12. 配線とハンダ付け
ここまでで「ボディ」と「機構」が完成。 次は すべてのパーツを電気的に繋ぐ フェーズです。
全体配線図 (本家)
本家リポジトリの配線図 を参照しつつ進めるとわかりやすい。
🔌 全体ブロック図
🦆 Raspberry Pi ピンアサイン (本家準拠)
| 接続先 | Pi のピン番号 | GPIO 名 |
|---|---|---|
| LED | ||
| 左目アノード (+) | 16 | GPIO 23 |
| 右目アノード (+) | 18 | GPIO 24 |
| プロジェクター アノード (+) | 22 | GPIO 25 |
| 共通カソード (−) | 6 | GND |
| アンテナサーボ | ||
| 左 PWM | 32 | GPIO 12 |
| 右 PWM | 33 | GPIO 13 |
| 5V電源 | 2 | 5V |
| GND | 6 | GND |
| フットスイッチ | ||
| 左足 | 15 | GPIO 22 |
| 右足 | 13 | GPIO 27 |
| GND | 9 | GND |
| BNO055 IMU | ||
| VIN | 1 | 3V3 |
| GND | 9 | GND |
| SDA | 3 | GPIO 2 |
| SCL | 5 | GPIO 3 |
| MAX98357A | ||
| LRC | 35 | GPIO 19 |
| BCLK | 12 | GPIO 18 |
| DIN | 40 | GPIO 21 |
| GND | 6 | GND |
| VIN | 2 | 5V |
🔗 サーボ配線 (Feetech STS3215)
Feetech のシリアルバスサーボは 3線 (赤・茶・黄) で デイジーチェーン接続 できる。
Bus Servo Adapter A
│
│ デイジーチェーン
▼
サーボ① → サーボ② → サーボ③ → ... → サーボ⑭ID番号
14個のサーボには 個別ID が必要。事前に1〜14のIDを書き込んでおく。 本家リポジトリの docs/configure_motors.md で手順あり。
ID書き込みは:
- USB ↔ Bus Servo Adapter で1台ずつ
- 専用ソフトウェア (FD ServoStudio等)
- 1度書けばOK
各サーボのIDマッピング (推奨)
| ID | 場所 |
|---|---|
| 1 | hip_yaw (中央・腰回し) |
| 2 | 左 hip_roll |
| 3 | 左 hip_pitch |
| 4 | 左 knee |
| 5 | 左 ankle |
| 6 | 右 hip_roll |
| 7 | 右 hip_pitch |
| 8 | 右 knee |
| 9 | 右 ankle |
| 10 | neck_yaw |
| 11 | head_yaw |
| 12 | head_pitch |
| 13 | head_roll |
| 14 | (予備) |
🦶 フット配線図
両足のFeetechと足底スイッチからの配線:
⚡ 電源系の配線
1️⃣ バッテリーホルダー → BMS
18650 x2 ホルダー
[+]──────→ B+ (BMS入力+)
[-]──────→ B- (BMS入力-)
中点 ────→ BM (BMSの中間バランス端子)
BMS出力:
P+ → 各回路へ +
P- → 各回路へ -配線の太さ
電源系の配線は 22AWG 以上の太さ を使う。 細すぎると過電流で発熱・断線。
2️⃣ BMS → 電源スイッチ → 分岐
BMS P+ → 電源スイッチ → 分岐点
├→ UBEC (5V生成 → Pi へ)
└→ Bus Servo Adapter A
BMS P- ────────────────→ 共通GND3️⃣ XT30 コネクタの取付
バッテリーパックと本体を 着脱可能 にするため、間に XT30 コネクタを入れる。
バッテリー側 → XT30オス
↑↓ 抜き差し可能
ロボット側 → XT30メスXT30の極性
2ピンしかないが、形状で極性が決まる。逆挿しできない設計。 ただしハンダ付け時に「+ と −」を間違えないこと。
4️⃣ DCバレルジャック (充電用)
外部充電のため、2.1mm DCバレルジャック を本体に取付。 USB-C充電モジュールの入力に繋ぐ。
外部USB-C充電器 ─→ DCジャック ─→ 充電モジュール ─→ BMS🛠️ 配線のベストプラクティス
① 短すぎず、長すぎず
- 短すぎる: 組立後にテンションで断線
- 長すぎる: 余った線で短絡リスク・見た目悪い
各経路で「実測+ 5cm」を目安に。
② ヒートシュリンクで絶縁
ハンダ付けした箇所は 必ず ヒートシュリンクチューブで覆う。
[ハンダ済] ←─ 露出した銅 = ショートリスク
↓
[⚡縮んだチューブ] ←─ 絶縁OK③ 色分け規則
- 🔴 赤 = 電源 +
- ⚫ 黒 = GND
- 🟡 黄/橙 = 信号
- 🔵 青 = もう一本の信号
④ テスターで導通確認
ハンダ付け後、必ず:
- 導通モード で繋がっている箇所を確認
- 電圧モード で +/− が逆になっていないか確認
電源を入れる前
通電前に必ず 全配線を再チェック。短絡があると18650セルから一気に電流が流れて発火の恐れあり。
✅ 完成チェック
- [ ] サーボ14個すべてに配線が繋がっている
- [ ] サーボIDが1〜14で書き込み済
- [ ] BNO055・MAX98357A・スピーカーがPi に繋がっている
- [ ] フットスイッチ2個が繋がっている
- [ ] LED と アンテナサーボが繋がっている
- [ ] XT30コネクタが両側にハンダ付けされている
- [ ] 全ハンダ箇所にヒートシュリンクが覆っている
- [ ] テスターで電源系の極性確認済
✅ 次のステップ
配線完了。次はバッテリーパックを組み立てます (安全注意!)。 13. バッテリーパック組立 へ。