制御回路のページ

概要

このページでは、制御回路について説明します。制作し、テストするときの便利さや、別のロボットに制御回路を転用しやすいことなどを考えて、回路をユニット化しています。制御回路は、パラレルポート・アダプター、信号発生ボード、信号分配ボード、センサーボード、RCデコードボード等のユニットからなります。

[パラレルポート・アダプター] [信号発生ボード１] [信号発生ボード２]

[信号分配ボード] [センサーボード] [RCデコードボード] [ポケコン（E200）]

パラレルポート・アダプター

Win95PCのパラレルポートに接続して使用します。74LS139,74LS273,74LS244で構成した回路です。出力が24bit(8 bit × 3)、入力が8bitです。「トランジスタ技術」のバックナンバーに同じような回路の制作例を見つけられると思います。（例：２０００年３月号）

Parallel port adapter/ppi_adp1.gif 7 K byte

信号発生ボード１

（構成１＆２用）
Z80互換CPUを搭載したワンボードマイコンを使用し、ソフトによって24ch分のＲＣサーボ制御信号を作ります。ワンボードマイコンとしては亜土電子のA3000（CPUカード）を A3210（RS232インターフェイス）と組み合わせて使用しています。外付け回路としては、47Hzで発振するNE555と、ハンドシェイク用の74HC107 を付けています。パソコンから制御する時（構成１）と、ポケコンから制御する時（構成２）にて使用します。

Signal generater ボード外観：ボード右側の50PフラットケーブルがA3210から来ています。20Pケーブルはロボットへ、40Pケーブルはパソコン又はポケコンへつながります。このボードはパソコンの近くに置いて使用します。ロボットへつながる20Pケーブルは、長さが3m程度あります。

Signal generater A3000とA3210が見える様に、１番上のボードを広げたところです。 A3210の左端の10Pコネクタは、パソコンとRS232接続するためのコネクターです。プログラム開発時に使用します。

A3210からA3000を外したところです。

Z80 CPU card A3000です。クロックが6MHzと10MHzのものがあります。私が使っているのは6MHzのほうです。8bit×5で40bitのパラレルポートと4チャンネルのカウンタタイマが付いています。メモリはROM,RAMともに32Kbyteです。

Signal generater/sa_sig1.gif 26 K byte 出力信号：20Pフラットケーブルに出ている信号です。 8chの信号がまとまって 3系統（合計24ch）のサーボコントロール用信号になっています。ロボットとボードをつなぐケーブルの本数を減らすため8chずつミックスしています。この程度の距離ならば、周波数の低い信号なので、ただIC同士を接続すれば問題なく動きます。簡単な回路で済ませるため、信号は変調していません。

信号発生ボード２

（構成３用）
上述の信号発生ボード１と基本的に同じ物です。ラジコン操縦用（構成３）なので、ソフトとCPUカードの外付け回路が異なります。構成１と２においては制御波形をPCやポケコンから受け取りますが、このボードは制御波形を内臓しています。また、ハンドシェイクが必要ありませんので74HC107 が付いていません。

信号分配ボード

１ラインあたり8chずつ、上の「信号発生ボード」から送られてくる、３ライン合計24ch分のＲＣサーボ制御信号を、１ラインあたり1chの信号しか含まない、合計２４本のラインに分けます。

Signal distributer/distri1.gif 46 K byte

ボード外観

センサーボード

足先のタッチセンサーや、胴体の傾斜センサーを接続してあります。操縦するときは使用しません。

RCデコードボード

ラジコンの受信機が出す信号を4bitのバイナリコードに変換します。 PIC16C84-04をIPIのPIC-UNIBという基板に載せて使用しています。ラジコンの受信機とは、フォトカプラを通して接続しています。

ボード外観

Win95PC

私の使用しているWindows95 パソコンのスペックを参考までに記します。ロボットに使うにあたっては、慣れたものなら何でもかまわないと思います。しかし性能が低いほど、プログラムの高速化やサイズ縮小に労力を取られるので、なるべく高性能なパソコンを使うのが良いと思います。

      機種            Aptiva Vision
      メーカー        IBM
      CPU             80486 DX2 66 MHz
      メインメモリ    32 M byte
      ハードディスク  2.1G byte
      OS              Microsoft Windows 95(With IE5)

E200

シャープのポケットコンピュータです。４MHzのZ80互換CPUと32Kbyte のRAMを搭載し、単3乾電池4本で数十時間使用できます。Z80のバスの信号が、カードエッジコネクタで出ているのでワンボードマイコンとしても使えます。 1999年7月の時点では、まだ販売されていました。RS232接続でインテルヘキサ形式のファイルを読み込める等ワンボードマイコンと同じ様に使えます。またキーボードとディスプレイが付いているので、状況によってはこれでプログラムを開発した後で、ワンボードマイコン用のROMを作った方が便利な事もあります。実行速度を重視しない時にはベーシックでプログラムを作る事が出来ます。

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	ボード外観：ボード右側の50PフラットケーブルがA3210から来ています。20Pケーブルはロボットへ、40Pケーブルはパソコン又はポケコンへつながります。このボードはパソコンの近くに置いて使用します。ロボットへつながる20Pケーブルは、長さが3m程度あります。
	A3000とA3210が見える様に、１番上のボードを広げたところです。 A3210の左端の10Pコネクタは、パソコンとRS232接続するためのコネクターです。プログラム開発時に使用します。
	A3210からA3000を外したところです。
	A3000です。クロックが6MHzと10MHzのものがあります。私が使っているのは6MHzのほうです。8bit×5で40bitのパラレルポートと4チャンネルのカウンタタイマが付いています。メモリはROM,RAMともに32Kbyteです。
	出力信号：20Pフラットケーブルに出ている信号です。 8chの信号がまとまって 3系統（合計24ch）のサーボコントロール用信号になっています。ロボットとボードをつなぐケーブルの本数を減らすため8chずつミックスしています。この程度の距離ならば、周波数の低い信号なので、ただIC同士を接続すれば問題なく動きます。簡単な回路で済ませるため、信号は変調していません。