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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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