【ロボット相撲】自立型制御基板　製作記＃３

前回の＃２から大分空いてしまいました。今後は形式ばらず雑記程度での更新を予定してます。

本記事は「ロボット相撲」競技における、相撲ロボの制御基板の設計・制作記録第３回になります。「ロボット相撲って？」と思った方は＃０（↓）の記事をご覧ください。

前回＃２までは丁寧に順序だてて基板設計について話そうとしてましたが、この＃３までの間で2024年度仕様の基板は完成してしまったので、その開発記録やデバッグ、私自身の勉強記録をメモレベルで書いていこうと思います。

2024年度仕様基板（ロボ搭載済み）これについては別途

今年度の大会も目前に迫り、作戦の調整が主な作業となってますが、先日急にメインマイコンボード（上の画像中央部）で、電源投入時やモータ動作時に3.3V系とGNDがショートしてしまう現象が連発しました。

色々調べてみると、ボード内の3.3VのLDOが故障したわけではなく、マイコン本体の内部でショートしている模様。

自分はマイコン自体にあまり詳しくないので、この機会にマイコンの故障要因について調べてここにまとめます。

＜マイコンのショート故障要因について＞

※生成AIのCopilotさんに調べてもらったので、その内容まんまです。

1. 外部回路の誤接続
   外部回路を接続する際に、誤ってポート同士を短絡させてしまうことがあります。特に、配線ミスやコネクタの不良が原因となることが多いです。

2. 過電流
   過剰な電流が流れると、ポートがショートすることがあります。これは、負荷が大きすぎる場合や、電源供給が不安定な場合に発生しやすいです。

3. 静電気放電（ESD）
   静電気放電によってポートが破壊され、ショートすることがあります。特に、取り扱い時に適切な静電気対策がされていない場合に発生します。

4. 環境要因
   湿度や温度の変化、塵や埃などの環境要因が原因で、ポートがショートすることがあります。これらの要因は、長期間使用する際に特に注意が必要です。

5. 製造不良
   製造過程での半田付け不良や部品の不良が原因で、ポートがショートすることがあります。これには、品質管理の徹底が重要です。

正直原因は今も確定できてないですが、これをもとに考えると本命は「5.製造不良」、次点は「2.過電流＋α」かなと思っております。

理由として、ボードを新品に交換しても同じ故障が連発してたので、製造不良はないと思われましたが、最近新たに購入したものでは今のところ故障していないので、一気に有力になりました。（ロットによる？）

過電流は、もともとの本命でしたが回路の構成から見て、このマイコンから電流を引きすぎることはなさそうです。また、同じ基板を2台の別のロボに搭載しているにも関わらず、この現象が片方のロボでしか起こらないため、設計ミスではなさそうで真因がいまいちわかりません。

センサ搭載状態によるノイズも何か関係があるかもしれないので、次回はノイズ対策も検討したいと思います。また原因がわかったら、詳しく記事を書こうと思います。

今回は以上です。今後は回路設計の部分にも触れていこうと思いますので、また良ければご覧ください。