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Qmotorのご紹介

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初回公開日

March 28, 2023

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この記事は、Quilterの物理法則に基づくレイアウト自動化を使い、NXP i.MX 8M Mini搭載コンピューターを再現した過程を詳しく紹介するシリーズの一部です。 

大きな電力を必要とする基板もあります!次の重点機能として、より大きな電流を必要とする基板を設計するQuilterの能力に、負荷をかけて試すことにしました。最初の取り組みとして、ステッピングモータードライバを実装することにしました。

この基板は、Arduino Motor Shield Rev3を基にしています。Arduino Unoと組み合わせて使えるシールドで、2台のDCモーター、または1台のステッピングモーターを駆動できます。

この基板は、合計で最大約4Aの電流に対応するように設計しています。設計では、すべての大電力配線に4Aの許容電流を設定しました。Quilterは、この電流に対応するため、すべての配線に最小52milの幅を自動で設定します。

L298チップとピンヘッダーを備えた、実装済みQmotorモータードライバーシールドの部品面。
大きな白いQuilterロゴと、はんだ付けされたヘッダー接続部を示すQmotorシールドの裏面。

入力ファイルはこちら、出力された設計ファイルはこちらです。

モーターの駆動に使用したスクリプトはこちらです。

このシールドを、Quilterで設計したArduino Unoと組み合わせました。定常状態で0.8Aを消費する単純なステッピングモーターで、基板をテストしました。高温箇所を確認したところ、大きな発熱が見られたのはL298だけでした。これは、高負荷時には100°Cを超えることが想定されています。それ以外に高温箇所は見つかりませんでした。

Qmotor基板と接続したステッピングモーターの熱画像。画像内で最も高温の領域は基板上にある。

Quilterで大電力設計への取り組みを始められることを、うれしく思います!次は何をつくりましょうか?

配線でステッピングモーターに接続されたQmotorモータードライバーシールド。

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Quilterを実際に試す

Project Speedrunは、自律的なレイアウトの実際の姿と、Quilterが実現する時間短縮を示しました。次は、ご自身のハードウェアでお確かめください。

利用を始める

設計の検証

仕上げが完了したら、最後に確認するのはハードウェアが動作するかどうかです。電源投入時には電気的な不具合の多くが現れます。エンジニアにとって、緊張と期待が入り交じる瞬間です。

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設計の仕上げ

自律的なレイアウトにより、DRCを実施済みの完成した設計が得られます。仕上げは、製造に向けて最終調整するための短い精密な作業です。

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設計のコンパイル

設計の準備ができたら、次はQuilterに引き渡します。従来のワークフローでは、この段階でエンジニアとレイアウト担当者が設計意図を確認します。Quilterはこの打ち合わせを回路理解のプロセスに置き換えます。プロジェクトをアップロードし、制約条件がどう解釈されたかを確認して、ジョブを実行します。

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