Fグループ電子工作講座

グループ内でロボコンを開催するにあたって幾つか試したのでそれを記録しておきます。


・CPUボード
AKI-7125　→　AE-RX220

・モータドライバ
TA8428K／TA7291P　→　TB6612キット

・バッテリー
NiCd7.2V／LiPo ET1 7.4V　→　KeepPower 18650／16340／14500 (LiPo)

・タミヤギヤボックス
ハイパワーギヤーボックス HE／ウォームギヤーボックス HE→4速クランクギヤーボックス

CPUボードについては内容が多いので別途解説します。

関連：ロータリーエンコーダとは
インクリメンタル型エンコーダの入力を設定します。

端子の選定

エンコーダ入力可能な端子はTCLKの表記があります。
PA6：TCLKA
PA7：TCLKB
PA8：TCLKC
PA9：TCLKD

TCLKAとTCLKBがペア、TCLKCとTCLKDがペアとして使用します。
車輪型移動ロボットの両輪の回転を計測する場合はTCLKA～TCLKDを全て使用します。
他にはTCLKに対応した端子は無いので、PA6～PA9以外の選択肢はありません。

エンコーダ：ある形式のデータを一定の規則に基づいて別の形式のデータに変換する装置

メカトロの世界でエンコーダというと、物の位置をデジタル信号に変換するセンサーの事を指すことが多く、その中でも取り合分け回転角度をデジタル信号に変換するロータリーエンコーダを指すことが多いと思います。

ロータリーエンコーダには基準位置からの角度をデジタル信号に変換するアブソリュート型と一定角度動かす毎に信号が出るインクリメンタル型があります。

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アブソリュート型エンコーダ

1回転を8分割したエンコーダを考えてみます。
まずはアブソリュート型から
 
板の色が赤と白で塗り分けてあり、白か赤かを判別できるセンサー(黄色の●)が３つ搭載されたものとします。また、センサからは白：０、赤：１として信号がでてくるものとします。

前回は外部入力割り込みの基本設定を行いました。
外部割込みは入力される信号に可能な限り高速で反応しようとするため、ノイズに対しても強烈に反応してしまいます。また、外部入力割り込みは高速で入力される信号を検出できるため、時間の情報と連携してしようすることが多くなります。
そこで、時間情報(コンペアマッチタイマー)と連携できるように改造を行います。

誤反応防止

ブザー振動を取得する場合を例とします。
ブザーがピピピピピと鳴っているときにピの数をカウントしたい場合を考えます。
ブザーからピーと音が出ているとき、PWMの様に高速でON-OFF信号が出ています。
ピピピピピと音が出ているときは下図の様に高速でON-OFF信号が出ている状態と信号が出ていない状態が繰り返されます。

割り込みオブ割り込み、外部割込み(IRQ：Interrupt ReQuest)の設定を行います。
割り込みを使う理由と概念はこちら：割り込み処理とは
外部割込みに設定した端子に入力が加わると、メイン処理はそっちのけで特定の関数を実行します。
高速で出力されるパルス数のカウントやパルスの周期測定などに用います。
私は超音波の発信から受信までの時間測定に使用しました。
また、音の様に一瞬だけ出力信号も検出できることから、100均で売ってるタイマーのブザーから信号を取り出す時にも使用しています。

端子の選定

外部入力割り込み可能な端子はIRQ表記があります
PA2:IRQ0
PA3:IRQ1
PA4:IRQ2
PA5:IRQ3
このうちPA3､PA4はシリアル通信で使っています。
プログラムの書き込みにもPA3､PA4を使用しRS232C用の電圧変換ICも接続されているので熟知するまでは他の目的では使用するのはやめた方が良いでしょう。
従って、使用可能なのはPA2とPA5の2つです。