自作♪Smart Digital Tachometer デジタルタコメーターHUD機能付

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デジタルスピードメーターの自作はこちら．
http://goo.gl/F4l24l
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自作のデジタルタコメータです♪　以前１度作りましたがプログラムと基板データを間違って消しちゃったので、１から作り直してみました（＾＾；　ドジ．

同じ物を作ってもおもしろくないので、基板は市販の７segとぴったり同じ大きさで作ってみました．ボタンがないと設定とかいろいろ不便なので、ボタンの分だけ横幅が少し広がってます．基板会社にはブラック基板で製作をお願いしてみました（＾ー＾ｏ　基板の自作はワクワクします．

電子回路もプログラムも初心者だけど、気が向いた時にコツコツと進められるので、趣味の一つとして楽しめますね！

回路は非常にオーソドックスなので特別な事は何もありません．ハード構成は最小限にとどめて、他の全てをソフトウェアに実装しました（＾＾
単独のタコメータとしてはこれほどまでに設定できる市販品はそーないんじゃないかと思う物に仕上げてみました．

今回使ったマイコンはPIC16F88というものです．難しいことは何もやらせてないので、チープなマイコンで必要十分．容量もこのクラスとしては大容量なので、今回みたいにたくさんの機能を盛り込めます．

文字を表示させるときにいちいち出力を考えないで済むように、アルファベットや数字のASCIIテーブル（bit matrix）をROMに内蔵してみました♪表示関数もこさえたのでこんな感じで呼び出して、7segディスプレイに簡単に表示できます．
文字表示関数→　SetChar7seg("Abcd");

操作は２個のボタンを使って行います．ボタンを”シングルクリック”だけではつまらないので、ダブルクリックやトリプルクリックを認識するアルゴリズムも実装してみました．メニューの呼び出しはダブルクリックで行います．

【MCU】
PIC16F88（4KWORDメモリ内蔵）

【配線】
only 4 wires!
1)12V(10 to 14V)
2)GND
3)回転信号(pulse)
4)イルミシグナル

【仕　様】
※全て設定メニューから変更可能

1) 回転パルス：
　　1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0 [パルス/回転]
　　※４サイクル車 ： 2／3／4／6／8気筒
　　※２サイクル車 ： 1／2／3／4気筒
　　※プログラムにより種類を増やすことも可
2) 表示分解能：
　　1, 2, 5, 10, 20, 25, 50,100,200,250[rpm]
3) HUD（ヘッドアップディスプレイ）：
　　ON / OFF
4) 夜間減光（イルミ信号より判定）：
　　輝度→10,20,30,40,50,60,70,80,90,100 %
　　※SoftwarePWMによる可変Duty制御で実装
5) 更新時間（リフレッシュレート）：
　　1,5,10,15,20,25,30,50 [about x0.25 Hz]
6) ゼロサプレス:：
　　ON / OFF 　例："0825" → " 825"

※各機能別動作は、動画内のリンクか下記からどうぞ．
http://www.youtube.com/watch?v=XeMSvJw1q7Y

作ったプログラムがうまく動いているかシミュレーションします．32Hzで959rpmを表示してます．　理論計算では、31.97Hzで959rpm．　0.033Hz以下の誤差なので、正しい値を表示することになります．

きっかり100Hzを送り込むと3000rpmを示し、280Hzを送り込むと8400rpmを示してくれます．ばっちりですね！

計測エラーには、量子化誤差が乗っかってくるので”誤差”は必ず出ます．が、マイコンの周波数が高いので、矩形波周期TをΔtで除した残りカスは極わずかとみて問題ありません．まぁ～小数点以下の表示がないので目くじらたてなくても良いでしょう．

7segの表示切り替えはロジックアナライザで調べてみると、コレも設計値通りに切替（2msec）が実行されています．

ノイズキャンセルはソフトウェアで実装してみましたが、ハードウェアでも武装できるように、基板パターンに余剰回路を組み込んでおきました．

パルス係数"2.0"の車では、9000回転で300Hz程度の周波数となります．この波形をなるべく崩さずにオーバーシュートやアンダーシュートを起こさないためのコンデンサ値を決めてあげます．

でもソフトウェアで何とかできるだろうと思っているので、基板にコンデンサはのっけてません．しかしながら、車載でもしっかりと計算できているようです．

ちなみに、インパルス的な大きなゲインを持った高周波ノイズはソフトウェアで除去してます．画像のノイズ除去アルゴリズム（メジアンフィルタ）を実装しています．簡単なアルゴリズムですが、、こういったノイズには非常に強力に作用してくれます．

離散データのソートアルゴリズムは、簡単なバブルソート方式を使ってみました♪

メジアンフィルタ（Median-filter）はｎ次元に簡単に拡張できるので、平面や空間データにも適用できますね．でもデータ数がｎ乗倍になるけど・・・
※参考URL
http://www.librow.com/articles/article-1

化粧パネルを作るとしたらこんな感じが良いですかね♪コの字の間にユニットを両面テープで挟む感じ．直射日光が当たって見にくくならないよーにするために、ヒサシをつけるとこんな感じ．

基板サイズは、市販の７segにぴったり合わせて短辺は19mm、長辺は61mmとコンパクト！　ユニバーサル基板に組むのはあまり好きではないので、今回も基板作っちゃいました．

今日、実際に車両に取り付けて確認してみましたが、6500回転でもちゃんと実際のタコメータに追従して（というよりはデジタコの方がレスポンスは良い）きちんと動作してることが確認できました．　これ以上の高回転はサーキットでお試しですかね．

デジタルタコメータが実用的？かどうかはあまり問題ではありません．なぜなら、黒っ９がほすぃ～と思う物を作っただけですからぁ～♪

自分が考えたとおりに理論的に正しく動作して、実車に接続してちゃんと動く．　それだけで十分満足ですね！　　電子工作やプログラムは全くの門外漢な黒っ９だけれど、成功するとうれしくなっちゃいますネッ！

そうそう、Ａｍａｚｏｎでポチっと注文した音声合成モジュールが届いたので、先日購入した動画編集ソフト（Edius6.5）に、早速インストールして使ってみたのが今回の動画です．　なんか、おもろい（＾＾

コンデジの解像度が低くて
色があせて見えるのが玉に瑕・・・

今回使ったPIC16F88は、こういったちょっとした小物デバイスを作るにはもってこいのマイコンですネッ．

ちょっと恥ずかしいけど、ソースはこんな感じで書いてます（＾＾；

PIC16F88は4Kワードと大容量なのでいろんな機能付けても８５％程度の容量消費で済んでいます．

◆PIC16F88 datasheet
http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?product=PIC16F88





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音声合成アプリを使った動画はこちら．
http://www.youtube.com/watch?v=6czVIdgWRA8

基板は面実装部品で構成。PIC16F88の値段が高いので、PIC16F1827に変更して高精度内蔵オシレータ32MHzで駆動しています。
※耐候性樹脂（耐紫外線・耐熱）を使った3DP製カバーも製作