【自作ロボットROS2化】モーター周り構成変更　はじめてのプリント基板作成（ラズパイ5-L298N中継基板）

どうもこんにちは、
今までロボットのDCモーターを駆動させたり、回転数を取得するために、RaspiPICO+KITRONIK-5331を使っていたのですが、そもそもメインボードにラズパイ5を使うなら、直接モーターからの信号を受けて回転数を計算したり、もっと安価なモータードライバーを使ってPWM出力すればよいのでは？と思い、構成を変更してみました。

構成概要

変更前

変更前は、RaspiPICO+KITRONIK-5331とラズパイ５をUARTで接続し、回転数取得やモーター起動指示を送ってました。

変更後

安価なモータードライバーL298Nを使い、ラズパイ５で直接、エンコーダーからの信号を受け回転数を算出します。モーター出力は、安価なモータードライバーL298Nを使用しモーターを動かします。
なお、ラズパイ5とL298Nを中継するためのプリント基板を新規に作成しました。

プリント基板作成

L298Nとラズパイ５を中継するための基板を作成しました。
初めてのプリント基板作成でしたが、KiCadというツールを使えば割と簡単に作成できました。

KiCadを使った大まかな流れは以下です。

今回作成した回路図は以下です。
基本的に、ラズパイのGPIOとモーターのエンコーダー信号線、L298Nをつなぐシンプルな構成です。

以下がPCBエディターで作成した基板のレイアウトです。

KiCadについては、以下の書籍を参考にしました。

基板メーカーは、「Fusion PCB」で発注しました。
Fusion PCB

発注から約10日ほどで基板が無事に到着しました。

早速はんだ付けして動かしてみます。

やっぱりちゃんと基板を作ると配線がスッキリして良い感じです。

動かしてみる

実際にハード構成を変更し、ラズパイ5のソフト側もUART通信ではなく、GPIOを使うように変更しました。
実際に動かした動画が以下。（障害物回避も安定してできるようになってきました）↓

UARTで通信していたときよりも、モーターオドメトリの精度がかなりUPし、自己位置推定も安定するようになってきました。
やはりハード構成は走りに影響しますね。
プリント基板も思ったより簡単にできたのでよかったです。
それでは！

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