自作マイクロマウス研修 (hayashi)

回路図を書いてみる – 自作マイクロマウス研修(hayashi)[8]

自作マイクロマウス研修 (hayashi)

こんにちはhayashiです。

今回は作成した回路図の各ブロック毎になにを考えて設計したのか書いていきます。
個人的に使い勝手を良くしている部分もあるので、大目に見ていただければと思います。

主電源、降圧回路

最初に書き始めた部分になります。

使用するバッテリーは2S(7.4V)を想定しています。駆動系統などで別の電源は使用しませんので、バッテリー1つでマウス全ての電源を補っています。

想定する電源ラインは7.4V,5V,3.3Vになります。7.4Vは電流消費が駆動系の動作次第で変動しますが、5V,3.3Vはロジック系の駆動になるため、降圧時の電流出力を決めてしまいます。今回は回路設計の要領がつかめていないので、他のマウスを参考に500mAにしました。

降圧にDCDCかレギュレーターを使うかになりますが、計算が面倒だったのと、実装面積を考えて、両方ともにレギュレーターICを使用することにしました。

U2のデータシートの参考回路図にはありませんが、レギュレーターの入力には0.1uFのコンデンサを入れてあります。

( 回路実装後の動作確認では、実測は0.07Aでロジック系が動作しました。3.3Vラインの壁センサ用のLEDを0.25ns毎に点灯させるとで0.2A程度消費するようになりました。)

IO(スイッチ)

STMマイコンはピンの設定で内部プルアップ、ダウンの設定ができるので、プルアップ、ダウン用の配線、抵抗は必要ありません。

モータドライバ

アプリケーションノートを参考に配線
電流制限の抵抗値R47は2Aを目安に設定しました。

DCモータとエンコーダ

モータのコネクタ部分になります。エンコーダの出力が5Vですが、STMマイコンのピン耐圧が5Vなので分圧等で降圧の必要がありません。

IMU

最近の在庫事情からICをモジュールから剥がして使用します。IC自体はディスコンになっています。使用するICを切り替えできるように、ジャンパを配置しています。

壁センサ

発光部分になります。使用する発光体は赤外LEDになります。当たり前ですが光っているかは目には見えませんので注意。

受光部になります。

マイコン

マイコン周りの回路は実際に使用する際のピン割り付けを考えながら作成しました。以下のブログを参考にしながら作業しました。

回路設計part2 – しゅうの自作マウス研修 part17
こんにちは、しゅうです。 今回はSTM32のピン配置をしていきます。 ピン配置の前に 今回採用しているマイコン、STM32F103RBはピン数が少なめなため、少々工夫をしながらピン配置をしていく必要があります。なので、まずは必要な機能をま...

外部クロックはMEMS発振器を使用しています。水晶のものよりも配線時に少し距離を取って配線できるので、MEMS発振器を採用しました。

書き込み基板

今回のこだわりポイント

STMマイコンにUARTで書き込みをするための基板です。USB-type-cを採用して、ジャンパピンを変更することで、書き込み用の配線に変更します。txrxの配線ミスを見越して、ジャンパパッドを追加しています。

最終的な接続が6ピンになっています。これはJTAGと同じ本数にして、外見的にシンメトリーになることを狙っています。

こちらはSTM純正のST-LINK用の接続です。Nucleoの上部をそのままつけることができます。UARTで書き込みができなくなったとき用になります。

まとめ

回路図の各ブロックについて、一部分ですが気になる部分の解説をしました。

今回はここまで

 


全体の回路図

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