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shotaのマイクロマウス研修29 ESP32マウスでLチカ

こんにちは、shotaです。
社員研修として、ESP32を搭載したオリジナルマウスを製作しました。

前回の記事ではHello World!のサンプルプログラムを実行しました。

今回はHello World!の編集方法を書きます。その後GPIOのサンプルを編集し、マウスのLEDを点灯させます。

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shotaのマイクロマウス研修28 ESP32マウスでHello World!

こんにちは、shotaです。
社員研修として、オリジナルマウスを製作しました。

全国大会で完走したので研修は終わりましたが、本ブログはプログラムの説明が終わるまで続けます。

今回の記事では、ESP32を搭載したマウスでHello World!を実行する方法を書きます。

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shotaのマイクロマウス研修27 全日本大会完走!研修修了!?

こんにちは、shotaです。
社員研修として、オリジナルマウスを製作しています。

[前回の記事]では、全日本大会の出場権を獲得したことを書きました。

今回は全日本大会に出場し、どんな走りをしたのかを書きます。

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shotaのマイクロマウス研修26 九州・中部地区大会に参加しました(写真多め)

こんにちは、shotaです。
社員研修として、オリジナルマウスを製作しています。

[前回の記事]では、ようやくマウスが完成しました。
筐体ができただけで、プログラムは書いてません。

そして今日の記事では九州地区大会・中部地区大会に参加し、全国大会出場権を獲得したことを書きます。

※マウス製作記事と大会報告記事には2,3ヶ月ぐらい時差があります。

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shotaのマイクロマウス研修25 基板発注と実装とアートワーク作業の振り返り

こんにちは、shotaです。
社員研修として、オリジナルマウスを製作しています。

[前回の記事]では、GitHubを使用した大会振り返り方法について書きました。

[前々回の記事]では、アートワークが完了しました。
今回はアートワークの最終記事です。

部品実装の話と、大反省会です。

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shotaのマイクロマウス研修24 地区大会の振り返りをGitHubで。

こんにちは、shotaです。
社員研修として、オリジナルマウスを製作しています。

[前回の記事]では、ようやくオリジナルマウスのアートワークが完成しました。

ところが、現実世界ではすでにいくつかの地区大会に参加しています。(ブログ更新が現実に追いついていません・・・)

ということで、今回は地区大会の参加結果とGitHubを用いた大会振り返り方法について書きます。

  • 第37回マイクロマウス東日本地区大会
  • 第37回マイクロマウス北陸信越地区大会
  • GitHubを用いた大会振り返り。
  • 第32回マイクロマウス東北地区大会(中止)
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    shotaのマイクロマウス研修23 アートワーク完成

    こんにちは、shotaです。
    社員研修として、オリジナルマウスを製作しています。

    [前回の記事]の続きで、アートワーク作成について書きます。

    ↓回路図はこちら
    especial.pdf
    ※2シート目のソフト書き込み回路には間違いがあるのでご注意ください
    参考:shotaのマイクロマウス研修17 回路設計⑤:ESP32ソフト書き込み基板と間違い
    ※この回路図は最新状態であり、これから貼るアートワーク画像と異なる部分があります

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    shotaのマイクロマウス研修22 アートワーク作成の続き(モータドライバから)

    こんにちは、shotaです。
    社員研修として、オリジナルマウスを製作しています。

    [前回の記事]の続きで、アートワーク作成について書きます。

    ↓回路図はこちら
    especial.pdf
    ※2シート目のソフト書き込み回路には間違いがあるのでご注意ください
    参考:shotaのマイクロマウス研修17 回路設計⑤:ESP32ソフト書き込み基板と間違い
    ※この回路図は最新状態であり、これから貼るアートワーク画像と異なる部分があります

    モータドライバ回路の結線から開始

    モータドライバ(回路図のMotor Driver)を結線します。

    とりあえず接続することはできました。機能ピンの割り当てを変えればもう少し綺麗にパターンを引けそうですが、それは後ほど考えることにします。

    次にモーションセンサ(回路図のMotion Tracking)を結線します。
    ここでも機能ピンの割り当てをいくつか変更しました。(アートワーク中に機能割り当てを変更できてESP32は楽だなぁ〜

    通信ラインなのでできるだけ他の線とクロスしないように、かつ表面だけで結線できるようにしたかったのですが、基板が小さいのでなかなか難しいです。。。
    最低でも、モーションセンサからの通信線同士がクロスしないように結線しました。

    次に距離センサ(回路図のObject Sensors)への出力信号(IRLED_R_FL, IRLED_L_FR)を結線します。

    距離センサは基板上部にあるため、ESP32のできるだけ上にあるピンと接続したいです。
    そのため、またESP32の機能割り当てを変更しました。迷いなく変更できるのでいいですねぇ〜。出力信号は24, 26ピンです。

    この信号線を距離センサ回路ブロックまで持っていきます。距離センサまわりのパターンがぐちゃぐちゃしてきましたね・・・整えたいです。

    最後にエンコーダ(回路図のMotor Encoder)を結線します。
    こちらも通信信号ラインなので、クロスせずに結線したかったのですが、、、やっぱり難しいですね。
    とりあえず接続することはできました。

    これで各回路ブロックとESP32を接続できました。
    残りは電源とGNDラインです。まずは4層基板に設定して、2層目を電源・GND、3層目をベタGNDにしてみます。

    これですべてのパターンを結線できました。
    もちろんこれで完成ではないので、次回はパターンの修正に入ります。

    次回の記事

    アートワーク作成の続きで、パターンの修正について書きます。

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    shotaのマイクロマウス研修21 アートワーク作成の続き(メイン基板の配線開始)

    こんにちは、shotaです。
    社員研修として、オリジナルマウスを製作しています。

    [前回の記事]の続きで、アートワーク作成について書きます。

    回路図の確認

    今回はメイン基板の配線について書くので、改めて回路図を確認します。

    ↓このリンクを開くとPDFファイルが表示されます。
    especial.pdf

    ※2シート目のソフト書き込み回路には間違いがあるのでご注意ください
    shotaのマイクロマウス研修17 回路設計⑤:ESP32ソフト書き込み基板と間違い

    ※この回路図は最新状態であり、これから貼るアートワーク画像と異なる部分があります

    メイン基板の配線スタート

    まず、アナログ回路である距離センサ(回路図上のObject Sensors)からパターンを引きます。
    画像上部にあるのがセンサ回路ブロックです。

    ESP32のA/Dピンは固定されているので、仕方なく上から右下に接続します。他の機能だとピンの入れ替えができて良いんですけどね〜

    次にソフト書き込み用のパターン(回路図上のUSB Serial)を引きます。
    こちらも、ESP32の機能ピンを入れ替えられないので、仕方なくこのように引きました。

    (だんだんESP32周りがゴチャゴチャしてきました。。。)

    ここでちょこっと回路修正

    次にデバッグLED(2個)のパターンを引くのですが、上手に引けそうにないので機能ピンを入れ替えました。

    まず、機能割り当て表を変更します。
    デバッグLEDが接続されるのは、24ピンのLED0と28ピンのLED1です。これを36ピン(IRLED_L_FR)と、37ピン(6AXIS_MOSI)と交換します。

    変更後の割り当て表はこのようになりました。
    LED0が接続されていた24ピンは、起動時プルダウンされるピンです。そのため、外部回路がPull DownとなっているIRLED_L_FR(元36ピン)を割り当てます。

    28ピンには6AXIS_MOSI(元37ピン)を割り当てます。SPIの機能を好きなピンに割り当てられるのはESP32に強みですね〜。すごい。

    LED0, LED1は、それぞれ37ピン、36ピンに割り当てました。GPIOももちろん好きなピンに割り当てられます。

    ※好きなピンと言ってもいくつか制限があるので注意してください。
    参考:shotaのマイクロマウス研修18 ESP32周辺回路とピンの機能選択

    もちろん回路図も変更します。
    こういう時に回路図をブロック化していると変更が楽ですね!

    そして最後に、LEDとESP32間のパターンを引きます。

    ここで、メイン回路のアートワーク進捗は30%くらいです。まだまだです。

    次回の記事

    次回もアートワーク作成の続きで、モータドライバ回路のパターンを引きます。

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    shotaのマイクロマウス研修20 アートワーク作成の続き

    こんにちは、shotaです。
    社員研修として、オリジナルマウスを製作しています。

    [前回の記事]の続きで、アートワーク作成について書きます。

    ソフト書き込み基板とエンコーダ基板

    先にソフト書き込み基板とエンコーダ基板の作成に取り掛かります。

    ソフト書き込み基板については、ほぼ完成です。

    エンコーダ基板については、この後修正しました。

    エンコーダ基板の配置を3D CADで確認

    もともとエンコーダ基板はピンソケットを使って立てる予定でしたが、接触不良が発生しそうなので、
    代わりに直接ハンダ付けで接続するようにしました。

    3D CAD(Fusion360)に基板データを取り込んで、エンコーダの位置を決めています。

    Fusion360で、上から見た図です。
    この図の茶色い塊は1.5mm厚のエアギャップです。

    エンコーダ[MA702のデータシート]によると、

    The recommended magnet is a Neodymium alloy (N35) cylinder with dimensions Ø5x3mm inserted into
    an aluminum shaft with a 1.5mm air gap between the magnet and the sensor (surface of package).

    … 磁石とパッケージの表面間には1.5 mmのエアギャップを設けてね

    と書かれています。エンコーダと磁石の間には適切なギャップが必要なようです。

    3D CADに合わせてアートワークを修正

    エンコーダ基板の形状と配置が決まったので、アートワークを修正します。

    エンコーダ基板には、メイン基板と接続するためのランドを用意しました。
    (メイン基板との接続ランドが少し小さいように見えますが、、、そうです小さいのです(失敗)

    メイン基板にも、エンコーダ基板を接続するためのランドを用意してます。

    その後、ちょこちょこと修正して、エンコーダ基板はこうなりました。

    部品番号は違いますが、同じ形状同じ配線の基板です。
    これは量産が簡単ですね。(接続用のランドはもちろん小さいままです。)

    全体としての進捗はこんな感じです。
    ソフト書き込み基板とエンコーダ基板はほぼ完成です。
    次はいよいよメイン基板の配線スタートです。

    次回の記事

    アートワーク作成の続きで、メイン基板の配線について書きます。

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