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みさえなつ
5 years ago
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1 LabVIEW と Arduino を用いたラピッドプロトタイピング手法の提案日本ナショナルインスツルメンツ株式会社テクニカルマーケティングマネージャ岡田一成

2 本日の内容会社概要テクトロニクス社とのコラボレーション NI LabVIEWとArduinoを用いた高速試作のデモ NI 製コントローラを用いたロボットカーの開発まとめ 2

会社概要社名日本ナショナルインスツルメンツ ( 株 ) 所在地東京都港区芝大門 1-9-9 野村不動産芝大門ビル8F 代表者代表取締役池田亮太設立 1989 年 7 月 24 日資本金 4 億 7,635 万円営業所東京名古屋大阪事業内容米国ナショナルインスツルメンツ社製品であるコンピューターベース計測制御データ集録テストオートメーション用ソフトウエアと

3 会社概要社名日本ナショナルインスツルメンツ ( 株 ) 所在地東京都港区芝大門野村不動産芝大門ビル8F 代表者代表取締役池田亮太設立 1989 年 7 月 24 日資本金 4 億 7,635 万円営業所東京名古屋大阪事業内容米国ナショナルインスツルメンツ社製品であるコンピューターベース計測制御データ集録テストオートメーション用ソフトウエアとハードウエアの販売マーケティング技術サポート本社名 National Instruments Corporation 所在地米国テキサス州オースティン代表者会長兼社長 CEO ジェームストルシャード設立 1976 年株式公開 1995 年 3 月より NASDAQに公開 (NATI) 売上高 11 億 USドル (2012 年実績 ) 従業員 7,000 人以上 (2012 年 12 月現在 ) 3

ドイツギリシャインドイスラエルイタリア韓国マレーシアメキシコニュージーランドオランダ

4 世界を網羅する営業拠点東京本社名古屋営業所海外営業拠点 (40 ヵ国以上 ) アルゼンチンオーストラリアオーストリアベルギーブラジルカナダ中国 / 香港デンマークフィンランドフランスドイツギリシャインドイスラエルイタリア韓国マレーシアメキシコニュージーランドオランダノルウェーポーランドシンガポール南アフリカスペインスウェーデンスイス台湾イギリス大阪営業所営業支社販売代理店 4

売上実績主要取引業界 ( 国内 ) 自動車通信 ( テレコム ) バイオ医療製薬エレクトロニクス半導体大学研究機関官公庁主要取引先 ( 国内 ) NTT グループオムロン株式会社オリンパス光学工業株式会社株式会社いすゞ中央研究所株式会社堀場製作所株式会社本田技術研究所キヤノン株式会社三洋電機株式会社

5 売上実績主要取引業界 ( 国内 ) 自動車通信 ( テレコム ) バイオ医療製薬エレクトロニクス半導体大学研究機関官公庁主要取引先 ( 国内 ) NTT グループオムロン株式会社オリンパス光学工業株式会社株式会社いすゞ中央研究所株式会社堀場製作所株式会社本田技術研究所キヤノン株式会社三洋電機株式会社ソニー株式会社日産自動車株式会社パナソニック株式会社浜松ホトニクス株式会社三菱電機株式会社国公私立大学省庁他 ( 企業名は五十音順 ) 連結売上高百万 USドル $1200 $1100 $1000 $900 $800 $700 $600 $500 $400 $300 $200 $100 $

6 グラフィカルシステム開発テストモニタリング組込制御物理情報システム PC ベース PXI RIO オープンな接続性データ集録モジュール式計測器カスタム設計他社製 I/O 6

7 粒子加速器 CERN の制御に採用 7

8 LEGO Mindstorms のソフトは弊社の技術 8

9 幼稚園児からロケットサイエンスまで 9

10 Tektronix 様との協業事例 LabVIEW SignalExpress Tektronix Edition モジュール式高速デジタイザの共同開発 ress.html NI PXIe-5186 デジタイザ (12.5GS/s, 8bit, 5GHz 帯域幅 ) 10

11 あの地球外物質の解析に Tektronix 社と共同開発したデジタイザが採用 ( 北海道大学大学院 ) 11

12 NI LabVIEW と Arduino を用いた高速試作のデモ

13 試作の壁を乗り越えるための一手法を提案製品開発の壁のイメージ量産の壁販売の壁資金の壁試作の壁アイデア創出の壁部品調達の壁 13

14 自律走行カーの高速試作を疑似体験して頂きます 14

15 アイデア ~ 障害物に近づいたら回転して回避 ~ 右回転タイヤ後進ロボット上面前進障害物タイヤ左回転 15

16 最近注目されているツールやサービスを活用無料の 3D CAD 低価格マイコン (Arduino) 低価格な計測器類 3D プリンタ公開情報販売チャネルクラウドファンディングモジュール化された電子部品レーザーカッター各種加工サービス 16

17 Web での情報収集と部品調達ネットで関連情報検索特に Arduino はオープンソースなので公開情報が多い英語情報まで閲覧できると世界中で鍛えられる英文技術書に良書があったりするネット通販で部品購入 17

18 基本回路のテスト ~IR センサーと DC モータ制御 ~ デモ USB 18

19 IR センサの動作テストプログラムデモセンサからの出力電圧波形の連続取得とグラフ表示 19

20 IR センサの計測波形の実測デモ障害物まで約 5cm の時に電圧が最大に 20

21 続きのタスクデモ IR センサの出力がしきい値を越えると DC モータが回るようにする ( 壁に近づいたら回避行動がとれるようになる ) 21

22 無線通信 (Bluetooth) に変更デモ Bluetooth Bluetooth モジュール 22

23 ここまでのまとめ無線によるセンサ信号集録装置が完成したセンサを変えれば安価な無線データ集録装置になる他に実現できるもの Zigbee による遠隔温度監視モバイル GPS レシーバなどモジュール化された電子部品の例 GPS モジュール ( 最大 20Hz 集録シリアル通信 ) 23

24 ロボット化 DC モータの PWM 制御回路の作成市販の DC モータ付きのギアボックスを採用 PWM 制御が可能なモータドライバを採用 24

25 レーザーカッティングサービスでシャーシ作成ビデオ 25

26 回路作成 Bluetooth USB ドングル USB-Serial 変換回路モジュール 5V 出力レギュレータモータドライバ 2 個 26

27 低価格帯オシロスコープでデバッグ 27

28 完成 28

29 まとめ汎用ツールやサービスを用いた高速試作 LabVIEW を活用テキスト言語を用いたマイコン開発と全く異なる開発環境アイデアを形にするまでの時間短縮デバッグスピードの速さ 29

30 百聞は一見に如かず素速く形にすることで得られる効果適切なFeedbackがもらえる仲間集めができる初期段階でお客様や上司に具体的な提案ができる投資してもらえる ( アイデアだけでは誰も投資してくれない ) など 30

31 事例 : 千葉県立現代産業科学館の特別展示の協力要請を受けた (2011 年秋 ) 31

32 次の試作 NI 製コントローラを用いたロボットカー 32

33 デモビデオデモ 33

34 開発スピードが速い NI 製ボードを採用 NI sbrio-9605 LabVIEW プログラムがボード上に書き込める ( Arduino には LabVIEW プログラムは書き込めない ) 走行ラインの演算アルゴリズムの実装に時間がかかる ( LabVIEW は Robotics ライブラリが充実している ) 400 MHz CPU 256 MB EEPROM Xilinx Spartan-6 LX25 FPGA 3.3 V Digital I/O 96 本 Ethernet & RS232C FPGA のロジック開発が LabVIEW でできる 34

35 アイデアを素速く形にすることで得られた波及効果生放送のスタジオで走行書籍執筆 35

36 問い合わせをお待ちしておりますセミナー開催の御相談初めての LabVIEW ハンズオンセミナー計測器制御セミナー FPGA を用いた制御系設計セミナー教育目的に LabVIEW とロボットを利用したいなど問い合わせ先日本ナショナルインスツルメンツ ( 株 ) テクニカルマーケティング岡田一成 (kazunari.okada@) 36

37 37

38 補足 38

39 Arduino 用 NI LabVIEW インタフェースツールキット ( 無料 ) 39

40 C 言語ではなく LabVIEW を利用するメリットとデメリットメリット圧倒的な開発スピードが得られる Arduino 付属の C 言語開発環境では得られない GUI 環境 LabVIEW の豊富な解析ライブラリが利用可能 LabVIEW のデバッグ機能が利用可能デメリット LabVIEW は Arduino の無料開発環境と比較すると割高 LabVIEW は Arduino を外部 PC から制御するしかない ( コード実装が出来ない ) LabVIEW プログラムの実装先は NI 製ハードウェアに限定される 40

スライド 1

スライド 1 環境エンジニアリングアプリケーションシートスマートグリッド開発用汎用プラットフォーム風力発電モニタリング / 制御システム PCベース燃料電池セル評価システム太陽電池パネル評価システムバーチャル試作機スマートグリッド開発用汎用プラットフォームエネルギーの見える化エネルギーマネージメント電力品質解析配電制御制御コントローラパワーコンディショニング一般仕様高信頼性: リアルタイムプロセッサ