Bグループ 電装系

ここでは電装系について説明します。


・電装系の概要

本プロジェクトではユニバーサル基板に電子部品を配置したものとArduino Uno とを組み合わ
せたものをCanSatの心臓部分となっているものが電装部分です。


・これまでの電装系の経緯

当初は基板設計アプリケーション「EAGLE」を用いて基板と電気回路の両方を同時設計、作成を行い、主な手作業は電子部品のはんだ付けのみにするという計画でした。そしてグループで検討したところ、「EAGLE」を用いた基板設計は断念することとなりました。購入したものが設計に必要な基板と異なるユニバーサル基板であったからです。それに伴い、ユニバーサル基板に銅線やエナメル線を用いて電子回路を作成し並行して電子部品や電線をはんだによって接着、固定することに決定しました。


・使用した主な電子部品


 9軸センサ[AE-BMX055](http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-13010/)

→移動速度を捉える加速度センサと傾きを捉えるジャイロセンサ、方位を捉える磁気コンパスセンサがそれぞれに3軸分ずつ搭載されています。これによってCanSat本体がどのような状態なのかを確認することができます。

GPS[AE-GYSFDMAXB](http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-09991/)

→日本の準天頂衛星システム「みちびき」を利用した位置情報を1~10秒ごとに出力することができ、これによってCanSatの現在位置座標と目標地点への位置座標、並びに目標地点への距離も間接的ですが取得することができます。


モータドライバ[TA7291P](https://store.shopping.yahoo.co.jp/japan-elekit/5917.html? )

→arduimo unoからの制御命令をモーターへと伝える電子部品でモーター1つにつき1つ必要なため2つ採用しています。実験の途中で2つのうち1つが故障して動かなくなってしまったため新たに同じものを入手して付け替えました。


モーター[POLOLU-3053](https://www.switch-science.com/catalog/6091/)

→CanSat本体が移動する際に必要となる足にあたる部品。当初は重量はあるものの比較的高性能なものを採用していたが、モーターやバッテリーによって総重量がモーター自身の馬力を超えてしまうこととなり急遽回転率は落ちるものの馬力と軽さを持つギアボックス型モーターを採用しました。


EEPROM[24LC256](http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00705/)

→電源を切ってもデータを記憶する不揮発性のメモリの一種であらかじめ入力していた制御命令を保存しておくことができます。また、データを再入力、消去など何度も利用できます。Xbeeモジュールでもデータを収集することはできますが、通信ができなかった際にXBeeモジュールの代わりとしてCansat本体の落下から目標地点までの走行時に収集したデータを記録、保存するという理由で採用しました。

XBeeモジュール[SFE-WRL-12847](https://www.switch-science.com/catalog/1972/)

→無線通信用として採用しました。詳しくは通信系の作業詳細にて記述しています。

マイクロサーボ[POLOLU-2818](https://www.switch-science.com/catalog/2969/)

→グライダーからローバーへの脱出機構としてのギミックとして採用しました。走行中に開閉し続けることもありましたが実験最終日ではある程度思い通りにコントロールできるようになりました。


・回路図の作成について

まず、それぞれの電子部品の解説書などに載っていた接続法を元にして手書きで全体の回路図を作成しました。


その後、上の手書きの回路図を参考に基板設計アプリケーションソフト「EAGLE」を用いて回路図を見やすいように作り直しました。

そしてEAGLEで作成した回路図を参考に電子回路の設計図を作成しました。(この時点でユニバーサル基板を利用した電子基板作成へと変更されたためこの電子回路の設計図はまだ編集の余地があります。)




・工夫点

この電子回路基板作成で工夫した部分はメンテナンス性の向上です。

上記の画像のように基板にいくつものピンが刺さっているのが確認できます。これによって電子部品1つ1つの状態や接続を確認することができ、部品のメンテナンス性を向上させ、パーツの故障や異常を簡単に見つけることができるようになりました。

Project17 めざせ宇宙開発 - 自律移動ロボット飛行プロジェクト

このサイトは、公立はこだて未来大学のプロジェクト学習としてCanSatに挑戦している人たちのサイトです。CanSatとは、人工衛星ミッションをコンパクトにしたシステムです。本プロジェクトではCanSat用の機体の開発とその道中で得られる様々な学びを目標としています。

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