CHAT-GPTで電子回路を効率的に作る方法を模索してみました。
今回は、サーボモーターを動作させる電子回路（電源まわり）を作ります。
結論
簡単なICの紹介などはできるが、学習不足なのかpythonで電子回路は作れなかった。
今後は迷った時に相談するぐらいの形で使用していこうと思う。
サーボモーター
FUTABA社のRS304MDを使用します。
TTL通信で行うので、arduinoとサーボは以下の接続で行います。
https://d21xsz2za2b5mz.cloudfront.net/1516/1913/5804/TTL2.pdf
電源
サーボモーターの最大トルクと速度を出したいので、7.4Vにします。
arduino unoは12V入力までOKなので、7.4VをVINに直接入力します。
https://www.switch-science.com/products/789
課題
7.4Vにする電源回路がない。ACアダプタは24Vを想定している。
CHAT-GPTに質問 その１
Q:電子回路で24Vを7.4Vにする部品を教えてください
A:24Vを7.4Vに降圧するためには、降圧コンバーターまたは線形レギュレーターを使用することができます。以下にそれぞれの部品を示します。
降圧コンバーター (DC-DCコンバーター)
降圧コンバーターは、高い効率で入力電圧を下げることができる部品です。主な降圧コンバーターのICとしては、LM2596、LM2576、またはMP2307などがあります。これらのICは、入力電圧を降圧して7.4Vに変換することができます。
線形レギュレーター
線形レギュレーターは、入力電圧と出力電圧の差を熱に変換して安定した出力電圧を提供する部品です。代表的な線形レギュレーターのICとしては、LM317があります。ただし、線形レギュレーターは効率が低く、大きな電力を扱う場合には熱の問題が生じることがありますので注意が必要です。
どちらの方法を選ぶかは、電力効率やコスト、回路の要件によって異なります。また、部品の選択にあたっては、入力電圧や出力電流、安定性などの要件に基づいて適切な部品を選ぶことが重要です。
amazonで検索。最初に出てきたLM2596はどうだろう。Amazonで検索すると以下の製品が出てきた。
24V入力、7.4V出力でき、価格も安く良さそうなのでこれを採用する。
次は、これを回路図にしたい。
CHAT-GPTに質問 その２
Q:電子回路でLM2596とArduinoを接続する回路を作り、Schem Drawでpythonで記述してください
A:以下は、LM2596とArduinoを接続する回路の例です。この回路では、LM2596を使用して入力電圧を降圧し、Arduinoに安定した電源を提供します。
import schemdraw
from schemdraw import elements
d = schemdraw.Drawing()
# Arduinoのピン
arduino = d.add(elements.Arduino())
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().down().at(arduino.pin1))
# LM2596のピン
lm2596 = d.add(elements.Ic().label("LM2596"))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().left().at(lm2596.pin5))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().up().length(d.unit/2).at(lm2596.pin2).at(arduino.pin1))
d.add(elements.Line().left().length(d.unit*3).at(lm2596.pin3))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().right().at(lm2596.pin4))
# 出力電源
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().down().length(d.unit/2).at(lm2596.pin3))
d.add(elements.Resistor().label("7.4V").right().label("Vout"))
d.draw(show=True)
エラー発生
pythonを実行すると、エラー発生。
module 'schemdraw.elements' has no attribute 'Arduino'
Arduinoのライブラリはないようだ。エラーをそのままプロンプトに入力する。
CHAT-GPTに質問 その３
Q:module 'schemdraw.elements' has no attribute 'Arduino'
A:
import schemdraw
from schemdraw import elements
d = schemdraw.Drawing()
# Arduinoのピン
arduino = d.add(elements.Rectangle().label("Arduino"))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().down().at(arduino.start))
d.add(elements.Line().up().at(arduino.end))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().left().length(d.unit*2).at(arduino.start))
d.add(elements.Line().right().length(d.unit*2).at(arduino.end))
# LM2596のピン
lm2596 = d.add(elements.Ic().label("LM2596"))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().down().length(d.unit/2).at(lm2596.pin3))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().right().at(lm2596.pin4))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().left().length(d.unit*3).at(lm2596.pin3))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().up().length(d.unit/2).at(lm2596.pin2).at(arduino.start))
# 出力電源
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().down().length(d.unit/2).at(lm2596.pin3))
d.add(elements.Resistor().label("7.4V").right().label("Vout"))
d.draw(show=True)
エラー発生
pythonを実行すると、エラー発生。
module 'schemdraw.elements' has no attribute 'Rectangle'
Rectangleというattributeはないようだ。エラーをそのままプロンプトに入力する。
CHAT-GPTに質問 その4
Q:module 'schemdraw.elements' has no attribute 'Rectangle'
A:
import schemdraw
from schemdraw import elements
d = schemdraw.Drawing()
# Arduinoのピン
arduino_width = 2.54 # Width of Arduino symbol (in cm)
arduino_height = 5.08 # Height of Arduino symbol (in cm)
arduino = d.add(elements.shape().label("Arduino"))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().down().at(arduino.start))
d.add(elements.Line().up().at(arduino.end))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().left().length(d.unit * arduino_width / 2).at(arduino.start))
d.add(elements.Line().right().length(d.unit * arduino_width / 2).at(arduino.end))
# LM2596のピン
lm2596 = d.add(elements.Ic().label("LM2596"))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().down().length(d.unit / 2).at(lm2596.pin3))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().right().at(lm2596.pin4))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().left().length(d.unit * 3).at(lm2596.pin3))
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().up().length(d.unit / 2).at(lm2596.pin2).at(arduino.start))
# 出力電源
d.add(elements.Dot())
d.add(elements.Line().down().length(d.unit / 2).at(lm2596.pin3))
d.add(elements.Resistor().label("7.4V").right().label("Vout"))
d.draw(show=True)
エラー発生
AttributeError: module 'schemdraw.elements' has no attribute 'shape'
shapeというattributeはないようだ。Rectangleがshapeに変わったが、エラーのまま。
やはりCHAT-GPTで電子回路を生成するのは難しいようだ。
ここでpython出力は諦めてテキストで説明してもらうことにする。
CHAT-GPTに質問 その５
Q:LM2596とArduinoを接続する回路をテキスト表示で教えて
A:LM2596とArduinoを接続するための回路は、以下のようになります。
LM2596のピン配置:
GND
Vout
ADJ
Vin
Arduinoのピン配置:
5V
GND
回路の接続手順:
Arduinoの5VピンをLM2596のVinピンに接続します。
ArduinoのGNDピンをLM2596のGNDピンに接続します。
LM2596のVoutピンから出力電源を取得します。
この接続方法により、LM2596はArduinoからの電源供給を受けて、安定した電圧を出力します。出力電源はLM2596のVoutピンから取得できます。
この接続により、Arduinoは安定した電源を得ることができます。LM2596は入力電圧を降圧することで、Arduinoに必要な電圧を提供します。
なお、回路を組む前に各部品のデータシートや回路図を参照し、正確な配線と部品選択を行ってください。
課題
一見あっているように見えるが、よく見るとLM2596（降圧回路）の入力がarduinoの５Vとなっている。おかしいため、出力と入力をハッキリして再トライ。
CHAT-GPTに質問 その６
Q:LM2596を出力とし、Arduinoが入力となる電源回路を教えて
A:以下は、LM2596を使用してArduinoに電源を供給するための回路図です。LM2596は降圧レギュレータとして使用され、Arduinoに必要な電圧を供給します。
+-----------------------+
| |
| LM2596 |
| Vin Vout |
| | | |
| C1 C2 |
| | | |
| +-----+------+
| |
| |
| |-----|------| Arduino
| | | |
| GND Vcc |
| |
+----------------+
この回路では、以下の要素が含まれています:
LM2596: 電圧降下レギュレータとして使用されます。Vinピンに入力電圧を接続し、Voutピンから出力電圧を供給します。
C1, C2: 入力および出力のキャパシタ。これらは安定化およびノイズフィルタリングのために使用されます。
Arduino: LM2596の出力電圧（Vout）をArduinoの電源ピン（Vcc）に接続します。
回路の組み方:
LM2596のVinピンに電源入力を接続します。Vinピンは入力電圧に対応しています。入力電圧を適切に設定してください。
LM2596のGNDピンにArduinoのGNDピンを接続します。これにより、電源の共通地が確保されます。
LM2596のVoutピンから出力電源を取得し、Arduinoの電源ピン（Vcc）に接続します。
この回路を使用することで、LM2596から安定した電源がArduinoに供給されます。適切な入力電圧を設定し、Voutピンから出力電源を取得してArduinoの電源ピンに接続することで、Arduinoの動作に必要な電力供給が行われます。
なお、実際に回路を組む際には、各部品のデータシートや回路図を参照し、正確な配線と部品選択を行ってください。また、電源容量や回路の安全性についても考慮する必要があります。
課題
C1,C2はVIN,VOUTとGNDの間に入るべきだが、絵がちょっとおかしい気がします。
まとめ
適切なプロンプトを入力しないと、まともな答えが帰ってこない。やはり内容を知った上でエンジニアが楽をするようなことに使用すべきで、初心者がそのまま鵜呑みにするような使い方は出来なさそう。プロンプトのエンジニアが必要というのも頷ける。