車載PC Player - 13 - ハード構成再考

PC
やはりALIX3D2がいちばん適しているように思います。

類似した製品は組み込み用にいろいろな種類が市販されていますが、決め手はMPDの動作実績があり安価で電源電圧が7V-20Vと幅広い事です。
車載の場合、電源が不安定な12Vだけですから安定化して使用することを考慮すると、実質的には10V程度の電圧に抑えたいところです。昇圧回路を組めばもっと高い電圧も使えますが、減圧の安定化電源よりも何かと面倒が多いし、使用できる電源素子も限られてきますから7Vから使用できるというのは重要です。
ただ、ALIXボードは周辺機器の接続ポートが少なくSATAがないのが問題です。USB/SATAの変換アダプタか、mini-PCI用のSATAアダプタが必要になります。

本体パネル

本体の操作パネルはこんなイメージで。VFDはノリタケ電子のSCK256X32D-3100-Aを予定

左からPOWERは電源、SELECTはFMとMP3切換え、VOL UP/DOWNで音量、STOPで再生停止、EXIT、ENT、COLTROLで選曲と選局、ENT長押しで再生開始です。
CONTROLはロータリーエンコーダ(アルプス電気のEC12E2420801)、他はタクトスイッチを使います。

FMチューナー

これがFMチューナーモジュール。1円玉より小さいです。これの制御は3線のシリアルかI2C通信で行います。

電子ボリューム

電子ボリュームは、多機能な物は制御も面倒そうなのでシンプルで性能のよいLM1972を使おうと思っています。LM1972も3線のシリアルでコントロールします。LM1972は2chなので6chのコントロールには3個必要になりますが、仕様によるとデイジーチェーンで多数接続できるとの事。

セレクタ

オーディオ信号を切り替えるだけなので2回路2接点のリレー(941H-2C-5Dなど)で良さそうです。PICから直接リレーを動かすのは無理っぽいのでトランジスタで増幅する必要があるかも。リレーとPICの仕様を見ないと。

PICとその周辺

PICで制御したい周辺機器は、上記のFMチューナ、電子ボリューム、セレクタリレー、本体の操作パネルです。
必要な制御線は本体操作パネルのロータリーエンコーダで2、電源以外のタクトスイッチで6、電子ボリュームの3線シリアルで3、FMチューナーの3線シリアルで3、セレクタリレーの1で計15本と、PCとの通信用ポートが必要になります。カタログを眺めると18ピンではI/Oが足りないので28ピンのPIC16F873Aが使えそうです。
PICは使った事がないので勉強中ですが、こんな感じで良いのかな？

１ 初期化

２ SELECTスイッチピン読み取り

    2-1 ONだったらPCに送信

    2-2 9へジャンプ

3 VOL UPスイッチピン読み取り

    3-1 ONだったらPCに送信

    3-2 9へジャンプ

4 VOL DOWNスイッチピン読み取り

    4-1 ONだったらPCに送信

    4-2 9へジャンプ

5 STOPスイッチピン読み取り

   5-1 ONだったらPCに送信

   5-2 9へジャンプ

6 EXITスイッチピン読み取り

   6-1 ONだったらPCに送信

   6-2 9へジャンプ

7 PLAYスイッチピン読み取り

   7-1 ONだったらPCに送信

   7-2 9へジャンプ

8 電子ボリューム読み取り

   8-1 変化があったらPCに送信

   8-2 9へジャンプ

9 PCからのコマンド受信待機

   9-1 SELECTERコマンド

       9-1-1 リレーピンを切換え

       9-1-2 2へジャンプ

   9-2 VOL UPコマンド

       9-2-1 電子ボリュームへデータ送信

       9-2-2 2へジャンプ

   9-3 VOL DOWNコマンド

       9-3-1 電子ボリュームへデータ送信

       9-3-2 2へジャンプ

   9-4 MUTEコマンド

       9-4-1 電子ボリュームへMUTE命令送信

       9-4-2 2へジャンプ

   9-5 FM周波数スキャン(UP)コマンド

       9-5-1 FMチューナーにスキャン命令送信

       9-5-2 PCへ受信結果を返信

       9-5-3 2へジャンプ

   9-6 FM周波数スキャン(DOWN)コマンド

       9-6-1 FMチューナーにスキャン命令送信

       9-6-2 PCへ受信結果を返信

       9-6-3 2へジャンプ

   9-7 FM周波数設定コマンド

       9-7-1 FMチューナーに設定命令送信

       9-7-2 PCへ受信結果を返信

       9-7-3 2へジャンプ

10 2へジャンプ

概念的にはこんな感じか。FMチューナとか電子ボリュームは結果を得るのに時間がかかるから、ステータスを使って制御する事になると思います。

PCとPICの接続

懸念のPCと周辺備品の接続は、PICの入門書で勉強したところどうもRS-232Cが使いやすそうです。ALIX3D2にはDB9のシリアルポートが1個あるのでこれを使っても良いのですが、VFDもシリアル接続なので悩ましいところです。

試しにこんな物を調達してみました。

これは、USBポートにつないでPCから14本のピンに書き込みと読み込みができる、USB-IO2.0というものです。
これでPCのUSB経由でPICをつないで通信できるかな？
仕様を良く見ると入力はポーリングしかできないみたいなので、操作パネルの制御には向かないか。USB⇔シリアル変換ケーブルを使った方が良いかな？

電源

必要な電源は

パワーアンプ	+9～+13.5V x 3個
ローパスフィルター	+10～+12V x 2個
FMチューナー	+5V x 1個
ロータリーエンコーダ	+5V x 1個
PIC	+5V x 1個
電子ボリューム	±5～6V x 3個
電子ボリューム 出力アンプ	±6V x 3個
VFDパネル	+5V x 1個
PC	+7V～20V x 1個

全部12V以下ですが、±電源はちょっと面倒みたい。