スーパーショベル（ＣＣＰ）の修理（ＣＯＢ故障をＰＩＣで補完）

本件は、（愛知県）小牧おもちゃの病院様の修理事例であり、ＣＯＢチップが故障していたため、つつじが丘おもちゃ病院（当院）が提供している　「故障したＩＣやマイコンの代替品をお作りするサービス」　を利用していただいた。
当記事には依頼元の小牧おもちゃの病院様から提供していただいた情報や資料が含まれている。

１．患者
スーパーショベル（ＣＣＰ社商品ページの画像）



２．症状
①右側のキャタピラが後退（逆転）しない。正転はする。

②左側キャタピラ、アーム上下、ライト、サウンド、クラクションなど、その他の機能は動作する。

３．診察
①本体側のＣＯＢから右側キャタピラ逆転の信号が出てきていない。ＣＯＢ故障と診断し、つつじが丘おもちゃ病院（当方）へＰＩＣのファームウェア開発が依頼された。

４．治療
当院では依頼元からの要件に基いてファームウェアを開発した。

【開発要件】（依頼元から提示）
・エンコード信号を入力し、左右のキャタピラの駆動信号を出力する。

・ターゲットは１６Ｆ１７０５とする。

・ピン割当ては以下とする。

ＲＡ０：右キャタピラ前進（正転）正論理出力
ＲＡ１：右キャタピラ後退（逆転）正論理出力　
ＲＡ２：左キャタピラ前進（正転）正論理出力
ＲＡ４：左キャタピラ後退（逆転）正論理出力
ＲＡ５：ｃｈ選択（上記何れかの駆動がアクティブのときＬ出力）
ＲＣ０：エンコード信号入力

・キャタピラ駆動信号は入力オフ後も２００ｍｓ保持する。

・正逆転切り替え時のデッドタイムは２００ｍｓとする。

・正逆の相反するコード受信は正逆ともに出力をＬとする。

・エンコード信号の信号波形を以下に示す。

説明の中でＣｈ番号は下記の操作に対応する。
Ch1　　右キャタピラ-正転
CH2　　右キャタピラ-逆転
CH3　　左キャタピラ-正転
CH4　　左キャタピラ-逆転

フレーム全体


操作時の信号





ＳＴＯＰコード



【設計】（当院で実施）
・依頼元から提示されたエンコード信号波形を帰納法でエンコードルールを推理し、デコード処理を設計した。

//ﾃﾞｺｰﾄﾞ処理
//1.4ms以上のHの後､Lへの変化でﾌﾚｰﾑ開始とする｡
//続くLとHの1組で1ﾋﾞｯﾄを表す｡
//L期間は変化せず､150us～300us｡
//ﾋﾞｯﾄ値はH期間で判別する｡200us～300usはb'0'､500us～700usはb'1'｡
//4ms以上のLでﾌﾚｰﾑ終了とする｡
//1ﾌﾚｰﾑは22ﾋﾞｯﾄ固定で､ﾌﾚｰﾑ終了まで受信し､受信ﾋﾞｯﾄ数が22ﾋﾞｯﾄでなければ無効とする｡
//上記の条件に当てはまらない場合はﾃﾞｺｰﾄﾞ結果を無効とし､1ﾌﾚｰﾑ開始待ちに戻る｡
//ｷｬﾀﾋﾟﾗの制御値はﾌﾚｰﾑの先頭4ﾋﾞｯﾄで示され､ﾋﾞｯﾄの並びは以下のとおり｡
//先頭からb0､b1､b2､b3の順で､ﾋﾞｯﾄ値0はｲﾝｱｸﾃｨﾌﾞ､ﾋﾞｯﾄ値1はｱｸﾃｨﾌﾞを示す｡
//b0:右ｷｬﾀﾋﾟﾗﾓｰﾀｰ正転
//b1:右ｷｬﾀﾋﾟﾗﾓｰﾀｰ逆転
//b2:左ｷｬﾀﾋﾟﾗﾓｰﾀｰ正転
//b3:左ｷｬﾀﾋﾟﾗﾓｰﾀｰ逆転

//STOPｺｰﾄﾞは通常のﾌﾚｰﾑのb0～b3が全て0に設定されたものである｡
//従って､ﾃﾞｺｰﾀﾞはSTOPｺｰﾄﾞも通常のｺｰﾄﾞとして処理すればよい｡

・その他の処理方法は
//TMR1のｸﾛｯｸ周期を1usとし､ｴﾝｺｰﾄﾞ信号のﾊﾟﾙｽ巾を計時する｡
//2ms周期のTMR0割込みでﾃﾞｺｰﾄﾞ結果に対応する駆動信号をﾋﾟﾝへ出力する｡


【ダウンロード】
本ファームウェアの設計資料と開発プロジェクトは　ここから　ダウンロードできる。

【実装】（依頼元で実施）


【後日談１】
このラジコンは、エンジンをスタートさせないと、キャタピラや運転台の駆動ができない仕組みになっているそうだ。そう言えば他の似たおもちゃでもそのようになっていたのを思い出した。
サウンドも、サウンドＯＮを指示しておかないと音は出ないとのこと。

提供したファームウェアはエンジンの動作状態に関わらず、キャタピラを駆動してしまう。要件の確認漏れだった。

しかし、これらの制御は送信機側で行われていて、エンジンスタートするまではキャタピラの駆動コードは送信されないそうだ。またサウンドＯＮについても同様とのこと。従って、提供したファームウェアで元々の動作仕様になるので問題は無いことが判った。

【後日談２】
このファームウェアの重大な欠陥が発覚した。
メーカーの商品ページを見たら、スーパーショベルはｃｈ１～３の設定が可能であることが判った。

しかし、このファームウェアではｃｈ設定をチェックしていないので、送信機と受信機でｃｈ設定が違っていてもキャタピラを駆動してしまう。ｃｈ設定に関して、ＳＷの信号とエンコードの要件は依頼元から提示されていなかったが、当方も確認を怠っていた。競合するラジコンが近辺にいなければ動作上の問題は生じないのが救いである。

リコールを含む善後策の実施を依頼元へお願いしたところ、患者様から　「ｃｈ設定機能は使わないので、現状のままでよい」　との回答を得たとの連絡をいただいた。