ESP32マウス(shota) マウス自作研修

shotaのマイクロマウス研修13[回路設計①]

ESP32マウス(shota)

こんにちは、shotaです。

社員研修として、オリジナルマウスの製作を始めます。

[前回の記事]ではオリジナルマウスの設計方針を決めました。[HM-StarterKit(通称ハムスター)]の回路を流用して、設計時間を短縮するということでした。

今回から回路設計を始めます。

 

マウスの回路ブロック図

まずはじめに回路ブロック図を作ります。

回路ブロック図を書くと、システムに必要な回路要素(ブロック)を把握でき、要素間の接続も確認できます。

各ブロックに使用する素子・ICや、接続する電源電圧等を書いておくとより便利です。

 

今回は簡易的な回路ブロック図を作成しました。

[ハムスターの回路図]をベースにしていますが、マイクロマウスとしてはベーシックな回路構成になっていると思います。

(最近では[吸引ファン]を取り付けるのが流行ってるみたいです)

 

このブロック図について簡単に説明します。

  • バッテリ・電源コネクタ・電源回路
    • マイクロマウス(というか回路)を動かすには電源が必要です。
    • [マイクロマウス(ハーフサイズ)競技規定]より、マウスの大きさに制限があるため、ACアダプタによる電源供給は難しそうです。
    • 競技規定より、燃焼を利用したエネルギー源は許されないので、残念ながらエンジンは搭載できません。
    • 以上より、比較的サイズの小さいLiPoバッテリを使います。
  •  マイコン回路
    • 競技規定より、マイクロマウスは自立型でなければなりません。そのためには頭脳となるマイコンが必要です。
    • マイコンにはESP-WROOM-32Dを使用します。
  • モータドライバ・エンコーダ・DCモータ
    • 迷路を走行するためにはタイヤとモータが必要です。モータを動かすためにはモータドライバが必要です。
    • また、走行速度や走行距離を推定するためにはエンコーダが必要です。
    • 競技規定より、迷路の壁を飛び越したり、 よじのぼったりしてはいけいないので、残念ながらジャンプ機構は搭載できません。
  • 物体検出センサ回路
    • いわゆる壁センサです。
    • 迷路の壁を検出し、マウス自身の位置や姿勢を推定するために必要です。
  • モーショントラッキング回路
    • マウス自身の位置・速度・姿勢を推定するために必要です。
    • 加速度センサ・ジャイロセンサを搭載します。
  • インジケータ回路
    • プログラムの状態を表示するために必要です。
    • LEDを搭載します。
  • ソフト書き込みコネクタ
    • マイコンにプログラムを書き込むために必要です。
    • 回路規模の縮小のためコネクタを用意せず、基板に導線をハンダ付けしてプログラムを書く方法もあります。
      • 毎回毎回ハンダ付けするのは手間がかかるので採用しません。

マウスの回路図

そして・・・出来上がった回路図がこちらです。

次回から、各回路ブロックについて説明します。

 

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