⚡ レーン B · 電装 & ESP32未着手📦 使うパーツ一覧

B2 電源系の配線

🎯 ゴール: バッテリーからサーボ用 6V とロジック用 5V の 2 系統を作り、通電順 (サーボ 0 本→1 本→全部) で安全に電圧確認する

⏱ 目安約 90 分

📶 難しさ★★★★

🔗 前提の作業なし (すぐ始められる)

🧰 使う工具

ハンダごて (40W 以上, 太線用)
ワイヤーストリッパー
テスター
熱収縮チューブ + ヒートガン (ライター可)
両面テープ

📦 使う部品

2S LiPo 2200mAh (XT60)
インラインヒューズホルダ + 15A ヒューズ
ロッカースイッチ (10A 級)
UBEC 6V/10A
DC-DC 5V/3A
電解コンデンサ 1000µF/16V ×2, 470µF/10V ×1
AWG16 シリコン線 (幹線), AWG20 (分岐)
XT60 コネクタ (メス側)
分圧抵抗 100kΩ + 33kΩ
バスバー (端子台) または太線ハブ

🚫 始める前に

バッテリーは最後につなぐ。 ハンダ付け・配線中は XT60 を接続しない。LiPo の + と − が触れるとスパークして発火する。

手順

電源の系統図。スイッチの後で 6V (サーボ) と 5V (ロジック) に分かれる

系統を理解する

2S LiPo2S LiPo (リポバッテリー)
リチウムポリマー電池を 2 個直列 (2S) にしたもの。満充電 8.4V、通常 7.4V。ショートと過放電に注意。作業中は必ずスイッチを切る。 (7.4V) → ヒューズヒューズ
決めた電流 (ここでは 15A) 以上が流れると切れて回路を守る部品。バッテリーの直後に入れる。 (15A) → スイッチ → ここで 2 系統に分岐。
系統 1: UBECUBEC
バッテリーの電圧 (7.4V) をサーボ用の 6V に落とす大電流の電源モジュール。ここでは 10A 級を使う。 6V/10A → サーボ電源バス (AWGAWG (線の太さ)
電線の太さの規格。数字が小さいほど太い。AWG16 = 太い幹線 (サーボ電源)、AWG20 = 分岐、AWG26〜30 = 信号線。16 の太線)。12 個の大サーボが同時に動くと 4〜8A 流れる。
系統 2: DC-DC コンバータDC-DC コンバータ (5V/3A)
電圧を変換する小さな基板。ESP32・LED・音声など「ロジック系」用の 5V を作る。サーボ用とは別系統にする。 5V/3A → ESP32 の VIN、DFPlayer、74AHCT125、LED、アンプ、カメラ。
GNDGND (グランド) 共通
電気の「基準の 0V」。サーボ系・ロジック系など電源が複数あっても、GND は必ず全部つなぐ。つながっていないと信号が伝わらない。は全部つなぐ。

配置図 (上から)。UBEC と DC-DC は後方、SW+ヒューズは右前、バッテリーはプレート下面

幹線を作る

XT60 (メス) の + → ヒューズホルダ → スイッチ → 分岐点、の順に AWG16 でハンダ付け。各接続は熱収縮チューブで絶縁。
分岐点 (端子台または太線をより合わせ) から UBEC の IN+ と DC-DC の IN+ へ。
− (GND) は XT60 から分岐点へ直行。UBEC / DC-DC の IN− へ。
AWG20 を幹線に使わない (発熱する)。
配置: UBEC と DC-DC はシャーシ後方 (±30, −58) に両面テープ、スイッチ+ヒューズは右前 (48, 28)。現物合わせ現物合わせ
図面通りにならない場所を、実物を当てながら位置を決めて仕上げること。少し削る・少し寄せるのは想定内。で数 mm 寄せてよい。

サーボの赤 (+) はサーボの近くで切り分けてバスへ。PCA9685 へは信号と GND だけ

サーボ電源バスを作る

UBEC の OUT (6V) を バスバー (端子台) につなぐ。ここから各サーボへ AWG20 で分岐。
バスの直近に電解コンデンサ電解コンデンサ
電気を一時的にためる部品。サーボが一斉に動くときの瞬間的な電圧低下を抑える。極性あり (長い足が +、白帯側が −)。 1000µF ×2 を並列 (極性注意: 長い足が +)。
各サーボの延長ハーネスは、赤 (+) をサーボ近くで切り分けてバスへ、黒 (GND) はバスと PCA9685 の両方へ、信号は PCA9685 へ。
PCA9685 の V+ 端子台は使わない (基板パターンが耐えない)。腕サーボ 8ch は電流が小さいので V+ 経由でも可だが、バス直結に統一した方が単純。

DC-DC の 5V は ESP32 の VIN へ。GPIO34 には電池電圧を分圧して入れる

5V 系と電池監視

DC-DC の OUT を 5.0V に調整 (半固定抵抗があるタイプは通電前にテスターで確認しながら回す)。
OUT に電解コンデンサ電解コンデンサ
電気を一時的にためる部品。サーボが一斉に動くときの瞬間的な電圧低下を抑える。極性あり (長い足が +、白帯側が −)。 470µF を並列。
5V → ESP32 VIN、DFPlayer VCC、74AHCT125 VCC、LED 5V、MAX98357A VIN、カメラ 5V。
電池監視: バッテリー + → 100kΩ → (GPIO34) → 33kΩ → GND。8.4V が 2.08V になって ESP32 が読める。低電圧カット低電圧カット
バッテリー電圧が 6.4V を 3 秒下回るとサーボを脱力させて電池を守る安全機能。6.8V で警告。はこの値で動く。

通電確認 (順番厳守)

サーボを全部抜いた状態で XT60 を接続、スイッチ ON。
テスターで測る: サーボバス 6.0V 前後、5V 系 5.0V 前後、ESP32 の LED 点灯。
煙・熱・異臭が無いか 30 秒待つ。
サーボを 1 本挿す → 中立で止まる → 電流 0.1〜0.3A 程度。
1 本ずつ増やす。全数で 6V 系が 5.8V 以上を保っていれば OK。
バッテリーは battery_cradle (プレート下面) に −Y 側から差し込み、ベルクロで固定。コネクタは前向き。

✅ 完了チェック (この端末に保存されます)

XT60 → ヒューズ 15A → スイッチ → 分岐点を AWG16 で作った
UBEC と DC-DC を分岐点につないだ
サーボバスに 1000µF ×2 を付けた (極性 OK)
DC-DC を 5.0V に調整し 470µF を付けた
GPIO34 の分圧 (100k/33k) を付けた
サーボ 0 本で 6.0V / 5.0V を確認した
サーボ 1 本 → 全数の順で異常なし
バッテリーをクレードルにベルクロ固定した

0 / 8 完了

📖 このページの用語解説

2S LiPo (リポバッテリー): リチウムポリマー電池を 2 個直列 (2S) にしたもの。満充電 8.4V、通常 7.4V。ショートと過放電に注意。作業中は必ずスイッチを切る。
XT60 コネクタ: ラジコン用の黄色い電源コネクタ。極性 (+/−) が逆に刺さらない形になっている。
ヒューズ: 決めた電流 (ここでは 15A) 以上が流れると切れて回路を守る部品。バッテリーの直後に入れる。
UBEC: バッテリーの電圧 (7.4V) をサーボ用の 6V に落とす大電流の電源モジュール。ここでは 10A 級を使う。
DC-DC コンバータ (5V/3A): 電圧を変換する小さな基板。ESP32・LED・音声など「ロジック系」用の 5V を作る。サーボ用とは別系統にする。
電解コンデンサ: 電気を一時的にためる部品。サーボが一斉に動くときの瞬間的な電圧低下を抑える。極性あり (長い足が +、白帯側が −)。
AWG (線の太さ): 電線の太さの規格。数字が小さいほど太い。AWG16 = 太い幹線 (サーボ電源)、AWG20 = 分岐、AWG26〜30 = 信号線。
GND (グランド) 共通: 電気の「基準の 0V」。サーボ系・ロジック系など電源が複数あっても、GND は必ず全部つなぐ。つながっていないと信号が伝わらない。
低電圧カット: バッテリー電圧が 6.4V を 3 秒下回るとサーボを脱力させて電池を守る安全機能。6.8V で警告。
現物合わせ: 図面通りにならない場所を、実物を当てながら位置を決めて仕上げること。少し削る・少し寄せるのは想定内。

もっと詳しく: 用語集 (全項目)

➡️ この作業が終わったら

🔌E1 全体配線とチャンネル割当
全サーボを正しいチャンネルへ、LED・音声・カメラの配線
前提: B2 + C2 + C3 + D1 + D2 + D3

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手順 ​

系統を理解する ​

幹線を作る ​

サーボ電源バスを作る ​

5V 系と電池監視 ​

通電確認 (順番厳守) ​