2013年4月アーカイブ

シフトLEDと警告灯センサーの回路です。

こちらはシフトLEDです。

AVRマイコンのRB1-7(上の図ではRB0-6となってますが間違いです）の出力をトランジスタアレイ（TD62083APG）で受けて、外部電源の5VでLEDを発光させています。

LEDは色によって見た目の明るさが異なるようなので、抵抗で明るさを調整しています。

こちらは警告灯センサーです。

外部電源の5Vを抵抗とCdSで受けて按分した電圧を、環境光用のCdSの電圧とコンパレータで比較し、結果をマイコン（PIC16F88）に入力しています。

環境光用のCdSにつながる抵抗は半固定抵抗にして、感度の調整ができるようにしてみました。

実際に試してみると、CdSの感度のバラつきが結構あり、多めに購入したCdSからできるだけ特性のそろったものを選別して使用しています。

マイコンでは、入力された12ビットのデータをシリアルデータとしてAVRマイコンに送信しています。

シリアル通信の形式はこんな感じです。

CSとCLKはAVR→PICで、DATAはPIC→AVRです。

AVR側からCSを１にした後、CLKでクロックを送ります。

PIC側ではCSが１になるのを待ってから、CLKが0→1でCdSのデータをDATAに出力し、CLKが1→0になるを待ちます。

これを12回繰り返して最後にCSを1→0にして1回の通信が完了します。

CLKの周期は少し余裕をもって400マイクロ秒にしていますので、1回の通信に要する時間は約4.8ミリ秒です。

連続して通信すると、最大毎秒20回ですから警告灯センサーの用途としては十分な速度です。

この構成だと、固定抵抗1個では調整が難しいようで、少し不安定な反応となってしまいましたが、とりあえずこれで試してみるつもりです。実験結果によっては、CdSをフォトダイオードに変えないとダメかもしれません。

PICのプログラムはこちら。

シフトアップのタイミングをLEDの点灯で教えてくれるシフトLEDです。
このパネルをAndroid端末にかぶせて使います。

左右7個のLEDは端から緑緑緑黄黄赤赤 赤赤黄黄緑緑緑とならんでます。
エンジン回転数と連動して点灯し、低回転では緑色、高回転では赤が付きます。赤が点いたらシフトアップです。

裏面は配線隠しと端末の液晶面の保護を兼ねて、フェルト貼りです。

電源コントローラです。

車載機器の電源は細々とした制御が必要になります。
この電源コントローラの機能は、こんなふうです。

2種類の電圧出力
クルマの電源は12Vバッテリーですが、停止中は13Vから13.5Vほどで走行中は14Vから15Vぐらいの電圧になります。
この電源からマイコンやセンサーを動作させるための5Vと、Android端末を動作させるための3.7Vを出力します。

・3.7Vライン
Android端末の電源はUSB端子で供給するので通常5Vですが、今回はUSB端子を通信用に使用するので使えません。
そこで、うまく動作するのかわかりませんがクルマのバッテリーをそのまま端末のバッテリーにしてしまおうと、端末で使われているリチウムイオンバッテリーと同じ3.7Vに降圧した電源を直につなぐ計画です。

・5Vライン
こちらは、マイコンやLEDの点灯用なので容量はさほど必要ではありません。

キー連動
5Vラインの方は、クルマのキーに連動してON/OFFになります。単純な連動だと電源の電圧変動に弱いので、タイマーでアクセサリー電源の電圧を監視しています。
電圧が低下して2秒間後に、パイロットLEDを点滅させ、10秒後に供給を止めるようになっています。

電圧監視
Android端末は起動に時間がかかるので、常時起動のままにする予定です。
でもそれでクルマのバッテリーが上がってしまっては不味いので、バッテリー電圧を監視しています。
13.5Vを下回るとLEDがゆっくり点滅して、電圧低下信号を端末に送ります。
13.0Vを下回るとLEDが早く点滅して、10秒後にすべての電力供給を停止します。

回路図です。
端末の消費電力いかほどかわかりませんが、大きい画面サイズの機種ではパソコンのUSBからでは充電できないので、200mA以上は流れるようです。市販のUSB電源アダプターでは、iPad対応の大出力をうたう製品で1Aほどで多くは500mA程度のようです。12V電源から3.7Vを4Wで出力すると、3端子レギュレータでは損失がばかになりませんので、5Vへの降圧にはスイッチングレギュレータを使っています。

電圧の監視とON/OFF制御にはPIC16F88を使用し、A/Dコンバータで電圧を測定してリレーを制御しています。
5Vから3.7Vに降圧するレギュレータPQ20RX11にもスイッチ機能があるので、3.7Vラインのリレーは不要だったのですが、機械的にカチッ！と音がする方が好きなので。

基板部品面
レギュレータの放熱器が大きすぎてケースに入りませんでした。今はケースにICをねじ止めしてケースから放熱するように変更してあります。

基板配線面
まだまだ下手ですが、だいぶ配線ができるようになってきました(笑)

ケース背面

左から、電源入力、3.7V出力、5V+電圧低下信号出力です。
トップ写真の前面は、左が強制電源ONスイッチ、右が主電源スイッチ、中央がパイロットLEDです。

PIC16F88のプログラムはこちら (power.asm)

車載PC Playerの制作も途中ですが、こんどはクルマのメーターパネルを作ってみることにしました。
きっかけは、ELM327 Bluetoothアダプタを買ってみたことで、これを使って遊んでみようという単純なお話です。

クルマ系の話題なのでみんカラの方に少し前から書いていましたが、だんだん工作面が強くなってきたのでこちらで書くことにしました。

これをクルマのOBD2ポートに接続すると、Bluetooth経由で主要なデータを取得することができます。
例えば、エンジン回転数、冷却水温度、走行速度、などなど。

これが標準状態のメーターパネルです。

ここに適当な大きさのAndroid端末を置いて、

オリジナルアプリでELM327から受信したデータを表示します。

周りをお化粧すると出来上がりという計画。

全体の構成はこんな感じで。

現在の進捗は、Androidアプリの作成がほぼ完成して、周辺機器と格闘しているところです。