組み込みシステム制約とそれに対するアプローチ ―― 模型ロケットに観測システムを組み込んだ「Hamana-5」プロジェクトに学ぶ

●チーム「R2D2」のハードウェア構成

　チーム「R2D2（未来技術研究所）」は，ペイロード開発部門にエントリーしたため，システム開発部門でBabyBerthaを選択した2チームに比べて，ペイロードのサイズを大きくすることが可能でした．このため，Design Wave Magazine誌の2008年5月号に付属していたCPU基板（CPUは，ARM Cortex-M3コアの「STM32F103」を搭載している）を使用してペイロードを作成しました（写真3）．

[写真3] チーム「R2D2」のペイロード

　チーム「R2D2」のハードウェア構成を図5に示します．CPUボードに搭載されている加速度センサのほか，ジャイロ・センサを搭載してロケットの軌道を計測し，気圧センサを搭載して上空の気圧を計測するようにしました．取得したデータは，CPUボードに搭載されているSDカードに記録しています．

　このシステムで特徴的なのは，レギュレーションにある「外部からペイロードの動作を視認できる装置搭載を義務づける」というところを，無線モジュール（ZigBee）を使用して実現している点です（写真4）．ほかのチームが視認装置をLEDの点滅程度ですませているものを，このチームは，ZigBee経由でパソコンと通信して，より正確な状況を取得できるようにしています．

[図5] チーム「R2D2」のハードウェア構成


[写真4] チーム「R2D2」のペイロード（CPU基板を外したところ）

●チーム「東海大学 組込み技術研究科」のハードウェア構成

　チーム「東海大学 組込み技術研究科（東海大学 専門職大学院 組込み技術研究科）」もペイロード開発部門にエントリーしました．また，Interface誌の2008年9月号に付属していたCPU基板（CPUは，Freescale Semiconductor社のColdFireファミリ「MCF52233」を搭載している）を使用してペイロードを作成しました（写真5）．

[写真5] チーム「東海大学 組込み技術研究科」のペイロード
雑誌付属のCPU基板（上）とそれ以外の部品を実装した基板（下）を組み合わせている．なお，このチームにはハードウェア開発のスペシャリストがそろっていたため，ハードウェアに関するトラブルは少なかった． 

　センサとしては，CPU基板に搭載されている加速度センサのほか，ジャイロ・センサ，環境データ観測用に紫外線センサと温度センサを搭載しました．