【STA23】実装レイアウト変更で14mm厚さ確保<センサFUSION追加>

●進捗:12月でプログラムを完成させるはずが、1月中旬まで延びて、更に、基板実装方針を変更して、新たにセンサFUSIONユニットも追加、無線モジュールも変更と、大変更で1月は終わってしまいました。
この調子だと2月中旬までに右足測定だけで、片肺実験で、2月末に左右両足測定になりそうです。

●基板実装:STA22基板レスで制作してきたのですが、頻繁に変更がはいって、取り外し回数が多いとケーブルの半田が
切れる事故が多発して、デバイス同士の直付け方式は破綻しました。
そこで、従来の方式に戻して、XHコネクタで、デバイス間を接続する方式にしました。従来方式だと
ロープロファイル化(基板全高14mm以下)を達成できないため、基板レス直付け方式にしてきたのですが、
レイアウトを変更したり、ヘッダーピンの取付を逆にしたりして、1ミリ単位の調整作業で、なんとか14mmに収めました。10日がかりのレイアウト変更でした。

●構成

1:本体:SimpleRTK2B(Base)、NTRIPレシーバー(ESP8266)、CPU(Teensy4.1)
1枚基板に実装して

長さ100mmx 幅65mmx高さ14mmに収めました。ケースサイズは、105x68x20です。

NTRIPレシーバーのヘッダーピンのプラスチック台が上面に付けることで、2mm厚さを減らしました。


2:MovingBase Rover:SimpleRTK2Bliteを使ったので、スペースガラガラですが、
電源を受ける機能もRoverBoxにつけて、本体の電源まわりの負担をRoverが受けてます。
電源線は、Base-Rover間のRTCM3通信ケーブルで5Vパワーを本体へ送ってます。
右のコネクタ線がUSB電源線で、左のコネクタがRTCM3信号受信とパワーを本体へ送る線です。
左コネクタの黄色線がRTCM3線で460800bpsで入ってきます。
緑線は、Roverの出力線で、UBX(NAV-PVTとRELPOSNED)を本体へ送信してます。

 

3:センサーFUSIONユニット
M9Nと9軸FusionIMU BNO055を1枚基板に実装しました。
この2個で、F9Pの周期の遅さを補間する役割とスキーと足の姿勢角を測定して、本体へ送ります。
このユニットは、レガーズの足の甲の部分の裏側のクッションをくり抜いて、収納します。
6芯のロボットケーブルで、本体と接続します。

 

4無線モジュール

当初、RN42でBlueToothをしていたのですが、左右同時受信となるとリアルタイムモニターで左右の受信整理が
大変なので、実績のあるESP-NOWをESP88266で動作させます。これで左右両CHのデータをESP32で一括受信してタブレットとスマホでモニターすることにしました。

●レイアウトを変更した理由
①デバイス間をコネクタとソケットで接続してあるので、動作確認が単独でできるので、ミスがあっても
他のデバイスを壊すことが防げる。
=>先日、Bluetoothモジュールが異常動作して、TeensyのIOに5V以上の電圧が入って、Teensy4.1が壊れて
しまいました。事前に単独で、BlueToothモジュールの正常稼働をチェックしてから、システムに組み込めば
CPUを壊さないので済んだという事件があったため、デバイス間を取り外せるようにしました。

②基板一体型にしないとケーブル類の信頼性が保てない。

③本体の負担が多きすぎるので、センサユニットをひとまとめにして、6芯線1本で接続する。

④足の甲にセンサFUSIONユニット、脛の上部に無線モジュール、左のRoverBおxからUSBバッテリ線を
だすことで、本体の負担を分散した。

 

●結線図

 

 

 

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