Arduinoでデジタルメーターを作ろう その1・本体編

Arduinoで自動車用のデジタルメーターを作ってみました。
その名も『NEOデジタルメーター』です。
自動車電子機器メーカーで廃盤となっていて高値で取引されているレアなシフトインジケーターをArduinoで再現。車速線とエンジン回転線のある車種に対応

★3つの運転支援モニター(７セグメントディスプレイ+LCD or 有機ELキャラクタディスプレイ+OLEDディスプレイ)
★【7セグ】スピードメーター・タコメーター・ギアポジション(シフト)インジケーター・走行距離(トリップメーター)・運転時間
★【5連バーLED】車速orエンジン回転計 (グリーン&レッド)インジケーター
★シフトアップ・REV レッドLEDインジケーター
★最高車速D.P点滅インジケーター
★停車時間カウント機能(信号待ちや渋滞時など車速0km/hの状態で1分経つと停車時間を表示)
★外部スイッチや車速などにより2つのリレー制御(12V対応)が可能
ルーフスイッチを指で押し続けなくてもワンタッチでスマートにルーフのオープン・クローズ制御がオートで出来る
『スマートオートルーフ機能』『ルーフ動作アニメーション表示&音声アナウンス』＜ダイハツ・コペン用＞
★様々な車速パルスやエンジン回転パルスに対応
★AT,MT,CVTのギア(シフト)ポジション表示に対応
★前回の走行距離・運転時間を記録(1km以上走行すると記録します)
★オイル交換時期、フィルター交換交換時期通知
★30分毎もしくは50Km毎のメロディー&音声アナウンスでの安全運転サポート
★「おはよう」「お疲れさま」などのあいさつ&運転時間&時報音声&自宅到着アナウンス
★サブディスプレイ(OLED)による安全運転サポート&ルーフ動作アニメーション表示
★【OLED】前回走行履歴・車速・エンジン回転数表示・時計・運転方向・目的地距離
★SDカード記録対応 GPS走行軌跡ロガー(GPS衛星を利用して走行した経路を記録する)
GoogleEarthで走行軌跡の閲覧可
★GPS情報表示(経度・緯度・標高・日時・運転方向＜コンパスと東西南北漢字表示＞・補足した衛星数)
★方向音痴の方に便利な3種類の簡易コンパス＜方位磁針＞機能(運転方向・目的地の方向・目的地までの直線距離を計測)
★3つのモニター(I2C,SPI)とSD(SPI)、時計(I2C)、DFPlayer(UART)、GPSモジュール(UART)を接続していますがそれぞれの動作の遅延はありません
★日本語(漢字とカナ)表示と音声に対応

Arduino Mega 2560 PRO MINIです。
基板小さい、ピン多い、メモリたっぷりです。
前作品のPICマイコンと比べるとArduinoは基板が大きくなるもののUSB対応で16MHzの水晶発振子付き、リセットボタン付き、LED付き、ネットにライブラリがあるし他のArduinoとの互換性もあるのでプログラミングしやすいですね。
ちなみにPICはというと取り外し器具に書き込み装置が必要でその時にピンが折れやすい、そしてデーターシートは英語でPICマイコンの種類毎に解読が必要。コンフィグレーションの設定が面倒。

完成

設計図
ここら辺は手書きでアナログ。
ダイソーの方眼紙が便利。
電子機器のプロの方、電子工作に興味のある方、暇な方は解読してくださいね。
基板を裏返してはんだ付けすると位置が左右逆になるので注意しよう！！(経験者は語る)

<使用電子部品>
・抵抗
・PNPトランジスタ 2SA1015
・NPNトランジスタ 2SC1815
・5.1Vツェナーダイオード
・ツェナーダイオード1N4148
・セラミックコンデンサ 0.1μF
・フォトカプラ TLP627
・ロープロファイルピンヘッダ DPH-2580-LP77
・ロープロファイルピンソケット DPS-2550-LP57
・絶縁スペーサーSPA-310
・トラス小ねじM3x6mm

おもて
基板に直接arduinoを半田で取り付けると間違えた時に半田の取り外しに苦労することになるのでソケットで簡単に取り外しが出来るようにします

うら
ポリウレタン銅線0.4mm使用
半田ごてで被膜を溶かした部分だけ通電するので細かい作業には便利な銅線です。

配線たっぷり。スパゲッティじゃなくてパスタ状態。
もはや自分でも訳ワカメ(死語?)
※半田の流し過ぎで隣同士が接触してショートに注意しよう！

●Arduino mega2560 pro
・フラッシュメモリ 256KB
・SRAM:8KB
・車速:1,2,4,8,16,20,25パルス対応
・エンジン回転:1,1.5,2,3,4パルス対応
・車速,エンジン回転数 840Hzまで測定可
●モニター画面
・７セグメントディスプレイ+5連バーLED+シフトレジスタ(74HC595)＜SPI通信＞
・LCD(有機EL)キャラクターディスプレイ(16桁x2行)＜I2C通信＞
・1.3インチOLED(横128X縦64) チップ:SH1106 ＜I2C通信＞
●サウンド＜UART通信＞
・MP3プレイヤー DFPlayer mini
●時計＜I2C通信＞
・時計モジュール DS3231 RTC
●GPS＜UART通信＞
・GNSS(GPS･GLONASS･QZSS)受信機 みちびき2機対応AE-GNSS-EXTANT
・GT-502MGG
・GT-902PMGG
・L76X_GPS_HAT
●SD＜SPI通信＞
・KKHMF Micro SD TFカードメモリシールドモジュール SPIマイクロSDアダプタ