コンポーネント詳細

搭載コンポーネントごとの接続情報と公式資料へのリンクをまとめています。コードを書く際の参照先として使用してください。

GPIO ピンアサイン一覧

GPIO	物理ピン	Net 名	接続先	機能
GP0	1	D0	OV7675	カメラデータバス bit 0
GP1	2	D1	OV7675	カメラデータバス bit 1
GP2	4	D2	OV7675	カメラデータバス bit 2
GP3	5	D3	OV7675	カメラデータバス bit 3
GP4	6	D4	OV7675	カメラデータバス bit 4
GP5	7	D5	OV7675	カメラデータバス bit 5
GP6	9	D6	OV7675	カメラデータバス bit 6
GP7	10	D7	OV7675	カメラデータバス bit 7
GP8	11	—	未接続	—
GP9	12	—	未接続	—
GP10	14	—	未接続	—
GP11	15	PWM	FS90R	PWM 出力（連続回転サーボ）
GP12	16	TX	デバッグプローブ	UART0 TX
GP13	17	RX	デバッグプローブ	UART0 RX
GP14	19	CAM_SDA	OV7675	I2C1 SDA（SCCB）
GP15	20	CAM_SCL	OV7675	I2C1 SCL（SCCB）
GP16	21	SPI_MISO	MCP3008	SPI0 MISO
GP17	22	SPI_CS	MCP3008	SPI0 チップセレクト
GP18	24	SPI_CLK	MCP3008	SPI0 クロック
GP19	25	SPI_MOSI	MCP3008	SPI0 MOSI
GP20	26	IMU_SDA	ICM-42688	I2C0 SDA
GP21	27	IMU_SCL	ICM-42688	I2C0 SCL
GP22	29	PCLK	OV7675	カメラピクセルクロック入力
GP26	31	HS	OV7675	カメラ HSYNC 入力
GP27	32	VS	OV7675	カメラ VSYNC 入力
GP28	34	XCLK_PICO	OV7675	カメラマスタークロック出力

GPIO ピンアサイン

各コンポーネント

Raspberry Pi Pico W（OBC）

フライトソフトウェアを実行するメインマイコンボードです。Pico W には Wi-Fi が内蔵されており、地上局との通信に使用します。

公式資料	リンク
データシート	Pico W Datasheet (PDF)
Getting Started ガイド	Getting started with Raspberry Pi Pico (PDF)
SDK リファレンス	Pico SDK documentation

ICM-42688（IMU）

6 軸 IMU（3 軸加速度計 + 3 軸ジャイロスコープ）です。衛星の角速度・加速度を計測します。

項目	値
メーカー	TDK InvenSense
インターフェース	I2C0
SDA	GP20
SCL	GP21

公式資料	リンク
販売ページ	ICM-42688 6軸センサモジュール
データシート	ICM-42688-P Datasheet

MCP3008（ADC）

8 チャンネル 10bit の SPI 接続の ADC です。各センサのアナログ電圧値をデジタル変換します。

項目	値
メーカー	Microchip Technology
インターフェース	SPI0
MISO	GP16
CS	GP17
CLK	GP18
MOSI	GP19

チャンネル割り当て

CH	ネット名	用途
CH0	PD1	フォトダイオード D1（TOP 基板右下）
CH1	PD2	フォトダイオード D2（TOP 基板左下）
CH2	PD3	フォトダイオード D3（TOP 基板左上）
CH3	PD4	フォトダイオード D4（TOP 基板右上）
CH4	REF	フォトリフレクタ出力（LBR-127HLD、リアクションホイール回転検出）
CH5	VBAT_SENSE	電池電圧モニタ
CH6	—	未接続
CH7	—	未接続

公式資料	リンク
データシート	MCP3008 Datasheet
製品ページ	Microchip MCP3008

LBR-127HLD（フォトリフレクタ・回転センサ）

反射型フォトセンサです。MAIN 基板上に実装されており、リアクションホイール（工作キット用タイヤ）の回転を光学的に検出するために使用します。センサ前面を反射物が通過するたびに出力電圧が変化し、MCP3008 の CH4（ネット名：REF）でアナログ読み取りを行います。

項目	値
メーカー	Letex Technology Corp.
インターフェース	アナログ電圧出力（MCP3008 CH4 経由）

公式資料	リンク
データシート	LBR-127HLD Datasheet

S9066-211SB（フォトダイオード・太陽センサ）

フォトダイオードです。TOP 基板の四隅に外向きに配置され、ADC 経由でアナログ光量値として読み取ります。

TOP 基板上の配置

TOP 基板の F.Cu 面（表面）を正面から見たときの配置です。

PCB 上の位置	部品番号	ネット名	ADC CH
左上 (x=57, y=57)	D3	PD3	CH2
右上 (x=103, y=57)	D4	PD4	CH3
左下 (x=57, y=103)	D2	PD2	CH1
右下 (x=103, y=103)	D1	PD1	CH0

衛星フレームにおける実際の向き（前後左右）は TOP 基板の実装図（ハードウェア資料参照）を合わせて確認してください。

項目	値
メーカー	浜松ホトニクス（Hamamatsu Photonics）
インターフェース	アナログ電圧出力
個数	4

公式資料	リンク
データシート	フォトICダイオード S9066-211SB

OV7675（カメラモジュール）

OmniVision 製 CMOS イメージセンサです。

項目	値
メーカー	OmniVision Technologies
インターフェース（データ）	8bit パラレル
インターフェース（設定）	I2C1（SCCB: OmniVision 定義の I2C 互換プロトコル）

データバス・同期信号

信号	GPIO
D0–D7	GP0–GP7
PCLK	GP22
HSYNC	GP26
VSYNC	GP27
XCLK	GP28

SCCB（レジスタ設定）

項目	値
インターフェース	I2C1
SDA	GP14
SCL	GP15

公式資料	リンク
販売ページ	OV7675使用30万画素カメラ B0070
モジュールデータシート	OV7675 Camera Module Datasheet
チップデータシート	OV7675 Datasheet

FS90R（連続回転サーボ・リアクションホイール）

Feetech 製の連続回転（ローテーション）サーボです。通常の角度制御サーボとは異なり、PWM のデューティ比で回転方向と速度を制御します。シャフトに工作キット用タイヤ（ホイール）を取り付けてリアクションホイールとして使用します。リアクションホイールを加速・減速することで角運動量を衛星本体と交換し、機体の回転姿勢を変化させます。

項目	値
メーカー	Feetech（飞特模型）
インターフェース	PWM
GPIO	GP11
電源電圧	4.8–6.0 V（電池から直接供給）

公式資料	リンク
データシート	360°連続回転サーボ(ローテーションサーボ) FS90R データシート

電源回路（LDO・保護ダイオード）

模擬衛星全体の電源系統を管理する回路部です。バッテリーからの不安定な電圧を安定化し、マイコンやセンサ類を安全に動作させる仕組みを備えています。

項目	値
LDO レギュレータ	TA48M05F (東芝製)
入力電圧範囲	4.4 V 〜 6.4 V (単4電池 4本直列)
出力電圧	5.0 V
逆流防止ダイオード	1S4 (ショットキーバリアダイオード)
バッテリー電圧監視分圧比	1/2 (22 kΩ + 22 kΩ)
接続先 ADC チャンネル	MCP3008 CH5 (VBAT_SENSE)

システム構成と画像解説

1. LDO レギュレータ周辺回路

LDO 電源回路

入力電源 (Bat1): 単4型電池（ニッケル水素充電池またはアルカリ乾電池）4本直列（4.4 V 〜 6.4 V）を入力とします。
サーボモータ (Servo1) への直接供給: サーボモータは突入電流やストール電流（最大約 120 mA 以上）が大きくノイズの発生源となるため、LDO レギュレータを介さずバッテリー電圧（VBAT）から直接給電する。これにより、サーボモータの動作による電圧降下やノイズが敏感なセンサ類やマイコンに伝わるのを防ぎ、ブラウンアウトリセット（電圧低下による意図しない再起動）を防止する。
低ドロップアウト・リニアレギュレータ (U3: TA48M05F): バッテリーの変動する電圧から安定した +5V を生成する。東芝製の TA48M05F（最大出力 500 mA、ドロップアウト電圧約 0.65 V）を使用しており、入力電圧が 5 V 近くまで低下しても安定して動作する。
平滑コンデンサ (C1, C2): レギュレータの入力側（VBAT）にノイズ低減用のバイパスコンデンサ C2 (0.1 µF) を、出力側（+5V）には電圧変動を抑えるための平滑用電解コンデンサ C1 (47 µF) を配置する。
バッテリー電圧モニタ (VBAT_SENSE): バッテリー残量をマイコンで監視するため、VBAT の電圧を R5 (22 kΩ) と R6 (22 kΩ) の分圧抵抗で 1/2 に減圧し、ADC（MCP3008）の CH5（VBAT_SENSE）に入力する。これにより、最大電圧 6.4 V 時でも 3.2 V に減圧され、ADC で安全に電圧を読み取ることができる。

2. Raspberry Pi Pico W 電源注入と逆流防止

Pico 電源回路

Raspberry Pi Pico W の電源設計（データシート「4.5. Powering Pico」準拠）における VSYS と VBUS の違いと連携について示します。

VBUS（Pin 40）: USB コネクタからの 5 V 電源入力ピンです。USB ケーブルから給電されている場合のみ電圧（約 5 V）が発生します。
VSYS（Pin 39）: ボード全体のシステム主電源入力ピンです。許容入力範囲は 1.8 V 〜 5.5 V で、Pico 内部の降圧・昇圧 DC-DC コンバータ（RT6150 等）に直結されており、ここからシステム用の 3.3 V が生成されます。

Pico データシート

データシートの「4.5. Powering Pico」に基づき、メイン基板では以下のように協調動作させています。

逆流防止ダイオード (D1: 1S4): +5V ラインから Pico W の VSYS（Pin 39）に電力を注入するラインに、ショットキーバリアダイオード D1 (1S4/1N5711) を直列に挿入する。
- 役割: 開発時に Pico W の USB ポートに PC を接続すると、PC から供給される USB 5 V (VBUS) が Pico 内蔵のショットキーダイオード（MBR120VLSFT1G）を介して VSYS に現れる。外部ダイオード D1 が存在しない場合、USB から供給された電力がメイン基板の +5V ラインに逆流し、LDO レギュレータ（U3）や周辺部品を破壊する恐れがある。D1 はアノードを +5V 側、カソードを VSYS 側に向けることでこの逆流を防止する。
- 動作（ダイオードOR）: バッテリー駆動時は D1 を経由して VSYS に約 4.6 V 〜 4.8 V（順方向電圧降下分だけ低下）が供給され、Pico W は問題なく動作する。USB 接続時は VSYS が USB 電圧（VBUS）近くまで上昇するため D1 が逆バイアス（遮断）され、メイン基板側への回り込みを完全に防止する（データシートに記載されたダイオード OR 回路と同等の設計）。
各センサ用 3.3 V の供給: VSYS に入力された電力は、Pico W のオンボード DC-DC コンバータによって +3.3 V に変換され、3V3 ピン（Pin 36）から出力される。この +3.3 V 電源ラインを用いて、カメラ（OV7675）、ADC（MCP3008）、IMU（ICM-42688）など、サーボを除くすべての制御系デバイスを駆動する。

3. 外部給電と同時接続時の注意（重要）

上記のダイオードOR回路により、「Pico W の USB ポートからの給電」と「電池からの給電」、および「Pico W の USB ポートからの給電」と「VBAT 端子（Debug1 コネクタ）からの外部給電」の同時使用については、逆流が防止されているため安全に併用できます。

UART0（デバッグポート）

デバッグプローブ（Debug Pico）とのシリアル通信ラインです。SWD デバッグ実行時に OBC からのログ出力を確認するために使用します。接続方法は模擬衛星実機の扱い方を参照してください。

項目	値
インターフェース	UART0
TX	GP12
RX	GP13