カテゴリー : MQCX

Micro Quad Copter X-Typeのテスト基板制作(その8)

なかなか、忙しくて全然進んでいない状況だったのですが何とか小さい方のテストボードは作りました。MultiWiiにモータードライバを積んだテスト基板です。ファームを書き込んでMultiWiiConfで正常に各種センサが認識するところまでは確認が終わりました。ようやくここまで来ました。

そして、今の処最大の問題となっているのがHMC5883Lの実装です。端子が側面に出ていないので手半田では難しいのですが、リフローでもうまく付いてくれないことがあります…。対策をいろいろと考えてはいるのですが、どれも決定的とは言えず悩み中です。センサをほかの物に換えるのも考慮中です。

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Micro Quad Copter X-Typeのテスト基板制作(その7)

テスト用の基板が上がってきました。10cm×10cmなのでかなり大きいです、そして、MultiWiiにモータードライバを積んだテスト基板も同時に作ったのでこれもあります(右側の小さい基板)。

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やっとまともにテストできる基板ができあがってきたので今週中ぐらいで部品を載せていきたいと思います。

VFD時計の方なのですが、ATMega1284PとW5200との通信がうまくいかなくて悩み中です…。ENC28J60だとうまくいくんですが、どこが悪いのかここ1週間ぐらいやっています。

Micro Quad Copter X-Typeのテスト基板制作(その6)

土日かかって全部入り基板の修正とかを終わりました。ようやく、テスト用の基板で使える物が上がってくるはずです。

■全部入り基板

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サイズは10cm×]10cmの両面基板です。部品実装は片面だけなのですがこれを42.5mm四方に最終的には納めないといけないことになりますが果たして収まるのかはなはだ不安です…。部品を両面実装にしてなんとか納める予定。

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Micro Quad Copter X-Typeのテスト基板制作(その5)

MQCXのFCU部分のテストボードとして抜き出してテストしていたのですが、これMultiWiiですね。MultiWii+モータードライバを搭載したボードそのものじゃないかと思ってしまいました。そして、ボード自体は認識するのですが、I2Cにぶら下がっているデバイスが正常に認識しなくていろいろと悩みました。結論としては、MPU6050の接続一部間違っていました。

■I2C部分を外出しにして確認中
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■失敗作というかテスト用に切り貼りした基板たち
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バス周りを修正してテストしたところMultiWiiとして認識していることまでは確認出来ました。全部入り基板の方で今回見つかった問題点は修正して作成してテストですね。
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Micro Quad Copter X-Typeのテスト基板制作(その4)

ようやくテスト基板でのUSBコントローラーの認識に成功しました。失敗の原因はノイズ対策用のコンデンサの入れ方とロジックレベル変換部分にありました。双方向ロジックレベル変換するとだめなのですね、それが分からずに気がつくのにずいぶん時間がかかってしまいました。

補足:SPI接続はマスター側からスレイブ側にはSCLK/MOSI/SSの3つの信号が、スレイブ側からマスター側にはMISO信号が送信される一方通行になります。なので、ロジックレベル変換に関してもマスター側の5Vを3.3Vに変換することだけを考えて上げれば問題なく接続できます。3.3Vを5Vに変換しないで入力しても閾値を超えているので問題なく認識してくれます。

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なんだかんだで最終的な回路図はこのようになりました。

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Micro Quad Copter X-Typeのテスト基板制作(その3)

ようやく、テスト用の基板のためのテスト基板が上がってきました。

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USBを何とかしてMPUであるATMega1284Pに認識させてあげないといけないのですがこれがなんだか難しい様でいろいろと悩み中です。新しく作った基板で何とかしたいと思っています。(左から2番目の基板がUSBテスト用)

残りの2枚はMultiWiiにモータードライバを積んだテスト基板と遊びで作ってみたTLC5940用のテスト基板です。この2枚は時間があったら組んでみようかと言ったところですがTLCの基板は遊んでみると面白そうです。

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Micro Quad Copter X-Typeのテスト基板制作(その2)

なんだかんだでうまくいかなかったため個別機能を再度テスト基板に起こし直しました。

ブレッドボードでは検証しているのですが部品サイズでどの程度までリフローできるかがまだつかめないのでいろいろなサイズの部品を載せたテスト用基板です。

今回作ったのは3種類のテスト基板

  • USB接続用テスト基盤(MAX3421E使用)
  • MultiWiiのテスト用基板(MoterDriver込み)
  • RGB-LED/LED用テスト機版(TLC5940使用)

今回の基板ではテスト用に変更しています

  • MAX3421Eは以前に作成した版で失敗したのでチップをTQFN⇒TQFPに変更
  • SPIロジックレベル変換用チップはTXB0104/74HC4050/74HC125の2種類をテスト
  • PCA9306は以前の基板で問題があったのでVSSOP8⇒TSSOP8にチップサイズを変更
  • TLC5940はTSSOP28/QFN32の2種類をテスト
  • 後はノイズ対策用のパスコンを増やせるようにしたりとかジャンパを色々入れてみたりとか

設計段階ではこんな感じの3種類を作ってみる予定です。

2,3日眺めてみて修正点が思い浮かばなかったらこのまま注文します。

Micro Quad Copter X-Typeのテスト基板制作(その1)

今回は、前回届いた基板に部品を載せてテストできる環境を作ります。

MPU/FCUには事前にプログラミングアダプタでファームを書き込んだ上で後で手ハンダで載せしました。

■プログラミングアダプタ

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その後で、silhouette CAMEOでマスクを作成しましてハンダを塗布して部品を載せてリフローしてみます。

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途中、写真取るの忘れて出来上がった基板がこちらです。(ちまちました作業に夢中になっていたら写真を忘れました)

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Micro Quad Copter X-Typeの基板設計(その5)

全部入りの基板設計した後で「Fusion PCB」に発注してあった基板ですが1週間程度で到着しました。10枚頼んで11枚入っていました。(やはり小さい文字はつぶれてしまいますね)

リフローの実験まだなので部品載せられないのですけれどテスト出来る状態に来週中ぐらいで組み上げたいと思います。

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テストに問題がなければですが、これからの予定としては最小構成のフライトモデルをRev1として制作してテスト予定です。(PS3コントローラーでのコントロール)その後、問題がなければ本命のモジュラー形式で制御系を入れ替えられるRev2を作ってサブボードとして手動制御(Bluetooth/赤外線/PPM)/自律制御の4種類を作成する予定です。

基板構成はどう考えても4層にしないと部品を納められないと思われるので4層を基本として考えたいと思います。ルールを変更して何とかFusion PCBに注文したいところですが、無理だった場合にはPCBCARTでしょうか。

Micro Quad Copter X-Typeの基板設計(その4)

いやいや、設計してPCBCARTに注文しようとしたのですが4層でピッチとかが細かくなると追加料金だそうで、10枚作って驚きの$500越えでした。一発オッケーであることの自信は全くないので、まずはテスト用の基板を作ってテストすることに軌道修正。とりあえずですが全部入りのテスト基板を作ることにしました。

テストボード

テスト用なので結構ゆるいルールで作ったのでFusion PCBにでも注文してみるつもりです。