KINKI KINIGHTSでレスコンをしているらーめんおじさんです。
この記事は、KINKI KINIGHTSのGWアドベントカレンダー2日目になります。
学ロボ時代には制御を専門としていたため、KINKI KNIGHTSに入るまでは回路設計をしたことがありませんでした。
しかし、KINKI KNIGHTSには回路設計経験がある人がいなかったため、七転八倒しながら一年間回路設計をしていました。
今回はそんな私のかわいい子たちを紹介しようと思います。
記事のタイトルを見て回路設計の解説記事だと思った人はすみません。
溺愛する我が子たちを紹介するだけの記事です。
CAN通信基板
基板設計をした中で、一番初めに実用化に至った子です。
RaspberryPiの上に取り付けるタイプの基板で、RaspberryPiからcanを吐けるようにする基板です。
ベタGNDをマスターする前なので、全体的に幅の太い配線が目立ちますね。
DCDCを搭載しており、12V電源からラズパイの駆動電源も生成してくれる出来る子です。
ICSサーボ基板
ICS通信のサーボを動かすための基板です。
初期に設計したこともあり、まだICの配置が甘く、DIP部品から卒業できていませんね
実は、ICSサーボの半二重通信の仕様を理解しておらず、送信はできるけど受信できない基板になっていました。
このミスを受けて設計しなおした基板がこれです。
いい感じにベタが活用され、表面実装部品が増えてきています。
このころから、基板の主要箇所の設計のテンプレートを作ろうとし始めました。
基板右側にマイコンや降圧、通信関連の各基板共通の機能をいい感じにまとめています。
PWMサーボ基板
PWM制御のサーボを動作させる基板です。
サーボ基板は、高電圧のサーボモータ用と低電圧のサーボモータの二種類を設計しました。
低電圧の方はムラタのDCDCで最大5Aまで出力可能です。
このころに、動力回路と制御回路をフォトカプラで分けるという事を学びました。
1基板で8個ものサーボを動かせます。可愛いですね。
LEDテープ基板
LEDテープ2本をピカピカさせてくれる基板です。
LチカLevel5くらいですね。
非常停止基板
非常停止ボタンの入力を基に動力電源のリレーを制御する基板です。
ソフトウェア経由でも非常停止をかけられるように、マイコン側でもリレー電源を落とせるようになっている他、
非常停止ボタンの状態を検出することも可能です。
今年のレスコンが終わったらバッテリの電圧監視と逆接検出の機能も取り付けたい、今自分の中で一番アツい基板です。
この辺りから共通部分を省スペース化することにはまっていきます。
モータドライバ基板
人生で初めてまともに設計したモータドライバ基板です。
学ロボ時代の友人が「モータを燃やす基板を作る！」をモットーに、RS775がストール(電流120A)しても燃えない基板を作っており、その思想にバチバチに感化された基板です。
理論値100Aを目標に設計し、幅広なベタと放熱用のビアが特徴的な基板です。
設計している瞬間は人生で一番楽しかったですね。でも初手に設計するスペックのＭＤじゃない……
寝ても覚めてもこの基板を設計していました。本当にかわいい子です。大好きです。
ちなみに、後述する理由からこのモータドライバは日の目を見ていません。
来年Coreとかに挑戦するときに使えたらいいな！！
ちゃんと運用した後に、この基板を愛でる記事を書こうと思います。
モータドライバ基板(RS555以下用)
上記のモータドライバ基板の設計が終わり一息ついたところで、悲しい現実に気が付いてしまいました。
レスコンではRS775クラスのモータを使う必要がないため、耐電流100Aとかいう長所は全く生かされないのです。
むしろ基板サイズが大きくて邪魔。ということで新たに省エネなモータドライバを設計しました。
基板サイズを標準サイズに抑えることに集中しており、各ポートは4Aまでしか出力できません。
また実装の手間を減らすため、ドライブ回路にSTマイクロのL298Nを使用しました。
その他の基板たち
上記以外にもジャイロ基板やADC基板などをちょくちょく作りました。
また、実用化に至らなかった基板たちも結構あります。
RaspberyyPiPicoをメイン基板に使用としてみたり、RP2040をマイコンに使ってみたり……
苦い思い出もいっぱいありますが、みんな可愛い我が子です。
最後に
以上、自分の可愛い基板たちの紹介でした。
基板設計にあたり、Twitterなどで助言してくださった皆さんに感謝します。
プルダウンの意味すら理解していない状態から一年間回路設計をしましたが、振り返ってみると楽しかったです。
今後もKINKI KNIGHTSとGWアドベントカレンダーをよろしくお願いします!!