【オープンソース自律移動ロボット】@mobi Open Trial Kit 1.0の組み立て Vol.05

## 目次
|記事|概要
|:--|:--
|[01.概要](https://qiita.com/baya-H/private/46ed9246f3faa9cf5830)|@mobi Open Trial Kit 1.0とは
|[02.フレーム組み立て](https://qiita.com/baya-H/private/cdf71d5ac7e7b772e2d6)|フレーム部分の組み立て
|[03.車輪取り付け](https://qiita.com/baya-H/private/419bfd7f99796f249533)|車輪を本体に取り付けるところまで
|[04.スイッチとバッテリー](https://qiita.com/baya-H/private/f115ed2f906dad12b44a)|スイッチ類(背面パネル)とバッテリー設置まで
|[05.センサ取り付け](https://qiita.com/hrpad/private/d1a980beeade507cc358)|IMU、LiDAR、DC-DCコンバータ、端子台取り付けまで <- 本記事はここ
|[06.完成](https://qiita.com/hrpad/private/7105037cd466ec907a22)|モータドライバ、残りの配線、天板取り付けまで(ハードウェア完成)
|[07.動作確認](https://qiita.com/hrpad/private/022a6a21e2ba4f2e26d5)|ソフトウェアセットアップ、@mobi動作確認まで

## 組み立て

### CAD
前回、ロボットの後方にスイッチ類を取り付けました。
![04.back_after.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/3283e58c-d0b3-4219-aa7f-59d22460c465.png)
今回はIMUやLiDARを取り付けた上で配線作業を進めていきます。今回の完成予想図はこんな感じ。
![05.sensor.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/63b5b815-9cb8-4242-b599-28ceb89c14e6.png)


### IMU取り付け
まずはIMUを取り付けていきます。今回使用するIMUはWitMostionの[HWT901B](https://witmotion-sensor.com/products/military-grade-accelerometer-inclinometer-hwt901b-mpu9250-9-axis-gyroscope-anglexy-0-05-accuracy-digital-compass-air-pressure-altitude-rm3100-magnetometer-compensation-and-kalman-filtering?variant=40753749295301)です。今回はRS232C版を使用します。
![IMG_0491.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/900b0a68-c07c-4dad-8e80-441ed4f991b3.jpeg)

<!-- <img src="./figure/IMG_0492.jpg"/> -->

取り付ける場所はバッテリー上部の板材です。IMUのX軸がロボットの前方を向くように取り付けます。
<!-- <img src="./figure/IMG_0489.jpg"/> -->
![IMG_0490.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/003724d1-c105-4dee-9c61-645a02ff777c.jpeg)


IMUはPCにUSBで接続することが可能です。この線が長いと感じた場合は切って短くしても大丈夫です。
![IMG_0493.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/e1022742-5ada-4e6d-b828-de5bbf53265a.jpeg)

<!-- <img src="./figure/IMG_0494.jpg"/>
<img src="./figure/IMG_0495.jpg"/> -->

では、実際にねじで取り付けていきます。
<!-- <img src="./figure/IMG_0496.jpg"/> -->
![IMG_0497.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/3cfb271d-6020-4a01-9410-7aeb25d8fe80.jpeg)


3箇所、穴があると思うので、ねじM3×8を用いて3箇所固定します。板材にねじ切りがしてあるため、ナットは不要です。
![IMG_0498.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/128cdb82-2c82-4fee-b4dc-8a6e6b067a73.jpeg)

<!-- <img src="./figure/IMG_0499.jpg"/> -->
<!-- <img src="./figure/IMG_0500.jpg"/> -->

これでIMUの取り付けは完了です。

### 回路図
まず、全体の配線図を示します。この図に従って配線をしていきます。
![Circuit.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/8032cb04-43d3-40ae-91a2-b40df5c2a8ea.png)

### 端子台の取り付け
今回の配線に使用するのはこちらのコモン端子台[TNC10](https://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/222005625813/?HissuCode=TNC10)です。一方を24V用、もう一方をGND用に使用します。
![IMG_0501.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/0ce4c741-c7a4-477f-9c4f-95dc48606a11.jpeg)

<!-- <img src="./figure/IMG_0502.jpg"/> -->

<!-- こちらのDC-DCコンバータ〇〇です。
<img src="./figure/IMG_0503.jpg"/> -->
<!-- <img src="./figure/IMG_0504.jpg"/> -->

まず、回路固定用[DINレール](https://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/110302032560/?PNSearch=DNR315-150&HissuCode=DNR315-150&Keyword=DNR315-150&list=SuggestPreview&searchFlow=suggest2products)をロボットに取り付けます。端子台はレール上に取り付けていきます。
![05.rail.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/805121a0-8093-444a-8753-5494f148a5fc.png)

<!-- DC-DCコンバータ〇〇は線が届くかの確認のために置いています。(まだ固定しているわけではありません。) -->

<!-- レールの下には板金〇〇を置いておきます。 -->

<!-- <img src="./figure/IMG_0505.jpg"/> -->
<!-- <img src="./figure/IMG_0506.jpg"/> -->

<!-- <img src="./figure/IMG_0507.jpg"/> -->

配線時はどの線が何の線かがわかるように印をつけていきます。今回はテプラの熱収縮チューブ版を使って印をつけていきます。下の写真は電源スイッチのLED、スイッチの線です。
![IMG_0508.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/afe1b3dc-6231-4918-bd1d-48ac60442a0e.jpeg)


<!-- <img src="./figure/IMG_0509.jpg"/> -->

<!--  -->

次は[信号線用端子台](https://www.monotaro.com/p/2440/9367/)を取り付けていきます。
![IMG_0513.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/fb8f8502-88df-46c8-a4e8-736c8292730e.jpeg)

<!-- <img src="./figure/IMG_0514.jpg"/> -->

信号線用端子台は4つ使用しますが、そのうち2つはショートピンを使って短絡させておきます。
![IMG_0515.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/ed5af763-f070-4ac8-a4a2-87e00cda7487.jpeg)


したがって、こんな感じになります。
![IMG_0516.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/9877e7a9-9e06-4bb7-a7a0-8d4dff9ea43c.jpeg)


続いて、実際にレールにコモン端子台を取り付けていきます。
![IMG_0517.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/5c65d0c4-3c70-47c6-8939-f9861398f6d8.jpeg)


カチッと音が鳴るまでレールにはめたら良いのですが、一度取り付けると取り外すのが困難なので、取り付け位置には注意しておいてください。
<!-- <img src="./figure/IMG_0518.jpg"/> -->
<!-- <img src="./figure/IMG_0519.jpg"/> -->
<!-- <img src="./figure/IMG_0520.jpg"/> -->
<!-- <img src="./figure/IMG_0521.jpg"/> -->

コモン端子台の横に先ほどの信号線用端子台を4つともレールにはめます。
![IMG_0523.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/378aeff5-5d75-4211-a17f-ff33a1a82677.jpeg)
<!-- <img src="./figure/IMG_0522.jpg"/> -->

現状を上から見るとこんな感じ。
![IMG_0537.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/b748626e-427c-4333-9cd8-33010d34504d.jpeg)

### DC-DCコンバータの取り付け
次は[DC-DCコンバータ](https://www.mouser.jp/ProductDetail/MEAN-WELL/DDR-60G-12?qs=sGAEpiMZZMv0DJfhVcWlK0%252BNBIYn4O1XPUxE11qpZ5DxBjZyrs83PA%3D%3D)を取り付けていきます。写真では代替品の安価なものを使用しています。正規品は溝があるため、DINレールに取り付け出来ます。
![IMG_0524.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/ce91a9c9-8a18-40e0-9b69-a056ce129ee1.jpeg)

<!-- <img src="./figure/IMG_0525.jpg"/>
<img src="./figure/IMG_0526.jpg"/>
<img src="./figure/IMG_0527.jpg"/>
<img src="./figure/IMG_0528.jpg"/>
<img src="./figure/IMG_0529.jpg"/> -->

入力側の被膜を向いて、
<!-- <img src="./figure/IMG_0530.jpg"/> -->
![IMG_0531.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/6486bee5-e556-4b71-beb7-b06f138a1751.jpeg)


配線に熱収縮チューブを通してから、Y字圧着端子[MS1.25-4SB](https://www.monotaro.com/p/6931/8393/)を圧着します。(私たちは熱収縮チューブと印を兼ねています。)
![IMG_0532.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/d23b4229-b043-4251-8bd5-81bcac36bed3.jpeg)

<!-- <img src="./figure/IMG_0533.jpg"/> -->
<!-- <img src="./figure/IMG_0534.jpg"/>
<img src="./figure/IMG_0535.jpg"/>
<img src="./figure/IMG_0536.jpg"/> -->

レール上、コモン端子台の隣の、この辺りに配置します。
![IMG_0543.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/962587c5-f24e-45ba-8410-8b7b590e0dd9.jpeg)


今回は結束バンドを用いてレールに固定します。
![IMG_0544.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/bc66a2d7-6c5c-4d92-9931-3517eeacc672.jpeg)


固定したらこんな感じ。
![IMG_0545.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/6fc30efe-ad97-4c35-89cb-31122d111837.jpeg)

<!-- <img src="./figure/IMG_0546.jpg"/> -->

出力側は[フェルール端子](https://www.phoenixcontact.com/ja-jp/products/ai-025-10-ye-3241128)を使って圧着し、信号線用端子台に接続します。
![IMG_0555.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/c95ce268-3b06-486d-9299-a7a331dc7121.jpeg)


入力側はそれぞれ端子台の+と-に接続します。
<!-- <img src="./figure/IMG_0560.jpg"/>
<img src="./figure/IMG_0561.jpg"/> -->
![IMG_0562.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/6f495524-59da-4df3-b6f4-bad58820f079.jpeg)

<!-- <img src="./figure/IMG_0563.jpg"/>
<img src="./figure/IMG_0564.jpg"/> -->

### LiDAR固定
次はLiDARを取り付けていきます。2D版では下記の[Hokuyo UST20LX](https://www.hokuyo-aut.co.jp/search/single.php?serial=16&utm_source=google&utm_medium=cpc&utm_campaign=[P-MAX]&gad_source=1&gbraid=0AAAAABgMWB5Q0Ywv37TkUdXUeWiwCvx5E&gclid=Cj0KCQjw16O_BhDNARIsAC3i2GAW6mR8lI5bG7XXhMZGWE9tVX7QsUBD6Aa62PbUgK7trj_dOBqAkugaAoXLEALw_wcB)を使用します。3D版では[Livox MID360](https://www.livoxtech.com/jp/mid-360)を使います。板金にネジM3x8でLiDARを取り付けます。
![IMG_0540.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/d0674d6c-2305-43d9-ac8f-185572513202.jpeg)



ロボット前方のアルミフレームに板金を固定します。
ネジはM5x10を使用します。
<!-- <img src="./figure/IMG_0548.jpg"/> -->
<!-- <img src="./figure/IMG_0549.jpg"/> -->
![IMG_0550.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/e7b74400-6fc9-4fa7-b5a0-6b7b685f346e.jpeg)

<!-- <img src="./figure/IMG_0551.jpg"/> -->
<!-- <img src="./figure/IMG_0552.jpg"/> -->
<!-- <img src="./figure/IMG_0553.jpg"/> -->

LiDARの電源の配線にはフェルール端子を使用します。LiDARの電源ケーブルは長いので切ってしまいます。使用するのは青色と茶色の線のみです。他の線は絶縁しておきます。
UST20LXは茶色が12V、青色がGNDです。
![IMG_0554.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/9853e71f-d447-48dd-be94-720635375dc5.jpeg)

<!-- <img src="./figure/IMG_0556.jpg"/> -->
<!-- <img src="./figure/IMG_0557.jpg"/> -->

その後、茶色と青色の線は信号線用端子台に接続します。
![IMG_0558.JPG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/fabb4ffd-70c3-4eda-a7fa-cc7999443ce2.jpeg)

<!-- <img src="./figure/IMG_0559.jpg"/> -->


これで、センサ類が取りけられた上に、配線作業が少し進みました！
![04.back_after.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/3953399/e7f560d9-d7c5-4e9c-9bf4-ce33cb6933af.png)

次回はモータドライバの設置や残りの配線作業を進めていきたいと思います！

次回

https://qiita.com/hrpad/private/7105037cd466ec907a22