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下の図がトレーサーの完成予想図です。これを目指して部品を半田付けしていきます。
 
下の図がトレーサーの完成予想図です。これを目指して部品を半田付けしていきます。
  
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== 3.3 センサー基板の製作 ==
 
== 3.3 センサー基板の製作 ==

2020年8月2日 (日) 22:50時点における版

3. トレーサー製作編

トレーサーの作成方法と,トレーサーで用いる部品の役割について説明していきます。


3.1 作成上の注意

  • モーター接続用のコネクタは XA コネクタを使用しますが,センサー基板とメイン基板の接続に用いるコネクタは XH コネクタです。間違えないようにして下さい。
  • 電池を繋ぐXAコネクタには、トグルスイッチ側に電池のマイナス極が接続されるようにします。間違えるとモータードライバが壊れるので、最初に繋ぐときはモータードライバを外した状態で電源ランプ(LED)が正しく点灯するか確認するようにします。

Freshman-Hardware-Tracer-Picture-1.png

3.2 全体の回路図

下の図がトレーサーの完成予想図です。これを目指して部品を半田付けしていきます。

Freshman-Hardware-Tracer2019-Tracer-Circuit.png

3.3 センサー基板の製作

センサ基板の作成方法と,センサ基板に用いる部品の役割について説明していきます。

3.3.1 センサ基板の完成予想図

下の図がトレーサーのセンサ基板の完成図です。これを目指して部品をはんだ付けしていきます。

Freshman-Hardware-Tracer2019-sensorboard1.jpg

3.3.2 使用する部品

使用する部品の名前とその機能について簡単に解説します。

・抵抗

Freshman-Hardware-Resistor-220-image.jpg Freshman-Hardware-Resistor-12k-image.jpg

2本の足がある部品です。向き(極性)はありません。 抵抗値(単位:オーム・Ω)は,抵抗側面にあるカラフルな線(カラーコードという)で表されます。 今回用いる,220Ω抵抗は『赤赤茶金』,12kΩ抵抗は『茶赤橙金』です。

・フォトリフレクタ

Freshman-Hardware-photoreflector-image.jpg

LEDとフォトトランジスタという素子が一つになった素子です。 LEDの光を対象物(ライントレーサ―では床)に反射させて、その反射光をフォトトランジスタで受け取ります。 フォトトランジスタが受け取った光の量に応じて流す電流量を変化させるという特性を利用して、床にある線を識別します。

※取り付ける際には向きがあるので注意してください。 ※このフォトリフレクタのLEDが出す光は赤外線なので、肉眼ではLEDが光っていることは確認できません。

3.3.3 センサ基板の作成方法

3.3.3.1 抵抗を取り付ける

220Ω抵抗は『赤赤茶金』,12kΩ抵抗は『茶赤橙金』の帯がついています。

Freshman-Hardware-Tracer2019-sensorboard2.jpg

3.3.3.2 フォトリフレクタを取り付ける

向きがあるので、間違えないように取り付けてください。 この時、半田は下の図のように半田付けしてください。

Freshman-Hardware-Tracer2019-sensorboard3.jpg Freshman-Hardware-Tracer2019-sensorboard4.jpg

3.3.3.3 配線をする

下の図の青い線のように被膜付きの銅線を用いて配線を行います。

Freshman-Hardware-Tracer2019-sensorboard4.jpg

3.4 モータ周りの作成

一度、練習用基板に戻り、下の図の部分を製作していきます。

Freshman-Hardware-MotorDriverBoard-1.jpg

3.4.1 使用する部品

使用する部品の名前とその機能について簡単に解説します。

・抵抗

Freshman-Hardware-Resistor-12k-image.jpg

2本の足がある部品です。向き(極性)はありません。 抵抗値(単位:オーム・Ω)は,抵抗側面にあるカラフルな線(カラーコードという)で表されます。 今回用いる,12kΩ抵抗は『茶赤橙金』です。

・電解コンデンサ

Freshman-Hardware-Electrolytic-Capacitor-image.jpg

コンデンサは電荷を貯める素子です。 電解コンデンサには向き(極性)があり,側面に白い帯が付いていて足が短い方が-極側,足が長い方が+極側です。

・ピンヘッダ

Freshman-Hardware-Pin-Header-image.jpg

ピンヘッダは,後述のピンソケットに挿して使う,コネクタです。 使う時は,ニッパーで好きな長さに切断して使います。

・ピンソケット

Freshman-Hardware-Pin-Socket-image.jpg

ピンソケットにピンヘッダが挿さります。 ピンヘッダ同様,ピンソケットも使う時はニッパーで好きな長さに切断します。

・モータドライバモジュール

Freshman-Hardware-MotorDriver-1.jpg

モータを動かすための部品です。向きが決まっているので気を付けましょう。

3.3.3 練習用基板のモータ周りの作成方法

3.3.3.1 抵抗を取り付ける

12kΩ抵抗は『茶赤橙金』の帯がついています。

Freshman-Hardware-MotorDriverBoard-2.jpg

3.3.3.2 電解コンデンサを取り付ける

ダイオードと電解コンデンサには向きがあります。注意して半田付けをして下さい。

Freshman-Hardware-MotorDriverBoard-3.jpg

3.3.3.3 モータドライバを取り付ける

ビンソケットとピンヘッダを取り付ける前に,ニッパーで欲しい長さに切断する必要があります。6列のピンヘッダが事前に入っているとは思いますがもし長ければ6列に切断して下さい。

Freshman-Hardware-Pin-Header-CUT.jpg Freshman-Hardware-Pin-Socket-CUT.jpg

ピンソケットを下図のようにはんだ付けしてください。

Freshman-Hardware-MotorDriverBoard-4.jpg

ピンヘッダを下図のようにはんだ付けしてください。この時、先ほどはんだ付けしたピンソケットにピンヘッダをはめながらはんだ付けすると、綺麗に半田付けできます。

Freshman-Hardware-MotorDriver-1.jpg Freshman-Hardware-MotorDriverBoard-5.jpg


3.5 接続ケーブルの製作

3.5.1 使用する部品

使用する部品の名前とその機能について簡単に解説します。

・XHコネクタ(オス)

Freshman-Hardware-XH-male.jpg

・XHコネクタ(メス)

Freshman-Hardware-XH-female.jpg

・コンタクトピン(XH)

Freshman-Hardware-XH-kashime.jpg

導線をコネクタにはめるために、導線の先端に付けます。つけ方は、基本編 1.3 各道具の使い方のコンタクトピン&圧着ペンチを参照してください。

※コンタクトピンはコネクタによって違います。別の種類のコンタクトピンを付け間違えないようにしましょう。

・XAコネクタ(オス)

Freshman-Hardware-XA-male.jpg

・XAコネクタ(メス)

Freshman-Hardware-XA-female.jpg

・コンタクトピン(XA)

Freshman-Hardware-XA-kashime.jpg

導線をコネクタにはめるために、導線の先端に付けます。つけ方は、基本編 1.3 各道具の使い方のコンタクトピン&圧着ペンチを参照してください。

※コンタクトピンはコネクタによって違います。別の種類のコンタクトピンを付け間違えないようにしましょう。

3.5.2 接続ケーブルの作成方法

導線にコンタクトピンを取り付け、コネクタにはめ込みます。はめ込む向きが決まっているので気を付けましょう。

3.5.2.1 コネクタのメス側のはんだ付け

下の図を参考にしてコネクタのメス側をはんだ付けします。ケーブルを接続した際に目的の線同士がつながるように向きを機を付けてはんだ付けしてください。

400px Freshman-Hardware-Tracer2019-sensorboard5.jpg Freshman-Hardware-Finished-2.jpg

3.5.2.2 接続ケーブルを作成する

3.6 ギヤボックスの組み立て

今回のライントレーサでは、下図のギアボックスを用います。中に入っている説明書を参考にして組み立ててみましょう。

Freshman-Hardware-GearBox.jpg

3.7 全体の組み立て