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モータシールド説明書

No．2014-M01 Data． 2014.08

モータシールド

ＡｒｕｄｕｉＮＩＮＪＡｎｏ

V1.0

取り扱い説明書

ご注意：本書の内容をご確認の上正しくお使いください。

2014 年８月

第１.1 版

ミューテック

1 はじめに--------------------------------------------------------------------------------------------2

2 梱包物一覧 ----------------------------------------------------------------------------------------2

3 概要--------------------------------------------------------------------------------------------------3

4 特長--------------------------------------------------------------------------------------------------3

5 NINJAno の説明 --------------------------------------------------------------------------------4

6 使用例-----------------------------------------------------------------------------------------------5

7 製作--------------------------------------------------------------------------------------------------7

8 ジャンパーの設定 -------------------------------------------------------------------------------8

9 Ａｒｄｕｉｎｏコネクタ部 -----------------------------------------------------------------10

10 ポート割り付け -------------------------------------------------------------------------------- 11

11 ハードウェアその他 --------------------------------------------------------------------------13

12 スケッチ例 --------------------------------------------------------------------------------------15

13 回路図---------------------------------------------------------------------------------------------16

14 主要部品一覧 -----------------------------------------------------------------------------------16

15 関連資料------------------------------------------------------------------------------------------16

16 取り扱い上の注意その他 -----------------------------------------------------------------17

17 ＮＩＮＪＡno について ----------------------------------------------------------------------17

18 問い合わせ --------------------------------------------------------------------------------------17

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No．2014-M01 Data． 2014.08

1 はじめに Ardui NINJAno は、Arduino のモータシールドです。

ArduinoUNO の CPU(ATMEGA328P)を搭載することで CPU ボードにもなります。

（本製品は、シールドですので CPU は付属しませんのでご了承ください）

本書は、『標準仕様（シールドタイプ）』と『ライントレーサタイプ』の 2 種類について記載しますので、

御注文内容に合わせて本資料を参照ください。

2 梱包物一覧

下記梱包物リストと納品物のご確認をお願いします。

（ご注文の形態で一部異なる場合があります。）

１）基本構成部品

① NINJAno 基板 1 枚（本シールドに必要な部品実装済み）

② ＬＥＤ 3個

③ タミヤボールキャスター 1セット（２個）

④ タミヤギヤボックス 1個

⑤ タミヤタイヤ 1セット（２個）

⑥ 説明資料（本書）

２）ライントレーサ用（基本構成部品以外）

① ショートピン 4 個（予備 1 個含む）

② フォトセンサー 3 個

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No．2014-M01 Data． 2014.08

3 概要本シールドは、モータドライバ２個を搭載し、タミヤのギヤボックスも搭載したモータシールドです。

乾電池搭載で、単独で走行可能なシールドです。また、CPUを搭載することで、各種シールドや各種センサー類

を追加可能です。

モータ制御の学習やライントレーサ等に使用可能な製品です。

4 特長

◎ タミヤのギアボックス・タイヤ・ボールキャスターを組立実装するのみで完成するキットです。

◎ Arduino のシールドとして動作します。

☆ CPU ボードは、Arduino UNO 及び互換機（GR-SAKURA 等）を接続可能です。

（電源電圧５V、3.3V 品の CPUボードをサポート）

☆ Arduino MEGA も搭載可能です。

◎ フルブリッジモータドライバ DRV8830 を 2個搭載し、DCモータ 2個を制御できます。

☆ DRV8830 採用での特長

★ I2C インターフェースで、コマンドレベルで PWM制御可能。

★ コマンド発行でのモータ動作中は、CPUは別の処理が可能。

★ 過電流・過熱等のシャットダウン及びI2Cステータス通知可能。

◎ シールドにタミヤのギヤボックスを搭載する対応で、ボードをシャーシーとして利用可能にしました。

◎ ATMEGA328Pソケット搭載で、CPU挿入で動作可能です。

☆ 書き込みは、Arduino UNO（CPU無し）又は ISPコネクタから書き込み可能です。

（ISPコネクタ及び I/Fボードは、別途準備願います）

☆ Arduino の各種シールドを実装可能です。

（注：IO ポートの重複が無いように確認が必要です。）

◎ SparkFun 超小型ブレッドボード搭載可で、センサー等を簡単に追加可能です。

◎ ライントレーサー用にフォトセンサーを付属しています。（別途半田付け実装必要です）

◎ 回路用電池（CPUボード用電源含む）とモータ用電池を搭載し外部電源が不要です。

☆ 電池は、市販の単三乾電池、単四乾電池又は充電式エボルタ等のニッケル水素電池が使用可能です。

◎ 走行は、裏・表両面にて可能です。（注：CPUボード orシールドを搭載時は片面のみ）

◎ 3軸加速度センサー＆ジャイロセンサーを追加することで、倒立走行が実現可能なハードウェアです。

（本機能には、別途センサー追加＆スケッチの作成が必要です）

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No． 2014-M01 Data． 2014.08 モータシールド説明書

5 NINJAno の説明

以下に主要部分の説明を行います。

＜表＞

＜裏＞

ボールキャスター

ギヤボックス

（モータ 2個）

タイヤ単３電池２Ｘ２

単４電池１Ｘ２

モータドライバーＩＣ電源スイッチ

フォトセンサ

ＩＳＰコネクタ（別途準備品）

リセットスイッチ

シールド接続コネクタ

ＣＰＵボード接続コネクタ

ＣＰＵ(ATMEGA328P)用

ＩＣソケット

フォトセンサー

調整用ボリューム

（3 個）

写真は、実物と一部

異なる場合があります。

（以後同様）

CPU の 1ピン側

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6 使用例

１）シールドでの使用

本 NINJAno をシールドとして使用する場合は、Arduino UNO 等の CPU ボードにスケッチを書き込み動作させます。

CPU ボードは、下記のように実装します。

電源は、上図の左下の電源スイッチ 2個を ON 側(左側)にすることで電源が入ります。

（電池は、実装願います）

スイッチ説明

SW3（上側：黒いスイッチ）：CPUボードに電源を供給します。（注：未実装で、常に CPU給電の対応とします）

SW2（下側：白いスイッチ）：本シールドの電源スイッチです。

＊組み立ては、別記『製作』を参照ください。

＊スケッチの書き込みは、『使用方法』を参照ください。

２） CPU としての使用

本 NINJAno の CPUソケットに ATMEGA328P（又は ATMEGA168P）を搭載することで、CPUボードとして動作します。

この場合、市販の各種シールドの挿入、SparkFun 超小型ブレッドボードで機能追加が可能です。

＊タブレイン殿 TAB シールド V1.1搭載例＊ SparkFun 超小型ブレッドボード搭載例

電源は、左下の電源スイッチＳＷ２（白いスイッチ）をON側(左側)にすることで電源が入ります。

注：本製品は、シールド製品ですので CPU は、ユーザにて準備願います。

CPU 搭載時は、CPU

の向きに注意してくだ

さい。

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（Arduino UNO の CPU を転用することをお勧めします。）

３）ライントレーサとして使用

本 NINJAnoは、ライントレーサとして使用することができます。

ライントレーサとして、搭載したフォトセンサー3個のＯＮ/ＯＦＦ状態にてラインをトレースして

本ＮＩＮＪＡｎｏをラインに沿って走行可能です。

ライントレースを行うソフト（スケッチ）は、本製品には付属しておりません点ご了承ください。

ライントレーサとして使用する場合は、以下の準備を行います。

１）ＣＰＵとして使用可能な用に ATMEGA328Pを実装します。

前章の内容を参照ください。

２）フォトセンサー実装＆調整

フォトリフレクタ（反射タイプ）ＬＢＲ－１２７ＨＬＤを実装します。

詳細は、ライントレーサ用組立を参照ください。

センサーの感度は、背面のボリュームにて調整します。

（センサー調整用のサンプルスケッチを別途準備し提供致します）

３）ボールキャスターを反対側に装着します。

４）上下反対にして走行させます。

電源は、左下の電源スイッチＳＷ２（白いスイッチ）をON 側(左側)にすることで電源が入ります。

補足１：ライントレーサー時は、ＣＰＵボードやシールドは高さ制限で搭載できません。

補足２：電源スイッチＳＷ２は、反対の面に実装変更も可能です。

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４）パーツの選択（変更）

本ＮＩＮＪＡｎｏは、タミヤ製の以下のパーツを選択可能です。

標準製品は、下記の『ツインモーターギャーボックス』と『スポーツタイヤ』をセットにしております。

ギアボックスは、いくつかのギヤ比を変更可能です。（本製品では、低速ギア比の設定を推奨します。）

7 製作

当面は、組み立てた製品での提供とします。

ＮＩＮＪＡｎｏを変更（変身）する情報として今後順次情報をサイトにて公開致します。

補足：製品には、ギヤボックスとボールキャスターの取付の説明資料を同梱しています。

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8 ジャンパーの設定

１）ＪＰ１

下記のように使用方法に合わせて設定してください。

シールドとして使用時に搭載する CPU ボードの電源仕様に合わせて、５V 又は３．３V を選択してください。

（ArduinoUNO は、５V 動作より５V 側にショートピンを挿入します。）

ＪＰ１：本ボードの電源５Ｖor３．３V の選択。

補足：３．３Ｖは、本ボードの電池から昇圧レギュレータで５Ｖにした電圧をＣＰＵボードに供給（電源スイッチＳＷ３ＯＮ時）

して、ＣＰＵボードから得る３．３Ｖを本ＪＰ１にて接続します。

よって、ＣＰＵボードから３．３Ｖ供給可能なＣＰＵボードに限ります。

２）ＪＰＰ３

フォトセンサーへの電源供給用のジャンパーです。

本ジャンパーを半田でブリッジすることで、フォトセンサー（８個）が動作可能となります。

補足：標準製品は、本ジャンパーはオープンです。

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３）フォトセンサー選択

本ボードには、フォトセンサーが８個搭載可能です。かつ、２個は実装位置を２ヶ所から選択可能。

この８個のフォトセンサーから３個を選択して、ＣＰＵのＩＯポート（Ｄ２，３，４）に割り付けします。

選択用のジャンパーは、下記です。

フォトセンサーとジャンパーの関係を以下に示します。

中心の３端子が、ＣＰＵボードに配線しています。

周りの８端子が、各フォトセンサーに対応しています。

ジャンパー設定は、周りの８端子と真ん中の

３端子をジャンパー（ショートピン使用）する

ことで選択できます。

例：

真中は、右側中央センサ選択

左右は左側左右センサ選択

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9 Ａｒｄｕｉｎｏコネクタ部

Arduino UNO のコネクタ部の配置を以下に示します。

詳細は、回路図を参照ください。

ＣＰＵボードやシールドを挿入する時は、ピンのずれが無いようにご注意ください。

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10 ポート割り付け本ＮＩＮＪAｎｏで使用しているポート情報を以下に示します。

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標準品に付属のフォトセンサー3 個を搭載することで、ライントレーサーに変更可能です。

また、付属の 3 個の LED を搭載することでセンサーの ON/OFF 状態等を CPU より表示できます。

以下に LED とフォトセンサーの位置と IO ポートの関係を示します。

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11 ハードウェアその他

１）ＬＥＤについて

ＮＩＮＪＡｎｏには、２個の内蔵（面実装）ＬＥＤがあります。

① ＰｏｗｅｒＬＥＤ：＋５Ｖ通電で点灯します。

② モータドライバーエラーＬＥＤ：DRV8830 の FAIL で点灯（2 個ﾜｲﾔｰﾄｵｱ接続）

① の PowerLED が消灯や暗くなった場合、単四電池の残量が少なくなっています。

② のモータドライバーのエラーについては、DRV8830 のデータシートを参照ください。

２）電池について

電池は、乾電池又は充電式ニッケル水素蓄電池（エネループ・エボルタ等）が使用可能です。

単四電池（2 本）は、CPU 等の電子部品用電源です。（供給可能電流は、約２００ｍA です）

CPU 用電源回路の参考情報： http://strawberry-linux.com/catalog/items?code=12033

モータ用電源は、単三電池４本をモータドライバＩＣに供給しています。

各電源の電圧は、下記ＴＰ端子で確認できます。

① ②

ＧＮＤ

内部電源用電池電圧

モータ電源用電池電圧

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３）＋５Ｖアジャストについて

ボード用の＋５Ｖ電源は、昇圧レギュレータで作成しています。

電圧は、ボリュームで調整します。出荷時に＋５Ｖに設定しています。

電源部回路図は、下記です。

半田ブリッジ（ショート済み）電圧調整用ボリューム５Ｖ確認用ＴＰ端子

CPU 動作が異常な時は、５Ｖの電源

電圧の確認を行い、５V で無い場合

はテスターにて電圧を確認して５V

にボリューム調整をお願いします。

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４）モータドライバについて

モータドライバーは、ＤＲＶ８８３０（ＴＩ）を使用しています。

ＩＣの詳細は、ＴＩのデータシートを参照願います。

Ｉ２Ｃのアドレスは、下記です。

モータ１のＩ２Ｃアドレス０ｘ６０

モータ２のＩ２Ｃアドレス０ｘ６１

５）フォトセンサー実装について

フォトセンサー（フォトリフレクタＬＢＲ－１２７ＨＬＤ）は、ライントレーサー用ですが、標準タイプに

実装して手でかざしてモータを動作させる等のスケッチで使用も可能です。

以下に各フォトセンサーの間隔と実装の情報を示します。

本 NINJAno をライントレーサとして使用する場合は、フォトセンサーは、通常反射光を受信しています。

ライントレース用の線（黒色）上では反射光を受信できず OFF 状態となるように各センサーのボリュームを調整してくださ

い。補足：蛍光灯等の外来光でも ON となる場合があります。

12 スケッチ例

スケッチのサンプルは、別途公開致します。

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13 回路図回路図は、別途公開します。

14 主要部品一覧

補足：抵抗＆コンデンサ等は除いています。

15 関連資料関連情報の URL を以下に示します。

① モータドライバーＩＣＤＶＲ８８３０（ＴＩ）

・秋月電子通商の情報 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06237/

・ストロベリー・リナックスの情報 http://strawberry-linux.com/catalog/items?code=12030

② タミヤ製品

・ツインモータギヤーボックス http://www.tamiya.com/japan/kousaku/k_products/70097_2motor.htm

・ダブルギヤボックス http://www.tamiya.com/japan/products/70168double_gearbox/index.htm

・ボールキャスタ http://www.tamiya.com/japan/products/70144ball_caster/

・スポーツタイヤセット（56mm径） http://www.tamiya.com/japan/products/70111sports_tire/index.htm

・ナロータイヤセット(58mm 径) http://www.tamiya.com/japan/products/70145narrow_tire/index.htm

③ フォトセンサーフォトリフレクタ（反射タイプ）ＬＢＲ－１２７ＨＬＤ

・秋月電子通商の情報 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-04500/

④ スケッチ参考ＵＲＬ

・ http://www.eleki-jack.com/FC/2013/10/drv8830drv88323.html

・ http://makers-with-myson.blog.so-net.ne.jp/2014-05-19

・ http://atagan-memo.blogspot.jp/2013/07/arduinoi2c.html

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16 取り扱い上の注意その他

◎ 本ＮＩＮＪＡｎｏは、シールドですのでＣＰＵボードが別途必要です。

◎ 本シールドをＣＰＵボードに変更して使用する場合は、Arduino UNO の CPUを差し替える

か、別途 Arduino UNO のブートローダーを書き込んだ ATMEGA328P（又は ARMEGA168P）を準備願います。

◎ 本ＮＩＮＪＡｎｏＶ１．０は、モータ用電源は常にモータドライバーＩＣに通電していますので、

以下の点にご注意ください。

☆ 長時間使わない場合は、電池を抜いてください。

☆ モータ動作中に電源スイッチをＯＦＦしてもモータは動作を継続しますので、

モータが停止した状態で電源ＯＦＦしてください。

（モータドライバーに動作コマンドを送った状態を保持の為）

補足：スケッチの起動時に数秒モータを動作させない記述を入れ、リセットスイッチ

を押してから電源スイッチをＯＦＦする等の対応をお願いします。

◎ 本シールドには、本書で未公開の回路も搭載しています。（実験用です）

今後、状況に応じて公開します。

◎ 本ＮＩＮＪＡｎｏは、オープンソースハードウェアとして情報を公開します。

17 ＮＩＮＪＡｎｏについて

ＮＩＮＪＡｎｏは、手軽にモータ制御を学習することを目的とした Arduino 環境で動作する製品です。

Arduino の使い勝手の良さと拡張性を継承しており、ギヤボックスも簡単に搭載可能ですのでスケッチの

開発（学習）に即取りかかれる製品です。

『ＮＩＮＪＡｎｏ』のネーミングは、変身する製品をイメージしています。ぜひ、皆さんの創造力で素晴らしい

ＮＩＮＪＡｎｏに成長（変身）させてください。

18 問い合わせ

本製品は、ミューテックの開発製品です。

問い合わせは、下記にお願いします。

Email：[email protected]

（本書の質問含め、不明点・問題点・改善希望等なんなりとメールをお願いします。）

Date post:	17-Jun-2020
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