モータドライブ基板 TypeD

Ver0.2

製作マニュアル

Rev1.0

2018 年 6 月 30 日

株式会社ロボテナ

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【注意事項】

（１）ご利用にあたって

・本製品のデザイン・仕様は予告無く変更することがあります。

・本製品はホビーまたは教材用です。ホビー、教育目的以外には使用しないでください。

・本製品の使用は、日本国内に限定されています。日本国外での使用や、指定用途以外への

使用はおやめください。

（２）責任

・本製品を組立て、使用するにあたってお客様に損害が生じた場合、株式会社ロボテナはそ

の一切の責任を負いません。

・本資料は慎重に作成しておりますが、本資料の記述誤りによりお客様に損害が生じた場合、

株式会社ロボテナはその一切の責任を負いません。

（３）保証

・本製品は製作キットという製品の特性上無保証です。初期不良を除き、ご購入後一切の

返品を受け付けません。

・初期不良の場合はご購入後１週間以内に返品してください。１週間を過ぎると、一切の

返品を受け付けません。

（４）著作権

・本製品、ならびに本製品に付随するドキュメントに関する著作権は株式会社ロボテナに帰

属します。

・ホビー、教育目的に限り無許可での再配布・改変を認めます。ご自由にお使いください。

（５）その他

・本製品は組立てキットとして販売しております。

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1. 概要 ............................................................................................................................................................................. 5

1.1. 仕様 ......................................................................................................................................................................... 5

2. 製作に必要な工具........................................................................................................................................................ 6

3. 基板寸法...................................................................................................................................................................... 7

4. ブロック図 .................................................................................................................................................................. 8

5. 設計データ .................................................................................................................................................................. 9

5.1. 部品面シルク ........................................................................................................................................................... 9

5.2. 部品面パターン ..................................................................................................................................................... 10

5.3. 半田面パターン ......................................................................................................................................................11

6. 半田付け.................................................................................................................................................................... 12

6.1. ジャンパ線の半田付け........................................................................................................................................... 12

6.2. 抵抗の半田付け ..................................................................................................................................................... 13

6.3. ダイオードの半田付け........................................................................................................................................... 14

6.4. 集合抵抗の半田付け .............................................................................................................................................. 15

6.5. 積層セラミックコンデンサの半田付け.................................................................................................................. 16

6.6. 発光ダイオードの半田付け.................................................................................................................................... 17

6.7. 可変三端子レギュレータの半田付け ..................................................................................................................... 18

6.8. ゲートドライバとロジック IC の半田付け ............................................................................................................ 19

6.9. 電解コンデンサ 100UF の半田付け ......................................................................................................................... 20

6.10. ボリュームの半田付け ....................................................................................................................................... 21

6.11. FET の半田付け................................................................................................................................................... 22

6.12. コネクタの半田付け........................................................................................................................................... 23

6.13. ピンソケットの半田付け ................................................................................................................................... 24

6.14. タクトスイッチ、DIP スイッチの半田付け........................................................................................................ 25

6.15. DCDC コンバータの半田付け ............................................................................................................................... 26

6.16. 電解コンデンサ 1000UF の半田付け ................................................................................................................... 27

6.17. トグルスイッチの半田付け ................................................................................................................................ 28

7. 動作確認.................................................................................................................................................................... 29

7.1. 目視による確認 ..................................................................................................................................................... 29

7.2. テスターによる確認 .............................................................................................................................................. 29

4

7.3. 直流安定化電源による確認.................................................................................................................................... 29

7.4. 故障個所の特定 ..................................................................................................................................................... 29

8. 完成写真.................................................................................................................................................................... 30

9. 製品情報.................................................................................................................................................................... 31

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1. 概要

本マニュアルは、モータドライブ基板 TypeGR（以下、本基板）の製作方法を説明するものです。

1.1. 仕様

本基板の仕様を以下に示します。

・GR-PEACH Normal 対応

・DC ブラシモータ 3個を PWM 制御可能【ステアリングサーボ動作未確認】

・RC サーボモータ接続可能（出力電圧 4.8～9.6V 対応）

・2 相ロータリエンコーダ接続コネクタ搭載【動作未確認】

・NTSC カメラ接続対応（出力電圧は 5～12V 可変）

・4bitDIP スイッチ搭載【動作未確認】

・プッシュスイッチ搭載

・2bitLED 搭載

・ボリューム入力回路搭載【動作未確認】

・入力電圧 7.2V 以上（単三電池 6～8本）

・完成重量 65g（GR-PEACH 除く）

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2. 製作に必要な工具

本基板の製作に必要な工具を以下に示します。

・先端の細いニッパー

リード部品の切断に使用します。

・先端の細いラジオペンチ

リード部品の足を曲げる際に使用します。

・セラミック半田コテ

チップ部品の半田付けに使用します。（15～30W 程度）

温度調整機能付きの製品をお勧めします。

・線径 0.6～1.0mm 半田

リード部品の半田付けに使用します。

・フラックス

足の多い表面実装部品を半田付けする際に使用します。

・半田吸い取り線

余分な半田を吸い取る際に使用します。幅 2.5mm 以下をお勧めします。

・ルーペ

半田付け部分のショートを拡大して確認します。

・テスター

回路の導通検査に使用します。

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3. 基板寸法

基板寸法を図 1 に示します。取り付け穴は直径 3mm です。

図 1 基板寸法図

Φ3.0

65

70

105

110

50

45

50

85

90

80

8

4. ブロック図

ブロック図を図 2 に示します。

図 2 ブロック図

GR-PEACH Normal

左モータドライブ回路

(CN4)

右モータドライブ回路

(CN2)

ステアリング

モータドライバ回路(CN3)

RC サーボ回路(CN18)

P4_6

P4_5

P4_7

P8_11

P8_13

P4_0

P2_14

P4_4 PWM

正転/逆転

PWM

正転/逆転

PWM

正転/逆転

PWM

DIP スイッチ入力回路

P2_3

P2_2

P2_1

P2_0

ボリューム(CN7) P1_8

カメラ入力回路 NTSC 1A

P1_11

エンコーダ入力回路 P1_10

プッシュスイッチ(SW2)

LED3 出力回路

P2_13

LED2 出力回路 P2_15

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5. 設計データ

プリント基板の設計図を下記に示します。

5.1. 部品面シルク

部品面(表側)のシルクを図 3 に示します。

図 3 部品面シルク

10

5.2. 部品面パターン

部品面(表側)のパターンを図 4 に示します。

図 4 部品面パターン

11

5.3. 半田面パターン

半田面(裏側)のパターンを図 5 に示します。

図 5 半田面パターン

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6. 半田付け

半田付けは基本的には背の高さが低い部品から順に行います。部品表と基板上のシルクを見て進めます。

6.1. ジャンパ線の半田付け

回路図の PWM mode select 表をご確認のうえ、モードに合わせてジャンパ線を半田付けしてください。

例：ON-BRAKE の場合は JP2(2-3),JP3(2-3),JP4(2-3),D8,D10,D12 をジャンパ線で半田付けしてください。

※画像では半田付けしていませんが、JP2 の 2-3 と JP3 の 2-3 と JP4 の 2-3 も半田付けしてください。

図 6 ジャンパ線半田付け後の写真

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6.2. 抵抗の半田付け

下記の抵抗を半田付けしてください。抵抗値はカラーコードで確認してください。

R1, R9, R10 → 2.2kΩ(色=赤赤赤金)

R2 → 240Ω(色=赤黄茶金)

R3, R4 → 1kΩ(色=茶黒赤金)

R5, R6, R11, R12, R14, R15, R20, R21 → 10kΩ(色=茶黒橙金)

R7, R8 → 3.3kΩ(色=橙橙赤金)

R22, R23, R26, R27 → 100Ω(色=茶黒茶金)

図 7 ジャンパ線半田付け後の写真

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6.3. ダイオードの半田付け

ダイオード(D1, D2, D5, D6)を半田付けしてください。

図 8 ダイオード半田付け後の写真

15

6.4. 集合抵抗の半田付け

集合抵抗(R28)を半田付けしてください。

図 9 集合抵抗半田付け後の写真

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6.5. 積層セラミックコンデンサの半田付け

積層セラミックコンデンサ 0.1uF(C2, C3, C4, C6, C9, C11)を半田付けしてください。

図 10 積層セラミックコンデンサ半田付け後の写真

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6.6. 発光ダイオードの半田付け

発光ダイオード(LED1, LED2, LED3)を半田付けしてください。発光ダイオードは極性にご注意ください。

発光ダイオードの極性

図 11 発光ダイオード半田付け後の写真

A K

18

6.7. 可変三端子レギュレータの半田付け

可変三端子レギュレータ LM350T(IC1)を半田付けしてください。

図 12 可変三端子レギュレータ半田付け後の写真

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6.8. ゲートドライバとロジック IC の半田付け

ゲートドライバ TC4469EPD(IC3, IC5)とロジック IC HD74HC14(IC2)を半田付けしてください。

図 13 ゲートドライバとロジック IC 半田付け後の写真

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6.9. 電解コンデンサ 100uF の半田付け

電解コンデンサ 100uF(C5)を半田付けしてください。電解コンデンサは極性にご注意ください。

図 14 電解コンデンサ 100uF 半田付け後の写真

21

6.10. ボリュームの半田付け

ボリューム 5kΩ(VR1)を半田付けしてください。

図 15 ボリューム半田付け後の写真

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6.11. FET の半田付け

2SK2869(FET1, FET3, FET9, FET11), 2SJ530(FET2, FET4, FET10, FET12)を半田付けしてください。

図 16 FET 半田付け後の写真

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6.12. コネクタの半田付け

コネクタ(CN2, CN4, CN5, CN6, CN18)を半田付けしてください。

※CN18 のコネクタはヘッダピンを切断してご利用ください。

切断後のヘッダピン

図 17 コネクタ半田付け後の写真

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6.13. ピンソケットの半田付け

ピンソケット(CN8, CN9, CN10-11, CN13-14, CN12, CN15, CN16, CN17)を半田付けしてください。

図 18 ピンソケット半田付け後の写真

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6.14. タクトスイッチ、DIP スイッチの半田付け

タクトスイッチ(SW2), DIP スイッチ(SW3)を半田付けしてください。

図 19 タクトスイッチ、DIP スイッチ半田付け後の写真

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6.15. DCDC コンバータの半田付け

DCDC コンバータ(U1)を半田付けしてください。

DCDC コンバータと基板接続にはヘッダピンを切断してご利用ください。

DCDC コンバータの出力電圧はボリュームを回して調整します。カメラの電源電圧に合わせて調整してください。

ヘッダピン×4 DCDC コンバータの出力電圧調整ボリューム

図 20 DCDC コンバータ半田付け後の写真

時計回り→電圧が高くなる

半時計回り→電圧が低くなる

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6.16. 電解コンデンサ 1000uF の半田付け

電解コンデンサ 1000uF(C1)を半田付けしてください。

図 21 電解コンデンサ 1000uF 半田付け後の写真

28

6.17. トグルスイッチの半田付け

トグルスイッチ(SW1)を半田付けしてください。

図 22 トグルスイッチ半田付け後の写真

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7. 動作確認

半田付け完了後の動作確認方法を以下に示します。

7.1. 目視による確認

・ルーペなどを使い、ショートしている箇所が無いか細部まで確認してください。

・フラックスでパターンが汚れていて見えない箇所はフラックスリムーバーやパーツクリーナーで汚れを

落としてから確認してください。

7.2. テスターによる確認

・ショートが疑われる箇所はテスターの導通チェックモードや抵抗値測定モードで確認してください。

7.3. 直流安定化電源による確認

・初回の電源投入は電流制限機能付きの直流安定化電源で電圧 9.6V、電流 300mA 程度の制限をかけて行います。

正常であれば 30mA 程度の電流が流れます。

※半田付けミス等で基板に不具合がある状態でバッテリから電源を供給した場合、大電流が流れて FET が

燃える危険性があります。

7.4. 故障個所の特定

故障個所の特定には非接触温度計やサーモグラフィを用いて以下の手順で実施します。

（1）直流安定化電源のテストで電流制限がかかった状態で数秒間放置します。

（2）故障が疑われる部分の温度を測定していきます。温度が気温より高い(50℃など)部品を見つけます。

（3）回路図を見て、その部品に関する箇所がショートしていないか確認していきます。

（4）ショートを疑われる箇所は半田コテをあてて修正します。

電流値が正常に下がるまで、(1)～(4)を繰り返します。

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8. 完成写真

完成写真を以下に示します。（図 23～24 参照）

図 23 完成写真

図 24 GR-PEACH Normal を搭載した状態

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9. 製品情報

本製品の回路図、部品表、マニュアル類は弊社ホームページのダウンロードページをご覧ください。

http://robotena.net/download/