バイクのインジケータを自作する(2)

前回のおさらい

大学の卒業研究に時間を取られてかなり日が開いてしまいました。

さて、前回はおおよその基本設計を決めたので、細かいところを詰めたり回路を組んだりしたいと思います。

センシング回路

回転数パルス

イグニッションコイルにCTセンサを取り付けて電磁波ノイズを拾えるか試してみます。回路はこちらの記事(http://iizukakuromaguro.web.fc2.com/358_ign/358_ign.html)を参考にしました。

CTセンサで拾ったパルスをフォトカプラでスイッチングしてますね。フォトカプラを使うことで電気的に絶縁したり、内部LEDのVf以下のノイズを除去する効果があるようです。また、CTセンサと並列に入っている整流ダイオードは、逆起電力で生まれた電流を逃がすためのものらしいです。これを入れないとフォトカプラの逆耐電圧を超えるのかな？一応入れておきます。

結果がこちら

オシロCH1が整流後の波形、CH2が整流前の波形です。 CH1はマイコンに入力するときにプルアップしてるので反転してます。ちゃんと不要なノイズが除去されていますね。試しにこのパルスを一定周期でサンプリングしてrpmに変換してみると、なかなかそれっぽい値を取り出せました。

ニュートラル信号

回転数パルスと違って、ニュートラル信号は車体の配線に割り込ませて引き出してくる必要があります。バイク屋さんに相談したら、スイッチスイッチから取るよりカプラに割り込ませた方がよいらしいので、タンク下のカプラを加工することにしました。

ACC信号(BR色)->ニュートラルランプ->ニュートラル信号->ニュートラルスイッチ(LG色)となっています。ついでにACC信号も取り出しちゃいましょう

これなら素手でも元に戻せます。

クラッチ信号

前回はACCに接続されていないことが原因でマイコンに入力できずにいました。解決策として、クラッチスイッチを5極リレーの1次側に置き換えます。そして、元のクラッチスイッチをリレー1次側のスイッチとします。下の図にはありませんが、リレー2次側をスタータロックアウトスイッチに繋ぐことで、安全装置を動作させます。

スイッチング用のMOSFETは基板側に実装します。エンストしてエンジンをかけ直す時、このリレーが壊れているとクラッチを握ってもエンジンがかからなくなるのが怖いですが.......。まあニュートラルに入れれば今まで通りなのでいいか。

外装

防水を考えるとなかなか悩ましいのですが、Amazonでよさげなものを見つけました。 (https://www.amazon.co.jp/gp/product/B08RNDPT59/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o00_s00?ie=UTF8&th=1)

85x58x33のエンクロージャボックスです。多分屋外配線とかに使うやつ。配線の引き出しはタカチのケーブルグランドを使う予定です。

回路設計

KiCADでもりもり回路を組んでいきます。スペースの都合上、ピンヘッダで接続する2段構造としました。

1段目のドライバ回路でDC/DCコンバータを使ったマイコン用5V電源の生成や各種信号の入力・スイッチング、LEDの制御を行います。 LEDの制御には8bitシフトレジスタを使ったダイナミック点灯を採用します。今回使う7セグLEDは共通端子がまちまちなので、スイッチング用のトランジスタアレイはソース・シンクタイプを両方のせています。 2段構造にしたことで、LED表示回路だけを挿げ替えることもできますね。

レイアウトはこんな感じ

もうパンパンです。一部表面実装部品があるので手はんだできるか不安です。

まとめ

車速パルスだけ拾えるか試せていないのですが、まあ12Vのパルスが出てくるだけだと思うので大丈夫でしょう。 (オシロスコープ抱えてバイク走らせるわけにはいかないし......。)

基板は発注したので、もろもろの実装やプログラミングは次回以降にまとめたいと思います。

てるろぐ

電子工作/3Dプリンタ/自作PC