Last Update : 2006/Apr/16
ロボット開発記(2)
コントローラの製作
開発動機
試作基板
フォームファクタ
機能
コネクタ配置
コネクタ端子表
端子接続表
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    CPUは決まったので、次はこのCPUを用いたコントローラボードです。コントローラはロボットの中核部品です。これの出来によって、ロボットの品質は決まると考えられます。既にロボットで利用するCPUとその試作ボードは決定しているのでそれをコントローラとして利用するための試作拡張基板を考えます。最終的にはディスクリート部品はFPGAあるいはCPLDにまとめ、基板は専用基板にしたいと考えています。


  • 開発動機

    CPUの試作基板はCPUの動作確認を目的としているため、単体としては使いにくいです。ただ、既に動作実績があるので一発目に動作させるには適しています。使いにくい部分も自作の拡張基板を作れば問題ありませんし、実際にこの様な形態でロボット用のコントローラとして販売している会社も存在します。


  • 試作基板


    試作基板は OptimizeEZ-ARM mini を使います。購入・組み立てに関しては開発・販売元のページを見ていただきたいと思います。組み立てに関しては、開発元のページと異なるところがあるので補足します。


    この試作基板は同社がリリースしている mini EZ-USB を接続して開発が行えるようになっています。試作基板のキットに付属しているこの接続用のコネクタを直型からL型に変えます。直型のままですと、拡張時の基板の重ね合わせが出来なくなるからです。


    また、拡張試作基板との接続はピンヘッダを用います。CPU基板にメスのピンヘッダ、拡張試作基板側はオスのピンヘッダを半田付けします。


  • フォームファクタ


    フォームファクタのうまい日本語訳がありませんが、強いて言えば「基準となる形状」とでも言えるでしょうか?今回は「秋月電子通商」C基板(通称)の両面スルーホールをベースにしました。予め、大きさを決めておけば拡張も容易になります。後に述べる、PWM-SD基板もC基板に実装しました。


  • 機能


    機能の大部分はCPUで実現されているので、その他必要な機能を盛り込んでいきます。外部への拡張が必要な機能はコネクタに線を引き出します。

    • デジタルI/O
    • A/D コンバータ
    • PWM-SD 制御信号
    • Bluetooth モジュール

      基板端に見える、DIPの28ピンのICソケットはBluetoothモジュールの接続用に使いますが、調歩同期式のシリアル通信であれば接続可能です。EIA-232CのレベルコンバータやUSBシリアルのチップなども搭載可能です。


  • コネクタ配置


  • コネクタ端子表

    ピン側正面から見た図

    PWM-SD コネクタ
    PWM_A0 PWM_A2 GND PWM_LE CPLD_OE Reset PWM_SDC_CLK FB_Data
    3.3V PWM_A1 PWM_SDC_PWMSEL PWM2 PWM4 PWM5 PWM6 PWM_SDC_SOFTPWM

    A/D Conv. & GPIO コネクタ
    GND 5V P0.10 P0.11 P0.12 P0.13 P0.14 N.C.
    AD0.0 AD0.1 AD0.2 AD0.3 AD0.4 AD0.5 AD0.6 AD0.7


  • 端子接続表

    ソフトの変更に伴い、変更される可能性があります。

    端子接続表


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