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システム設計

 シャーシ、制御基板、マイコン、センサー、モータをどうするか
 検討します。

 手元にある部品、部材を集めて、コストと時間を減らして
 マシンを作成することに。マイコンは、Z80を利用します。



 Z80は、知人からICE(In Circuit Emulator)を譲って貰えたので
 この使い方を兼ねての利用です。他に、SRAMを32kバイト持てる
 ので、画像処理の元になる情報を格納できることも考えました。

 これまでの経験から、移動にはアセンブリ言語コードで4kバイト
 程度で充分とわかったので、32kバイト中の4kバイトであれば
 画像処理のコードを圧迫することがないと判断しました。

 Z80に接続するROMも手持ちがあるので、この中に必要なコードを
 入れておくと、シーケンサのように使い回すことが可能です。

 ROMの中に制御コードを入れてしまうと、実コースでの修正が
 できないので、シリアルEEPROMに入れたコードを読み出して
 SRAMに展開し、動作することを考えます。

 最近のEEPROMは、8kバイト程度なら¥200で入手できるので
 高価なEEPROMを探して使うより、労力と価格の点で有利です。

 EEPROM処理ができたなら、より大容量のSDカードを使います。
 16MBのSDカードは4枚ほどあるので、これらを使えるように
 します。

 EEPROM、SDカードを使うには、ある程度SRAMの容量に余裕が
 あるマイコンを使う方が楽です。

 モータは、パルスモータを使います。
 移動距離を計算し、なるべく近い距離の走行が可能とする
 には、DCモータでは難しいと考えたから。



 手元には、複数個のパルスモータがありますが、Z80の
 電源が5Vであることから、5V〜12Vで動作可能
 なデバイスを選びました。

 センサーには、GameBoyCameraに入っていた人工網膜チップ
 を使います。Z80のSRAMの最大容量である32kバイトの半分
 16kバイトの容量が使えるとして、選びました。



 Z80にはA/Dコンバータを外付けします。手持ちの5V動作が
 可能なADC0809を使います。

 電池はニッケル水素電池8本を使います。



 電池8本で供給できる電源電圧は、9.6Vでマイコン、センサー
 パルスモータの電源電圧と合致しないので、DCDCコンバータで
 降圧して5Vを生成します。



 DCDCコンバータは、秋月電子で入手し、電解キャパシタ
 を外付けします。

 シャーシは、マシンを運ぶときに使っているアルミケース
 の中に入るサイズとします。



 これまでの経験から、4輪でFF(Front engine Front drive)か
 FR(Front engine Rear drive)のどちらかを選べばよいと判断
 できます。今回は、FFで構成します。

 コースアウトしそうなとき、回避処理に移ることが
 可能と判断しました。また、パルスモータ利用では
 慣性が少ないので、停止後、後方に移動してコース
 アウトしないよう制御できると考えられるからです。

 MCRのコースには坂があるので、滑落したり、下りで
 スピードが出過ぎないように、クローラを使います。



 4輪をクローラにすると、スピードが出せなくなるので
 2輪をクローラ、他はタイヤで動くようにします。
 タイヤで動く車輪は、動力なしのフリーとします。



 システムブロック図は、以下となります。




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