組み込み開発は、メカ、電気、ソフト、光学、液体、気体、温度、化学、IoTなど、いろいろな技術の組み合わせです。
ソフトウェアも、インターフェースや、コマンド系のプログラムを上側、モーター制御や、温度制御、などの電子回路とのやり取りをするプログラム下側という表現で分かれます。
最近は、IoT、AI,機械学習など、インターネットを介したプログラム分野も増えました。
今回は、組み込みの回路設計についてシェアします。
組み込み設計と制御設計の違い
組み込み設計は、機械装置の機能を設計するイメージ
温度を測定する実現するための機能、位置を決めるための機構や、モータードライバーの設計などが当てはまります。
制御設計は、機能を組み込んだ機械装置の動作を制御するイメージ
モーター制御、温度制御、位置決め制御、カメラのフォーカス制御などが当てはまります。
組み込み回路設計のシミュレーション
最近、組み込み開発の要求事項として、回路シミュレーションの要求が増えてきました。
LTSpiceというアナログデバイセズ社が提供しているツールがとても便利です。
理想的な動作のシミュレーションができます。
でも、諸条件をプログラムすることで過渡応答などのシミュレーションが可能です。
まだまだ、最終的な実際に回路を作ったときと違いがあります。
でも、年々制度が上がってきているので使いこなせるようになるとちょこっとした回路の確認するのに便利ですよ。
各ICメーカーは、シミュレーションや設計支援ツールを提供しているので新しいICを使うときの敷居がかなり下がりつつあります。
組み込み回路設計の回路図作成、基板のレイアウト作成 ソフト
回路図作成ソフトは、ORCADを使っています。
でも、最近は、無料や、格安で回路図作成ソフトが利用できるようになりました。
IoTでアナログ回路のセンサーや、デジタルセンサーなどの回路を作れたらとても幅が広がります。
ソフトウェアエンジニアでも、LTSpiceでシミュレーションしながら回路設計、回路パターンの設計など、やる気になれば格安で電子回路基板を作れる時代になりました。
少しの知識があれば、回路設計して試作を作りやすくなったので、チップワンストップや、デジキーで電子部品を購入して電子基板が個人でも余裕で作れます。
小さい回路ならORCADもお試し版でも十分です。
興味があれば電子基板を設計して業者に依頼して作ってもらうのはどうでしょう。
まとめ
組み込みエンジニアの、電子回路を中心にキャリアを積み重ねてきました。
IoTが話題になっていますが、アナログ回路がどんどん重要になってきました。
というのも、町中にカメラが設置されています。
それだけでなく、温度測定、体温測定、熱検知、圧力検知など、センサーを利用する場面が多くあります。
光らすなら発光LEDの小さいアナログ回路が必要です。
温度測定するなら熱電対の信号をアナログ回路で増幅し、AD変換してCPUに取り込み計算します。
その結果をIoTで遠隔受信するなどが当たり前になってきました。
アナログ⇒デジタルになった部分も多いですが、逆にアナログ回路の需要が残る部分もあります。
ソフトウェアエンジニアでも、センサー周りの回路が理解して作れるとかなり組み込みエンジニアとしてのキャリアの幅が広がります。
電子回路は、オームの法則が基本なので、少し勉強しなおすだけで、LEDを光らせたり、トランジスタでモーターをON、OFFするなど、装置を動かすことができます。
組み込みの回路摂家に興味をもったら回路設計に挑戦してみるのはどうでしょう。
