以前の記事 でプロトタイプ宣言していた，昇圧回路＆スイッチング回路について．
IMG_0251

概要：Abstract

RoboCupJunior Soccer競技用ロボットの，昇圧キッカー用に設計したものです．
バッテリー電圧（3.5~40V Approx.）から昇圧（Up to 65V）した電圧を，外部のキャパシタにチャージし，マイコンからの信号によって，外部のソレノイドへ通電します．

このモジュールの開発前には，昇圧回路モジュールとFETスイッチング回路を別で構成していたため，キッカーシステムの部品数の増加とスペースの肥大化が問題でした．

そこで，全ての機能を集約した，オールインワンのキッカー回路として，従来の昇圧回路モジュールに搭載されている電圧LEDや電圧アジャスト機能を備えたモジュールを設計しました．

Block diagram
ブロックダイアグラム:Block diagram

点線で囲まれた部分を，モジュールとして構成してあります．
外部にキャパシタを配置したのが特徴的ですが，RCJのロボットを開発する上では大容量のキャパシタはかなりのスペースを占領するため，キャパシタの配置を自由にできると設計が非常にラクになります．

設計：Design

13
Schematic
EAGLEでの設計：Designing on EAGLE

今回このような昇圧電圧を扱うモジュールを設計するのは初めてであったため，安全に関しては慎重になりすぎた部分があります．
マイコンの入力はフォトカプラを用いて完全に絶縁し，FETはソレノイドの短絡状態が持続しても熱を持たないように，極端なオーバースペックで設計がされています．
これらは結果として，高い信頼性を確保できる事になりましたが，モジュールの約半分をこれらFETとフォトカプラが占めている状態をみると，非常に無駄な設計であると言えます．

今後もう少しFET及びゲートドライブ回路の改良を行う事で，より省スペースにまとめる事が出来るのではないかと考えているところです．
実際，もう少し小型化ができてしまえば，秋月の昇圧モジュールと同じサイズで，スイッチング回路も備えたモジュールが作れそうです． イニシャルコスト確保できたら，量産して売れるかも！？


昇圧モジュールのスペックについては，LM2577のスペックに準拠します．
LM2577データシート（URL）を参照して下さい．

出力電圧は，可変抵抗器によって変更可能です．出力電圧が60[V]を超えない範囲で調整することを推奨します．また，入出力電圧比があまり大きすぎる（約3倍が目安）と，安定した出力電圧を得られなくなります．

この昇圧モジュールは，JapanOpen2017中津川大会のロボットに2個搭載されていて，今のところ故障もなく順調に動作しています．
例として，外部キャパシタに50V1000uFのアルミ電解コンデンサを4並列，チャージ電圧は45[V]で使用していますが，タカハのCB1037でRCJのキック制限を超える程度のパワーは出せています．

また，現時点では昇圧電圧のリミット回路が実装されていません．
出力電圧が65[V]を超えないように，可変抵抗の回す方向および回し過ぎに注意して下さい．
今後，可変抵抗の可変範囲を調整するなどして，完全に振り切った場合でも安全位置を保てるような実装をしていきたいと思います．

データ配布：Resoures publication

17
パーツリスト：Partslist

前回のIMU同様にデータを公開します．
※注意※
当データは無料で提供されていますが，引用の範囲を超えるもの（データの販売や再配布など）はしないで下さい．
当配布データの誤った情報によって，何らかの損失・損害等が発生した場合においても，当ブログ管理者に一切の責任を問わないことに同意して下さい．

KickerUnit.zip（ダウンロード）

モジュールに使われている特殊部品は，付属のライブラリから参照ができます．
付属ライブラリをEAGLEプロジェクト内で有効にした状態で，ボードファイルと回路図ファイルを開いて下さい．