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今週は少しずつレベルコンバーター基板の回路修正、ノイズ対策、およびそれらの確認等を行っていました。写真のように電源/ダミーの可変抵抗をつないで動作確認までは終わったので、あとは取り付けて結果を見るだけです。今週末にでも試してみましょう。

いまさらですが、ここでレベルコンバータの説明を...
データーロガーで使用しているマイコンには、センサーなどからのアナログ電圧をデジタルに変換するためのA/Dコンバーターが内蔵されています。そしてこのマイコン(PIC24)では入力できるアナログ電圧が0Vから3.3Vまでと決まっています。
マイナスの方は試していませんが、3.6V以上をA/Dコンバータに入れるとマイコンがリセットされることを確認していますので、車でよく使われる5Vや12V系の信号は、そのままではマイコンに接続できないことになります。そのため5V系なら0.66倍、12V系(実際は最大14V台)なら0.33倍(程度)に電圧を下げる、レベルコンバータが必要になるわけです。



あとはついでにデータロガーのファームウェアをちょっとだけ修正。
たま～にですがデータロガーからPCにデータが来なくて反応しなくなることがあるので、Watch-Dog Timer(WDT)機能を有効化しました。
ひょっとしたらUSBの通信側の問題かもしれませんが、USB端子の接触不良(車の振動)によるもののような気がするので、自動的に復帰するようにということで実装してみました。

部品をあさっていたら、こんなこともあろうかと買っておいた表面実装用のチップダイオードが出てきました！
抵抗や3端子レギュレータは大きな物(7805)しかなかったのですが、まあいいやと改造実施！
(3端子レギュレーターと電解コンが2階建てなのがちょっと...)

エアフロ信号線は使わないアナログ用のビデオケーブル(同軸)を流用することにしました。
どうせエアフロ信号自体は周波数が低いので、ケーブルのインピーダンスは気にしなくても大丈夫なはず。

というところで一通りの製作は終わりましたが、ダイオードの極性チェックやショートのチェックは明日にでもやりましょう。
(ちなみにダイオードは、中央やや下にありますよ)

レベルコンバーターを実際に取り付けてみましたが、色々と不都合が...。

まずエアフローセンサーの信号線ですが、どうもノイズを拾うようで接続しただけでエンジン不調になりました。
これはレベルコンバーターへの分岐配線が短めなのでシールドをつけなかったの、TurboAccleratorコントローラーへの分岐(これもシールド無し)もあったのが原因のようです。とりあえずレベルコンバータへの配線はつないでいても、(今までは問題の無かった)TurboAccleratorコントローラーへの配線を切ったらエンジンがかかるようになりました。
対策としては分岐配線をシールド付きにするのと、TurboAccelerator用配線はECU配線から直接取らずにレベルコンバーター内のボルテージフォロワーから分岐させる方向で考えますが、後述の問題があるため対策は後程実施することにします。

次はレベルコンバーターに接続したセンサー信号のECUエラー(Check Eingine)多発。
最初のIGN-ONでは、OPアンプが入力不定(ハイインピーダンス)の状態になっているのかボルテージフォロワーの出力電圧が電源電圧、もしくは中間電位になってしまうようです。
(デジタル回路のラッチアップのように、自然に正常状態にはならない？)
直接的には下流にあるマイコンのA/D入力に定格以上の電圧がかかり、マイコンがリセットされる問題が発生します。
ただセンサー信号はOPアンプの入力接続されているので本来は入力側に電圧異常等の影響は出ないはずなのですが、なぜかCheck Engineが点灯してしまうのが謎です。
これもOPアンプ入力にテスターをつなぐと正常動作になってしまうので、何らかの原因で入力側にも電圧が出てしまって、ECUでセンサーの電圧異常として検出されているようです。
これもイグニッションのON-OFF-ONにすると正常動作するので、最初のON時だけの問題に見えます。
対策としては、OPアンプの入力に入力インピーダンスに比べて十分に低い直列抵抗を挿入したり、これはOPアンプの入力電圧が想定範囲外にならないようにダイオードなどで、GNDとターゲット電圧(+α)間にクランプすれば解消すると思うので、テストしてみましょう。


まあそれほど時間は掛けていませんが、エンジン不調とセンサーエラーの原因きりわけで時間を取ってしまいましたが、暫定では動くようになりました。本格的な装着は、そこそこ手直しが必要(部品が揃わない)ので来週以降に持ち越しになりそうです。




インジェクターのセンシングテスト、全然やってないや...。こっちはF/Wにバグが残っていそう。

あと純正の圧力センサーは、1.2kg/cm^2位(?)で飽和しているみたいですね～。
少なくともオーバーシュートで100%に張り付くのは確認しました。
せめて2kg位まで測定できるセンサーに変更しないといけないのと、ブースト制御を考え直さないと。

ロガーのファームウェアですが、A/Dコンバータについては既にフルチャンネル分のスキャンをしていたので特に手を入れる必要はありませんでしたが、インジェクターのセンシングをするために開弁率等を測定する実装を入れてみました。

マイコンはPIC24ですがInput Capture(IC)という機能を使うと信号の変化点で割り込みを掛けてくれるので、インジェクターが開くFall Edge部分と、閉まるRise Edge部分をトリガにして計測します。
開弁率が100%のままや、(エンジンが回っていない)0%の時は割り込みが掛からないので、これらは別にタイマによるタイムアウトをフラグでチェックするようになっています。(画面には無し)
＃マイコンはus(マイクロセカンド)単位に動作するのに対して、エンジン制御はms(ミリセカンド)単位なので測定が可能なわけですね。


あとはA/Dコンバーターで取り込むインマニ圧や水温センサーの電圧は、圧力や温度に変換する必要があります。マイコン上で変換してもいいですが、logの計算なんかをマイコン上でやらせたくないので、PC側に送った後に計算式、もしくはテーブルで変換して求める予定です。
ということでPC側のソフトは、ではとりあえず電圧表示だけ出来るようにしておきました。
これで校正用データを取って、サーミスタの計算式やECU内部のデータ変換テーブルが正しいか検証してから実装するつもりです。

週末はECU配線から分岐をだしてロガーに接続し、テストまで持ち込みたいものです。

ということで？、データロガー用の電圧変換のレベルコンバータ、大体完成しました。
配線やコネクタを追加後に、OPアンプを実装して、一段目のボルテージフォロワの動作確認、2段目の間に入っている多回転VRの調整と2段目出力のチェックを行い箱入れまで終了。(写真右側)
今回はOPアンプはJRCの2119Dを使いましたが、単一電源動作でぼちぼちの精度なのでデジタル回路と相性がいいです。(マイコン側が10bit A/Dなので余り凝ってもしょうがないとも)

変換後の電圧をを受けるロガー(写真左)についても、少し手を入れました。
以前にGセンサーを別体に変更したんですがその前のGセンサ用ソケットが残ったままだったので、これを撤去して空き地にレベルコンバーターからの入力を受けるソケットを増設しました。
とりあえず4ch分の一個だけですが、もう一個コネクタを増設できるように造成しておいたので、また後日増設しましょう。

今日はギボシ端子が品切れだったので車両には取り付けていないですが、来週辺り取り付けて見ましょうかね。
まずは5V→3.3V変換を4ch分なので、エアフロー、スロットル開度、水温、インマニ圧を考えています。
次の4Chで、A/F(現在貸し出し中のIntegral DM-20M)、燃料(12V)、点火信号、K型熱電対アンプを組んで排気温度辺りを接続したいなあと。
インジェクタはよく考えると十分にECUのドライブ能力がありそうなので、レベルコンバータ無しの抵抗分割だけでマイコンに入力できそうなので、来週までにデータロガーの配線しておくことにします。

あと何かつながなきゃいけないものってあったっけ？
＃クランクパルスは回転信号として入力済み、カムは要らんよね？


その先は、4輪ごとの車高や回転パルス？
＃ABSセンサをつけなきゃいけないので、かなり面倒(ナックル/ハブ交換とと)