 出力電力が最大となる条件が、内部抵抗と出力抵抗が等しいことである。 固定抵抗の抵抗値はE２４系列が発売されている。E２４系列は自分で調べると良い。 それでもない抵抗は可変抵抗を使いましょう。 ちなみに可変抵抗に204と書いてあったら、20x(10の４乗)=200kΩという意味である。 *電圧と電流 割ればオームの法則、かければ電力になる不思議な関係。 両方ともエネルギの一種とも考えられる。 *１bit 1byte=8bit 1bit=1or0 1bit＝0ビット目 10110110=0xB6=182 *ポテンショメータと可変抵抗 ポテンショメータは可変抵抗である。 可変抵抗はポテンショメータであるとは限らない。 ポテンショメータは回ることを基本としたセンサ素子である。 可変抵抗は回せることで抵抗値を変えることができることを基本とした素子である。 *&aname(増幅回路,option=nolink){増幅回路} トランジスタなどの素子で、多分これが一番の疑問だと思う。 増幅とは何か？ もちろん増幅といってもエネルギーが増えるわけではない。 キルヒホッフの電流則を知ってくれていると話が簡単にわかるはず。 ということで、 スイッチを押すとモータが回る回路を作ってください。 といわれて思いつく回路は次のものかと思う。 #image(Motor-SW.jpg) 結論：動きます 小型のモータなら問題なく動きます。 でも、問題は大型のモータを動かしたいとき。 おそらく何回も動かすとスイッチの接点がこげて動かなくなる。 これは、スイッチの許容できる電力、特に電流に限界があるため。 スイッチにも電気抵抗があるため、電流を流すと発熱が発生することが原因。 発熱は電力、つまり電流×電流×抵抗値で計算できる。 確かに大型のスイッチを積めば問題はないが、そんなものはロボットにはつめない。 というか誰がそんな重そうなスイッチを押せる？ そこで使うのが増幅回路。 直列につなぐと流れる電流は一緒。 スイッチに流れる電流を抑えるためには、直列となるようにつないではいけない。 そこで出てくるのが3端子以上の素子、リレーやトランジスタというわけ。 #ref(Motor_transistor.jpg) #ref(Motor_relay.jpg) 増幅回路は何を増幅するかといえば、信号を増幅するというのが正しい。 例えば、0～1Vを0～10Vにしたり(比例関係)、1～10mAを1～100Aにしたりする。 ただしいきなり電流は増えない。いきなり電流が沸いてきたら基本的な電気の知識が全部使えなくなります。 よって出力のエネルギーは別の端子から持ってくることになる。ゆえに、増幅回路は電源を必要とする。 モータに流れる電流は1A以上である。 マイコンに1A流したらどうなるか。簡単に壊れます。 そこで、別のものに電流を流させることで、自分が流す電流は少なくてすむことを増幅という。 もちろん例外もあるけど、そこはここでは触れない。 ** どうしてマイコンは電流を流せないのか マイコンでモータを回そうとすると、必ずモータドライバが必要になります。 これは単純に増幅が必要ということですが、これをもう少し詳しく。 まず電源からは電圧=力が加えられる。 電源に対して、抵抗や負荷と呼ばれるものは何個でもつなぐことができる。 オームの法則により、並列に同じ電圧が加えられた場合、合計の電流はそれぞれの電流の足し算となる。 つまり電源としては、電圧は制御できても、電流は直接操作できない。 ではマイコンの場合を考えてみる。 マイコンは端子から一定の電圧を出力できる。 大抵の場合、highで5V,Lowで0Vが出力される。 電流は負荷に依存するためマイコンからでは制御できない。 マイコンからモータに直接電流を出力しようとすると、マイコンの出力に使用しているのはトランジスタであり、 トランジスタの抵抗成分と電流によって発熱が発生する。 しかし大きさは小さいので比熱が小さく放熱もできないので、 発熱によってすぐにトランジスタの温度が上昇することになる。 その結果トランジスタの許容温度(接合部温度と呼ばれる)を超えてしまうと、 半導体の結合が溶けて壊れ、トランジスタが故障する。 これを防ぐためには、増幅回路でマイコンから使用する電流を少なくしないといけないということになる。 2026-02-12T11:06:02+09:00 1770861962 回路系技術資料/制御回路 https://w.atwiki.jp/kisarazu_maicon/pages/142.html *かわロボ向け制御回路 かわロボはコントローラがフタバ製プロポに限定されています。 そのため制御回路を自作する場合、 必ず受信機信号を処理して、またモータドライバ向けの信号に変換する必要があります。 今回は[[モータドライバ>回路系技術資料/モータドライバ]]のページで作成した、 かわロボ向けのモータドライバ向けの制御回路を組んでいきます。 *PIC編 **回路図 早速回路図です。KiCADで作成しました。 #image(回路図.jpg,width=800) やることは単純で、受信機の信号をマイコンを通してモータドライバの信号に変える。 つまり受信機用のコネクタとモータドライバ用のコネクタを用意して、 それぞれの信号線にマイコンの端子をつなぐという流れです。 ただモータドライバには、イネーブル信号(ショート信号)が必要となっているので、FETを使っておきます。 本来はゲートに抵抗を入れるのですが、まあ1回入れて終わりなのでそのままとします。 必要な信号線は、以下の通りです。 -受信機信号からの入力 -イネーブル出力 -PWM出力 -DIR出力 あとはLED出力は必要です。 加えて、フィードバックのためにアナログ信号入力を追加して、合計6本になります。 つまり1CHあたり8pinのマイコンで対応可能ということになります。 ただしモータは4CH分あるので、上記の信号は4倍必要になります。 そこで4つマイコンを載せてしまうと上記の回路図になります。 マイコンには、PIC12F1822を選びました。小さいながら高性能なので気に入っています。 あとは電源です。 モータドライバ側にバッテリ電源を用意したので、レギュレータで5Vを作ります。 この電源はそのまま受信機にも供給できるようにしておきます。 合わせて電源LEDも追加しておきます。 PWM信号は電源を入れたときに不安定だと危ないので、プルダウンをしておきます。 抵抗値はLED用で10k、ブルダウン用で100kで大丈夫でしょう。 マイコンの書き込みには、書き込み用端子をコネクタに出しておく必要があります。 そこで該当の端子の入出力用の端子と共用することで、別のコネクタは不要とします。 PICは3端子+電源が必要になります。 MCLR端子はデジタル出力ピンとして使うと、次の書き込み時にMCRLがリセットできないという問題が起こるので、入力として使います。 これで回路図は完成です。 あとはアートワークを作っていきます。 この辺りはモータドライバの形にもよるので、割合します。 モータドライバの形に合わせると、こんな形になりました。 &image(アートワーク.jpg,width=500) 基板には2CHごとに切りかけを用意し、分割しても使用できるようにしたことと、 固定穴も必要であれば外せるようにしました。 **基板作成 アートワークができたら外注します。 今回はfusion PCBを使ってみます。 一番安いコースだと10枚でおおよそ$7です。 依頼から2週間程度で到着しました。 **部品実装 PICが外注だと在庫がなかったので、今回は手はんだ実装です。 リフローなんてありませんので、頑張ります。 チップ部品のサイズは、1608ミリ規格にしました。 インチ規格だと0603になるのですが、0603ミリ規格というのも存在するので部品選びが大変です。(1敗) はんだこての先端形状も気にする必要がありますが、まあ何とかしました。 チップ部品>電源IC>一部コネクタの順で実装して、一度電源動作を確認しておき、 最後にPICと残りのコネクタを実装して完成です。 **プログラム作成 この後プログラムを作成していきます。 PICのプログラムはMPLAB X IDEを使います。 MPLAB IDEの時代でプログラムを作っていたので、 かなり便利になっているようです。 PICの開発の流れとしては、 まずコンフィギュレーションビットの設定(ここを誤ると色々動かない)、 次に使う周辺回路の設定、 そしてメインプログラムの順です。 コンフィギュレーションビットでは、オシレータ、主要入力、リセット、プロテクトなどの設定があります。 特に主要入力を誤ると、入力信号が取れなかったりします。 今回のプログラムでは、受信機信号の時間計測とモータドライバへのPWM出力が必要になります。 時間計測には割り込みコントローラとTimerを使用し、 PWM出力にはCCPとTimerを使用することになります。 受信機信号は1520us基準ですので、1usカウントのタイマーを用意し、 入力の変化割り込みでカウントクリアとカウント値取得を行います。 続いてモータドライバへのPWM出力は、デューティ分解能最大10bit、PICの周波数32MHzのため、 そのまま32MHz/10bit=およそ32kHzとして使うと良さそうです。 続いてメインプログラムでは、 起動時にLED点滅で正常表示、 プロポ信号のエラー時の処理、 プロポ信号の処理とモータドライバ出力への反映を行っていきます。 **書き込み Microchipから販売されているPICの書き込みツールは、 簡易開発向けのPICKITと、総合開発向けのICEがあります。 どちらかというとPICKITは安いのですが、それでも純正のPICKIT5は2万ちかくするので、 ここではPICKIT3互換品を使用することにします。amazonでおよそ3000円です。 入出力端子に書き込み用端子をつなげているので、 ジャンパワイヤを用いてPICKIT3と基板をつなぎます。 MPLAB X IDEではプログラムのビルドからそのままプログラムの書き込みができます。 注意点としては、周辺回路の設定を変えたらもう一度Generateをすること、 メインプログラムも一度保存してからビルドを行うかクリーンしてからビルドすること。 間違えるとプログラムが更新されていません。 何回もデバッグしながら書き込んでようやくプログラムが完成。 受信機とモータドライバをつないで動作させることができました。 **RP2040編 PICではアンプごとにマイコンが必要となり面倒だったので、 今度はRP2040を使った回路を設計します。 RP2040にはいくつかシリーズがありますが、使用できるピン数が違うので、まずはそれを考えます。 まずはリストアップです。 - モータ制御用 4CH×2信号 + 許可信号 1CH - 受信機信号 3CH(SBUS解析ができれば1CHでもできる) - センサ 2CH×2信号 - その他 あまりピン 最低20信号ということになりました。 XIAO RP2040では13信号しかないので、 RP2040-zeroを使ってみたいと思います。 必要機能を考えると以下となります。 - アンプから電力をもらう=電池電圧を5Vに変換する必要がある - 3.3V系のため5V入出力に変換する必要がある - SBUSは反転する必要がある - 高さを抑えたい=RP2040-zeroを表面実装する - 部品面だけにしてアセンブリを依頼したい そういうことで回路図をKiCADで書きます。 部品は秋月電子通商で買える+JLCPCBで互換品があるものから選定します。 &image(RP2040回路図.jpg, width=600) これからアートワークを行います。 詳細は省略しますが、このような基板になりました。 &image(RP2040基板_イメージ.jpg,width=500) アンプ用回路は基本的に入出力端子ばかりが多いので、基板上もコネクタばかりで小さくするのが難しいです。 今回はアンプと同じ50x50のサイズになりました。 RP2040-zeroのピンアサインは以下としました。 GP0 I2C0 SDA GP1 I2C0 SCL GP2 I2C1 SDA GP3 I2C1 SCL GP4 T-CH1/CH1-PWM GP5 T-CH2/CH2-PWM GP6 T-CH3/CH3-PWM GP7 T-CH4/CH4-PWM GP8 CH1-DIR GP9 CH2-DIR GP10 CH3-DIR GP11 CH4-DIR GP12 R-CH1 GP13 SBUS/R-CH2 GP14 R-CH3 GP15 ENABLE GP26 ADC0/AUX0 GP27 ADC1/AUX1 GP28 ADC2/AUX2 GP29 ADC3/AUX3 今回もチップ抵抗などが多いので、JLCPCBにアセンブリごと依頼することにします。 JLCPCBのプラグインをプロジェクト画面からインストール。 製造用ファイルを生成して、サイトで基板の製造条件を入力。 シンボルフィールドでLCSC PNを追加し、JLCPCBのサイトで調べた部品番号を入力。 依頼画面で部品の確認がありますので、実装が不要な部品を外します。 ピンヘッダは自分で実装するので依頼品から外しておきます。(表面実装に比べて費用が高い) 基板5枚(RP2040-zeroを除く)で、約$40になりました。 (途中ディスカウントが無効になったのですが数量を変更して戻したら適用されました) 依頼から3日で発送、約10日で基板が到着しました。 まずはRP2040-zeroを実装します。 RP2040-zeroの使い方は[[こちら>>回路系技術資料/RP2040]]。 **SBUS解析 受信機の信号をそのまま入力すると、CH数の分入力端子が必要になるので、SBUS解析を行います。 SBUS出力対応の受信機を反転バッファを通して接続することになります。 トランジスタで反転したり、反転バッファICで反転したりしますが、今回の回路では反転バッファICを使用しています。 受信機とRP2040では信号レベルが異なるので、それをトレラント対応ICで吸収します。 さらにSBUS出力をUART0RXの端子に入力するように設計する必要があります。 通信系は信号ピンが決まっているので注意が必要です。 SBUS信号はパケットフレーム25byte、偶数パリティとストップビット2bit、8bitデータのUARTとなっているようです。 [[https://rikei-tawamure.com/entry/2020/03/17/120606]] 通信速度100kbpsとのことで、arduinoとしては以下の設定文を書けば、受信はできます。 Serial1.begin(100000,SERIAL_8E2); まずは先頭バイトを検出するため0x0fを探すようにします。 そこから合計25byteを検出することができれば1パケットを取得することができます。 パケットは14msごとに流れてくるのですが、そのまま出すと早すぎるため、 一定時間ごとにarduinoからPCへのシリアルモニタに出してみます。 受信機と送信機の電源を入れると下記のデータが流れてきました。 &image(SBUS受信イメージ.jpg) パケット数は1秒間に約74個、約14msであっているようです。 UARTは8bitですがSBUSは1CHが11bitらしいので、11bitで区切ります。 送信機の電源を切って受信機の電源を入れたときはパケットは流れてきませんが、 送信機の電源を入れた後に切っても、F/S機能で特定の値でパケットは流れてきます。 **PWM出力 RP2040は8系統16端子からPWMを出力できるそうです。 正確には8系統に分けて設定が必要らしいですが、arduino IDEであれば細かい設定は不要です。 以下の4行を入力すれば、PWM_CHのピン番号からPWM信号が出力されます。 pinMode(PWM_CH , OUTPUT); analogWriteFreq(PWF_FREQ); analogWriteRange(PWM_RANGE); analogWrite(PWM_CH , PWM); **安全機能 SBUS信号を解析したので、プロポ側の対応CH数まで操作することができます。 基本は4CHまでしか使用しないので、プロポのトグルスイッチにCH5を当てはめて、 CH5の値が一定以上となった場合に出力を停止するようにプログラムを設定します。 受信機にはフェイルセーフ機能で電波が来ないときにニュートラルのデータを流す機能があります。 これを使ってCH5がニュートラルになったときや受信機がデータを受信しなくなったときに出力を停止させることができるようになります。 **角度センサからのデータ取得 アームのフィードバック制御を行うには、角度センサからデータを取得する必要があります。 今回試したのはAS5600、実装済み品がamazonなどで1枚300～500円くらいで販売されています。 角度データはアナログまたはI2Cバスで読み取ることができます。 問題点としては、アドレスが0x36固定となっているため、複数接続することが難しいことです。 だいたいは1アーム1フィードバックかと思いますので影響はないと思います。 またRP2040にはI2Cバスが2系統あるので、それぞれつなげば2つセンサを繋げられます。 やり方はとても簡単で、SWITCH SCIENCEがArduinoのプログラム例を公開しています。 https://www.switch-science.com/products/3493?srsltid=AfmBOoq1LKgUigx5ErvXQkUIW7wZqjhqqWWZlD2KCUTCEh2fXcwbCRHa I2Cは半二重のため、送信モードと受信モードがあるので、受信モードで特定のレジスタの値を要求するだけで角度を取得することができます。 磁石を近づけていないと値が暴れるので、配線が外れた時と磁石が外れた時の対策をした方がいいです。 **システムブロック図 実装中のシステムの電気系ハードウェアブロック図です。まだフィードバック系は手を付けていません。 &image(TEST.png,width=800) 2025-10-18T17:07:14+09:00 1760774834 回路系技術資料/RP2040 https://w.atwiki.jp/kisarazu_maicon/pages/143.html *RP2040 RP2040とは、Raspberry Piのために開発された小型マイコンです。 コアそのものは秋月電子で160円(2025/5現在)と非常に安価です。 複数のメーカがこのマイコンを使用した開発ボードを販売しています。 *SeeedStudio XIAO RP2040 基板実装で有名なSeeed Studioが開発したRP2040を使用したマイコンボードです。 関連URLはこちら [[https://wiki.seeedstudio.com/XIAO-RP2040/]] [[https://github.com/Seeed-Studio/wiki-documents/blob/docusaurus-version/docs/Sensor/SeeedStudio_XIAO/SeeedStudio_XIAO_RP2040/XIAO-RP2040-with-Arduino.md]] 販売価格はAmazonで1200円前後(2025/5現在)です。 Arduino IDEで開発できるため、パッケージのインストールなどが非常に楽になっています。 Arduino IDEがインストールされているのであれば、初めてでも以下のステップでLEDを点灯させることができます。 1.ボードマネージャでRaspberry Pi PicoRP2040/RP2035をインストール 2.スケッチ例からBlinkを選ぶ 3.ボードをPCとつないで書き込みを押す 特徴としては、小型ボードながら全I/OピンがPWM出力可能、 I/Oピンは3.3V系ですが電源は5V(正確には3.8V～7.5Vまで対応)で動作します。 USB電源でも駆動可能です。 [[かわロボ]]で使う場合、アンプへの出力は3.3VでもHighを検知してもらえることが多いですが、入力には3.3Vへの降圧(抵抗分圧など)が必要になります。 *Waveshare RP2040-zero XIAOの基板に比べて、基板外に出しているピン数が増えています。 使い方は同様ですが、LEDがWS2812のみとなっています。そのため、LEDは単純な出力ピンでは制御できません。 ライブラリマネージャにて、adafruit NeoPixelを探し追加します。 拡張ライブラリ用のスケッチ例があるので、それをインポートして試すとLEDを点灯させることができます。 2025-10-15T22:22:16+09:00 1760534536 機械系技術資料/CAD https://w.atwiki.jp/kisarazu_maicon/pages/132.html *CAD 機械系のCADについてまとめるページ。 **2次元CADと3次元CAD 機械系のCADであれば、大きく分けるとこの2種類に分類されます。 その名の通り、対象を2次元で書くか3次元で書くかの違いです。 *2次元CADの種類 **jw_cad よく見かける無償CAD。 かなり昔(1997?)から配布されているため、使い方のページなどはインターネットでも多数みられる。 動作も軽いため建築系でよくみられるらしい。 - 長所 建築系で使っていたユーザが多いため、検索すれば情報は多く出てくる。 マウス操作を中心としたCADのため、初心者でも編集しやすい。 対応している機能も多く、大抵の機能は持っている。 - 短所 数値入力のためにはマウス操作が必要で、コマンド入力対応CADに比べて操作時間が長い。 **LilliCAD こちらも古いCAD。 現在更新はされていない模様。 スナップには少々手こずるが、CADとして使えなくはない。 **AutoCAD かつての商用2D CADと言えばこれ。 AutodeskはDXFフォーマットの制定元であり、 操作としてはコマンドライン方式への対応が特徴。 **DraftSight Solidworksと同じDassault SystemesのCADで、 登録制ではあるが無償のCAD。(Pro版は有償) →すでに配布が終了。有償版のみとなった。 無償版では多少かゆい所に手が届かないものの、コマンドUIを持つ等使い勝手はよい。 (ex.レイヤーをクリックしようとしてドラッグしてしまうとダブルクリック扱いになる, コマンドUIよりマウスのスナップが強い等) **AR CAD 商用ライセンスが基本だが旧版を無償提供している。 JW CADに近い機能を持っている。 **SolidEdge 2D drafting Siemensが販売しているCADの2D限定版。 コマンドライン方式には対応していないが、 Solidworksのスケッチのような操作感で作図できる。 *3次元CADの種類 **Solidworks 高専ロボコン関係者なら知っているであろう3DCAD。 3次元設計を基本としたインターフェースのため、初心者でも比較的簡単に習得できる。 (高専5年生が一年間で研究に使えるレベルになる程度) ただし便利性のためにパソコンのスペックは要求されるため、 ソフト代よりパソコンが高い。(アカデミック版は1年1万円程度) 一部高専ではライセンス購入している。 - 長所 スケッチの機能は圧倒的。 3Dのスケッチも作成可能であるため、複雑な形状の再現も可能。 静解析は簡易版が標準で対応。 学校契約の場合、詳細なシミュレーションも対応しているのが強み。 - 短所 図面機能で印刷表示エラーが発生することがある。線幅変更が難しい。 **AutoCAD Mechanical 2Dベースを3Dに機能拡張したCAD。 AutoCADに慣れているのであれば使いやすい。 **AutoCAD Inventor Autodeskの3DCAD。 Solidworksとよく比較される一方でそこまでの違いはない。 今はFusionに置き換わっている。 **Fusion 360 Autodeskが提供しているクラウドタイプの3D CAD。 使用条件(ex.個人利用)が合えば無償利用が可能。 CAMの機能も持っており、無償の中では最強クラス。 3Dプリンタ向けの利用も増えている。 クラウド環境が対象のため、使用時にはネットワーク環境が要求される。(正確にはオフライン使用もできるが手順が必要) 2025-09-06T17:17:18+09:00 1757146638 回路系技術資料/ノイズ https://w.atwiki.jp/kisarazu_maicon/pages/144.html *ノイズ 回路においてノイズとは電磁気的雑音全般を指します。 ノイズが一切入らない環境はありません。 どうやったら軽減して無視できるようになるのかをまとめます。 **ノイズの原因 ノイズの主な原因は以下の通りです。 - デジタル回路のパルスの高周波成分 - 電源の周波数ノイズ - スイッチング電源のスイッチングノイズ - 外部から電磁放射を受けることで発生するノイズ - 大電流で発生する放射ノイズと電源ノイズ ノイズの種類や影響によって、対策も変わります。 **ノイズの分類 まずノイズは、コモンモードノイズとディファレンシャルモードノイズに分けることができます。 ^コモンモードノイズ ノイズ原が外部にあることが多く、信号線とグランド線に同位相で発生するノイズ。 - ディファレンシャルモードノイズ ノイズ原が内部にあることが多く、信号線とグランド線に逆位相で発生するノイズ。 そして、ノイズの影響については電流ノイズと電圧ノイズに分けられます。 結果的には電力に換算されます。 - 電流ノイズ 主にアナログ系に影響を与えやすいノイズ。 電線にアンベールの法則で電磁波が加わって起きることが多い。 - 電圧ノイズ 主にデジタル系に影響を与えやすいノイズ。 スイッチングやインピーダンス差など内部で発生しやすい。 **ノイズ対策 まずノイズ対策で重要となるのは、どのようなノイズであるかを識別することです。 まずコモンモードノイズとディファレンシャルモードノイズでは、明確に対策方法が異なります。 - コモンモードノイズ対策 信号線とグランドの間にコンデンサを入れてもノイズが収まらないのが特徴。 信号線は基本グランドとセットでつなげるが、グランドがノイズを中途半端に吸収しきれずに放射してしまうことで発生する。 シールド線で信号線とグランドを保護するのが効果的で、ちゃんとシールドをノイズ放射原の片端につなぐとさらに効果的になる。 シールドはちゃんとグランドにもつなぐ必要がある。これには一点接地ルールを守る必要がある。 安価な対策としてフェライトコアを使用することもある。 - ディファレンシャルモードノイズ対策 コンデンサやローパスフィルタで解決できるが、信号レベルや応答性が低下するので注意。 個別の対策方法の詳細は以下の通りです。 - コンデンサ挿入 ディファレンシャルモードの電圧ノイズの軽減としては非常に効果的で、 基本は容量が大きければ大きいほど効果は高いが、出力側に電流負荷を与えるためにノイズが生まれる可能性もあるので注意。 - 一点接地 いわゆるグランドというのは、システム内の部品レベルで複数存在することがある、 これを中途半端に接続すると、電流がまわりまわって戻ってくる回帰ノイズが発生する。 そこでどこか一定の場所ですべてのグランドをつなぐ一点接地という手法を取る。 一方で信号線もグランドもほかのシステムに全くつながないことをフローティング(浮遊)と表現する。 回路がフローティングの場合、どこかの配線に与えたノイズが回路全体に回ってしまうため、コモンモードのノイズが加わる状態になりやすい。 逆に2本以上でループを描くグランドを作ってしまうと、それがアンテナとなりループ内に侵入された電磁波がすべてノイズに変わる。 なお、この一点接地されたグランドは、一切の浮遊容量を持たないか無限大の浮遊容量を持っていることが理想。 つまり電流ノイズが発生しないか、電流ノイズで電圧ノイズが発生しないことが求められる。 - アイソレーション 今度は絶縁の話。 アナログ回路はデジタル回路の電源ノイズの影響を非常に受けやすいため、 アナログ回路系電源とデジタル回路系電源を別にする。グランドも別にして一点接地する。 - インピーダンスマッチング デジタル信号では、出力インピーダンスと入力インピーダンスに違いがあると、不平衡回路となって信号に反射が発生する。 この反射が一定量を超えると、デジタル信号の立ち上がりに別のパルスが発生し、誤った動作を招いてしまう。 - ツイストペア 外的な放射ノイズからディファレンシャルモードノイズの発生を抑えることができる。 - バイパスコンデンサ デジタルICの電源に0.1uF程度のコンデンサを入れる。 デジタル信号の発生側の消費電流の変化で発生する高周波成分を除去することができる。必須。 - シールド線 信号線やグランド、回路を金属製の網や筒に入れて外的なノイズを防ぐ方法。 なおシールドが接地されていない場合、シールドがノイズを再度発生させてしまうため、効果が低下する。 例えばロッカーの中でもかろうじて携帯電話が使用できるのは、ロッカーが効率の悪いアンテナとなってノイズの再放射が発生するのが原因。 **検討が必要な事項 - 移動ロボットのフレームの接地 移動ロボットの回路システムのグランドは接地できないため、コモンモードのノイズの除去が完全にできない。 そのためフレームを回路系のグランドにつないでしまうと、中途半端な容量の接地を生んでしまう。 - 電波を操縦に使用する 電波通信を行う場合、アンテナはノイズ対策ができないので注意が必要。 例えばアンテナをフレームに沿って配置してフレームを接地すると電波が低下する。 2025-07-11T11:23:39+09:00 1752200619 回路系技術資料 https://w.atwiki.jp/kisarazu_maicon/pages/23.html *回路系技術資料 現存の回路に関する技術的なものを保存しておく場所です。 #co(){ //ここはコメント領域です 回路系技術資料の項目の一覧のページです レベル毎に項目を分けてください [./]を用いると，いちいち[回路系技術資料]ってかかなくてすみますよ． } ---- **回路がよくわからない人向け [[回路概念>./回路概念]] [[電気回路>./電気回路]] [[トランジスタ>./トランジスタ]] [[電池>回路系技術資料/電池]] [[センサ>回路系技術資料/センサ]] [[A/D変換>回路系技術資料/AD変換]]追記中 [[ロボコン回路>回路系技術資料/ロボコン回路]] [[回路図>回路系技術資料/回路図]] [[回路図エディタ>回路系技術資料/回路図エディタ]] [[PWM>回路系技術資料/PWM]]編集中 [[配線>回路系技術資料/配線]]編集中 [[回路用工具>回路系技術資料/回路用工具]] [[基板加工>回路系技術資料/基板加工]]編集中 [[基板外注>回路系技術資料/基板外注]]編集中 [[非常停止スイッチ>./非常停止スイッチ]] [[開発環境>./開発環境]] [[ラジコンアンプ>./ラジコンアンプ]] **少しならわかる人向け [[オペアンプ>回路系技術資料/オペアンプ]]編集中 [[マイコン>回路系技術資料/マイコン]]編集中 [[モータドライバ>回路系技術資料/モータドライバ]]追記中 [[ディジタルIC>回路系技術資料/ディジタルIC]]編集中 [[放電器>回路系技術資料/放電器]] [[デバッグ>回路系技術資料/デバッグ]]追記中 [[回路シミュレータ>回路系技術資料/回路シミュレータ]]編集中 [[部品資料>回路系技術資料/部品資料]] [[コネクタ>回路系技術資料/コネクタ]] [[PIC>回路系技術資料/PIC]]編集中 [[SH>回路系技術資料/SH]]編集中 [[H8>回路系技術資料/H8]]編集中 [[STM32>回路系技術資料/STM32]]編集中 [[STM32サンプル>回路系技術資料/STM32サンプル]]編集中 [[メモ>回路系技術資料/メモ]] [[SPI通信>回路系技術資料/SPI通信]]編集中 [[I2C通信>回路系技術資料/I2C通信]]編集中 [[UART>回路系技術資料/UART]]編集中 [[ラズベリーパイ>回路系技術資料/ラズベリーパイ]]編集中 [[熱設計]] [[RP2040>回路系技術資料/RP2040]]編集中 **なんか読んでおきたい人向け [[昇圧回路>回路系技術資料/昇圧回路]]追記中 [[降圧回路>回路系技術資料/降圧回路]]追記中 [[発振回路>回路系技術資料/発振回路]]編集中 [[キーマトリクス>回路系技術資料/キーマトリクス]]追記中 [[C言語>回路系技術資料/C言語]] [[RFモジュール>回路系技術資料/RFモジュール]]編集中 [[シャットダウン回路>回路系技術資料/シャットダウン回路]] [[コントローラ>回路系技術資料/コントローラ]]編集中 [[FPGA>回路系技術資料/FPGA]]編集中 [[ノイズ>回路系技術資料/ノイズ]]編集中 ---- 編集中：まだまだ編集中、書き終わっていません 追記中：一段落つきましたが、さらに書き加えてる状況です わからない事を大募集中 対象年齢：高専２年以上 わかりにくい？　だったら手伝ってくれ、大歓迎ですぞ。 - 図を作るのが面倒・・・ -- 管理人 (2009-02-09 23:03:39) #comment() 2025-07-11T10:24:34+09:00 1752197074 回路系技術資料/回路用工具 https://w.atwiki.jp/kisarazu_maicon/pages/93.html *回路用工具 ここでは，回路を作るときに必要な工具や，あると便利な工具，その他もろもろの機器などについてあげて行こうと思う． **ラジオペンチ ペンチの中でも先端が細めなペンチ． 先が細いほど部品が押さえ易くなるが，まがりやすくもなる． 2本あると何かと便利． 素子の足を曲げるときにも使える． はんだを使う以上，熱い部品を押さえるためにもラジオペンチかピンセットは絶対必要になる． 特に，高熱になりやすいものを押さえるときはピンセットでは熱が伝わって持てなくなるので，必須． **ニッパー よくペンチと名前を間違える候補その１． こちらは配線などを切断するために使う． ニッパーによって切れる配線の太さが違う．大きなニッパーほど太い線を切れる． &bold(){ニッパーで太い線を無理やり切ると刃を痛めます．カッターみたいに刃を交換することもできないので，絶対にねじなどを切ってはいけません．} さらに刃物なので，意外と高価． **ワイヤストリッパー ビニル線の被覆を剥く工具． 被覆はカッターでも剥けるが，この工具のほうが中の導線を痛めにくい． よくニッパーの要素も入っているので，はんだ付けではあるととても便利． 大きさは電線径に合わせて選ぶ。 刃だけのタイプ、つかんで引っ張るタイプ、熱して溶かすタイプがある。 **半田ごて はんだ付けに必須．なかったらできない． 基本的には電源が必要．作業する場所を選ぶ． ワット数が大きいほどたくさんのはんだを溶かし続けることができるが，細かいはんだ付けは苦手になっていく． 30W程度のこてが電子回路には向いている． 配線をはんだ付けする場合は70Wくらいあるととても楽．なかったら辛い． 先端にも種類があり，精密用，基板用，配線用などがある． 基板用が一番無難．なんでもできる． 他にもガス式や電池式のはんだこてがある． ガス式は先端を交換するとヒートガンに使えて便利，ただし専用のガスが必要． 電池式はあまり出力がないとの噂．あるだけましと考えて作業することになる． **こて台 はんだこてをおく台． ちゃんとした台でないと転がったりして火傷の可能性がある． スポンジ付きが望ましい． **はんだ 意外と高いのがはんだ． 大きく鉛フリーと鉛入りに分かれており，鉛入りのほうが融点が低いためはんだ付けは行いやすい． ただし有害物質なので換気などは行なうほうがいい． また鉛フリーのほうが無害ではあるものの，高価だったりする． **ピンセット 細かい部品を取り付けるときに必須． 精密用の先の細いピンセットが一番使いやすいが，価格も高め． ラジオペンチと同じ気持ちではんだ付けしていると，温まりやすいので火傷に注意． **カッター 基板を裁断するときやパターンを修正するときに使用． 一応被覆線もむけなくはない． **プラスチックカッター プラスチックを切断するためのカッター． 普通のカッターとは違い削って折る． よくずれる． 最後は板を折るので面白い． **テスタ 回路試運転のお供． 電圧，電流，抵抗などを測る機械． 何かおかしかったらまずテスタ．電圧を一通り測って再実験． 安くてもそれなりに精度がある． 電圧測定程度だったら安くて十分． 導通チェックに対応しているタイプは，回路の動作確認前に重宝する． アナログとデジタルがあるが，気分で選んでください． 俺はデジタルをお勧めします．データホールドできるし． **圧着工具 コネクタの端子を電線に付けるために使う工具。 先端にはダイと呼ばれる端子の形状に合わせて作られた金型がある。 コネクタメーカー品もあれば、汎用品もある。 コネクタメーカー品は、多量のコネクタを組み立てる企業向け。 ロボコン程度なら汎用品で十分。 できればラチェットと倍力[[リンク]]が付いているタイプがおすすめ。 **超音波カッター パターンをカットするときに使用する。 カッターよりも微細にカットができるので、より細かいパターンで使われる。 **はんだ吸い取り線 はんだを取り除く平編銅。 細い方が使いやすい反面、取れる量が少ない。 よりきれいにはんだを取るならこちら。 **はんだ吸い取り器 はんだを真空で吸い取る道具。 何回も使用できるが、パターンや部品に負荷を与える場合がある。 スルーホール内のはんだを取り除くのはこちらが得意。 **テープ はんだ付けで一時的に部品を抑えるのに使うことが多い。 マスキングテープがおすすめ。 完全に固定するなら、カプトンテープがおすすめ。 2025-05-01T12:54:17+09:00 1746071657 トップページ https://w.atwiki.jp/kisarazu_maicon/pages/1.html ここは高専ロボコン関東甲信越地区のために作られたサイトです、が。 来る人は拒みません、一緒に頑張りましょう。 関東甲信越なのに関東応援団なのは名前が長いから。 //今年もやります。応援色紙。 //[[応援活動]]←詳細 //前夜祭、国技館、web投稿にて参加可能です。 ---- 管理人：ballelshifter@木更津OB 総計：&counter() 今日：&counter(today) 昨日：&counter(yesterday) &link_rss(text=RSS) [[雑談]]←何かあればここへ [[メニュー]] スマフォ用 ---- 関東応援団@ロボコンwiki bot [[kanto_ro_bot>>http://twitter.com/#!/kanto_ro_bot]] 更新情報のページ名をつぶやきます． 今後は他の情報をつぶやいていかせたいと思います． ---- 2024-12-01T21:17:59+09:00 1733055479 かわロボ https://w.atwiki.jp/kisarazu_maicon/pages/133.html *かわロボ かわさきロボット競技大会バトルロボット部門の覚書他。 **かわロボって何？ [[公式HP>>http://www.kawasaki-net.ne.jp/robo/]] かわさきロボットバトル競技大会。略してかわロボ。 重さ3.5kgのロボット同士が約2m四方のフィールドで相手を落とすか行動不能な状態にする、 格闘ロボットの大会です。 大会は8月に行われています。 他同ルールを用いた大会が関東地区を中心に学園祭や企業で開かれています。 主な例では以下があります。 のとロボット大会(2月、現在中止) KHK杯(10月上旬) **かわロボ関連ページ [[熱設計]] [[スライダリンク機構>機械系技術資料/スライダリンク機構]] [[ラジコンアンプ>回路系技術資料/ラジコンアンプ]] [[アンプ制御回路>回路系技術資料/制御回路]] **2024年現在のかわロボ かつては予選で200チーム以上が参加していたかわさきロボットですが、 コロナ禍の影響も大きく本大会の出場数制限、各学校での部活動の衰退が起こり、 参加者の減少が予想されています。 また、SNS発展による情報密度の低下が起こっており、 新規で製作するために情報を得ることが難しいとされています。 そこで、本サイトや下記[[リンク]]のアドベントカレンダーなどを参考にしていただければと思います。 **チームMiF(ミルフィーユ)について チームMiFは管理人他数名が名乗るかわロボ参加が主な有志チームです。 結成理由は諸説ありますが適当です。 チームメンバーは主に千葉県在住者で構成されていますが、 特に制約はありません。 むしろ募集中です。 かわロボを見に行きたいけど知り合いがいない・・・、 なんて人は声をかけていただけると、 台引きができました。 **参加報告 [[かわロボ技術賞 テクノ・クエスト>かわロボ/かわロボ技術賞 テクノ・クエスト]] [[第22回大会報告>>http://cdn37.atwikiimg.com/kisarazu_maicon/?cmd=upload&act=open&pageid=133&file=%E7%AC%AC22%E5%9B%9E%E3%81%8B%E3%82%8F%E3%81%95%E3%81%8D%E3%83%AD%E3%83%9C%E3%83%83%E3%83%88%E7%AB%B6%E6%8A%80%E5%A4%A7%E4%BC%9A%E3%81%BE%E3%81%A8%E3%82%8120150906.pdf]] **関連外部リンク [[公式>>http://www.kawasaki-net.ne.jp/robo/]] [[かわさきロボットに魂を売り払うためのWiki>>http://uemurakoubou.xsrv.jp/kawarobowiki/]] [[かわロボアドベントカレンダー2024>>https://adventar.org/calendars/10219]] [[かわロボアドベントカレンダー 2023>>https://adventar.org/calendars/8699]] [[KHK杯>>https://www.khkgears.co.jp/about_khk/khkcup.html]] 2024-11-29T18:25:10+09:00 1732872310