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先日ブレッドボード上でBluetooth4の無線を使って「電子回路」と「iPhone」をつなげるテストをして成功しました。

せっかくなんで、スクラムに取り付けるための回路を作って無線でECUのデータやらセンサーの測定値やらをiPhone上に表示させてみたいと思います。

うまく行ったのでご紹介…。

簡単に流れを説明するとクルマのECUのデータ（水温センサ信号・アクセル開度・車速センサ等々）やその他センサ類（ブースト用の気圧センサ・気温センサ）の測定データをマイコンで受けて演算します。
演算したデータをBluetoothモジュールを使って無線信号で送ってやります。
iPhoneでそのBluetoothの無線信号を拾ってやって画面に表示させてやります。
当然、無線なのでiPhoneとクルマとは何もつながっていません。


今回自作で作成するのは…
クルマ側は、測定データを受ける「回路」と「マイコンプログラム」。

iPhone側は、無線信号を受けて画面に表示させてやる「アプリ」です。

まずは、クルマ側の「回路」部分。

Bluetoothモジュールは、前回同様「ランニングエレクトロニクス SBDBT5V」を使ってます。USBに市販のBluetoothアダプタを取付けて無線を飛ばしてやるタイプのモジュールです。
Bluetoothモジュールの下に大きなスペースができるのでその下にマイコンが入るように２階建ての回路をレイアウトしました。

今回の表示については、ECUから「水温計」「アクセル開度」「12V電圧」の信号を読み取ります。
ナビ裏から車速パルスを拾って「速度計」を表示させます。
また、去年スクラムに「自作ブースト計を作ってみた」で取り付けた圧力センサを使って「ブースト計」を測定します。
温度センサを使って「外気温」も表示させたいと思います。

回路図はこんな感じ…。


マイコンは、いつものように「PIC16F1938」を使いました。
「マイコンプログラム」は、今回のデータはほとんどがA/D変換での換算なのでマイコンでA/D変換してやって、Bluetoothモジュールにシリアルで送ってやります。

モジュールはシリアルでデータが送られてきたらすぐに無線でそのデータを飛ばしてくれます。

「速度計」については、車速パルスを拾っているので単位時間当たりの回数をカウントしています。ホントはパルス間の時間を計りたかったけどプログラムがめんどくさくてやめた…。

「外気温計」については、「LM61BIZ」という温度センサを今回も使いました。
こんなのです…。




ここまでがクルマ側…。
ここからはiPhoneの「アプリ」の作成になります。

iPhoneのアプリ作成は、Mac上で行います。
開発マシンは、我が家のサブマシンMacBook Air で OSが MacOS X 10.9.2上で行い、Xcode 5.1.1の統合開発環境でプログラミングしました。

今回は、まだできるかどうかわかんなかったんで、数値が出るだけの味気ない画面となっていますｗ

アイコンはこんなのにして…


アプリの画面はこんなのにしました…


最上面のバッテリーの残量と大きな時計表示はiPhoneの内部からデータを取っています。
通勤時は時計表示重要ですｗ

回路のBluetoothモジュールの接続については下の「接続」スイッチをONにするとモジュールを検索し、指定のモジュールが見つかれば接続を試みます。

アプリ起動時は自動的に接続しに行くようにしました。


アプリを起動させて走ってみました。



一週間アプリを起動させて通勤してみました。
表示がおかしくなることが極たまにあります。
電圧計が17.0Vと表示されたり…。
この季節外気温が41℃と表示されたり…。

原因はつかめてるんで、もうちょっとマイコン側のデータの送り方の改善が必要。

でもここまで表示できてデータが送れれば良しとします。

相手がiPhoneなんで色々な表示ができるはず…。
あとは、表示をグラフィカルにしたい…。
でも私に絵心なし…ｗ

私は、20数年来のApple党です。
パソコンは常に1台はMacを所有してます。
携帯電話については、2008年にiPhone3Gが発売されてからはずっとiPhoneを買い続けています。
iPhoneのアプリなら少しは作れます…。

ってことで…。
今回、iPhoneなどで使用されているBLEを使って何かできないかな？って思って色々調べて試作してみました。

BLEっていうのは、Bluetooth4って呼ばれる2011年以降のApple製品に対応しているBluetoothの規格です。それ以前のBluetoothはMFiの承認が必要だったり、なかなか個人では開発しにくい環境にありました。
BLEデバイスになって一気に敷居が低くなって簡単に無線環境の開発が可能になっています。

無線でマイコンのデータをiPhoneへ送信。
逆に、iPhoneのデータをマイコンへ無線で送信。
要は無線でデータを送受信させたいと思います。

BLE通信モジュールは「ランニングエレクトロニクス　SBDBT5V」ってのを今回は使用してみます。基板にUSBの口がついておりそこへUSBのBluetoothアダプタをつけて使用するモジュールとなります。

このモジュールは「PIC24FJ64GB004」というマイコンでデータ通信を制御しています。このマイコンは基板裏側に搭載されています。

結局は、これもPICマイコンなので直接PICKit3につなげることができてプログラムを容易に転送することができます。

 
こんな風にPICKit3つなげてモジュール内のプログラムを更新してやってモジュールの振る舞いを変えることもできます。
今回は最初なんでランニングエレクトロニクスで公開されているプログラムをそのまま使用しました。

 

モジュールのUSBに挿すBluetoothアダプタは「Planex BT-Micro4」っていうアダプタを使用しました。
当然Bluetooth4に対応したアダプタが必須です。

「BLEモジュール」の送受信データを処理する為に「PIC16F1938」というマイコンを今回も使用しました。
「BLEモジュール」と「PIC16F1938」はシリアル通信でデータのやり取りを行っています。

iPhoneがデータを無線送信し、BLEモジュールがそのデータを受信するとモジュールはシリアルでマイコンに送信してきます。そしてマイコンで何らかの処理してやります…。

逆に、マイコンからシリアル通信でBLEモジュールにデータを送るとモジュールは、iPhoneにそのデータを無線で送信します。そしてiPhoneで何らかの処理してやります…。

今回のiPhone側アプリは、写真のような簡単なアプリを作成しました。
でもクルマで使えるように項目は考えて…。

アプリの作成だけならMacがあれば無料でできますが、実機にアプリをいれてテストしようとすると年会費を払って「iOS Developer Program」ってのに参加しなければいけません･･･。
私は、このプログラムに参加しているので実機に入れてテストができます。

このアプリプログラムについてはもっぱら本家Appleの「Core Bluetoothプログラミングガイド」をひたすら参考にしながら作りました。

回路の機能として…。
①アプリ起動すると自動的に「BLEモジュール」を検索し接続する。
②アプリの「LED」スイッチをONにすると、回路上のLEDが3回点滅し点灯する。
③アプリの「LED」スイッチをOFFにすると、回路上のLEDが消灯する。
④アプリの「接続」スイッチのON/OFFで接続と切断が行える。
⑤回路上のスイッチを押すとアプリにてデモ画面がスタートする。
　※デモプログラムはマイコンで0.1秒毎にデータをカウントアップさせて、iPhoneにデータを送っています。

そして作った回路がこれ…（動画撮り下手です）。




アプリはバグ取りも何もしてないので、動きがおかしいところも多いです･･･。

マイコンで作ったデータを通信モジュールで送信してiPhoneまで送ることもできたし、その逆もできた。
 
これを応用して…。
スクラムの「自作デジタルモニターを作ってみた」やモンキーの「自作　モンキーにデジタルモニターを付けてみた」のようなものが作れるかも…。

あとは…。
スクラムの「偽装ステアリングスイッチの作り直し」のような操作がリモコン感覚でできるかも…。

やるかどうかはわかんないけど…。

久しぶりにPICマイコン遊びをしてみました。

いじったPICマイコンは「PIC24FJ64GA002」という16ビットの優れモノです。

「自作　時計＆外気温をルームミラーに映してみた」で使ったPICマイコンです。

このPICマイコンは機能が満載なものですが、上記の回路を作ったっきりであまり極めてなかったので久しぶりに使ってみました。

PICマイコンを作るときは、「プログラム」を記述して「コンパイル」して「PICKit３」というプログラマーでPICマイコンに書込んでいきます。

「プログラム」から「コンパイル」までの作業はパソコンで行います。
コンパイラは8ビットマイコンでは「HI-TECH」を使用していましたが、このマイコンではこれは使用できないため「C30」というコンパイラを使用します。

コンパイルされた実行ファイルをUSBでパソコンとPICKit3をつなぎPICマイコンに転送するわけですが、PICマイコンとPICKit3とつなげる転送用の基板が必要となります。
前述のこのマイコンを使った回路では、実際の基板に直接PICKit3をつなげるように工夫をしていました。
今回のように単独で遊ぶ場合はこのPICKit3と接続する転送用の基板があった方が便利です。

って訳で作りました。
簡単な回路です。PICKit3の先についている基板です。


回路図はこんな感じです。
回路中のLEDはパイロットランプです。電圧が上がると点灯します。


試しにLEDをピコピコやる簡単なプログラムを作って転送してみました。
問題なしです。良好です♪
8ビットのマイコンに比べ転送スピードが、とてつもなく速いです。

ただ、テストでLEDをスイッチでピコピコやったりするだけでは面白くないんでこんなものを使って遊んでみました。



aitendoで買った「OLEDモジュール 128X64/3バス」です。1,300円くらいかな？
前回モンキーにつけたOLED（「自作モンキーにデジタルモニターをつけてみた」）が思いのほかキレイだったので倍の画面サイズのモジュールを購入してみました。

名前の「3バス」っていうのは「パラレル8ビット転送」「SPI転送」「I2C転送」の３種類のバスでデータが送ることができるモジュールです。
今回も前回のOLEDでやった「SPI接続」で制御してみようと思います。
モジュールが前回モンキーで作ったモジュールと同じコントローラーだったので、サクサクと前回作ったライブラリをこのマイコン用に書き換えました。

ブレッドボードでサクサクと回路を作成しました。


128X64の画面サイズなのでスクラムの「自作　デジタルモニターを作ってみた　Ver.2」で使ったグラフィックLCDで使ったデータをそのまま映してみます。
ちょっとプログラムを変更して移植するだけの作業なのでこれもサクサクと…。
んで、できたデモ画面がこれ…。


やはり、OLEDはキレイですね♪


久しぶりに「PIC24FJ64GA002」のマイコンを使ってみましたが。
16ビットなので取っつきにくいですが、慣れれば使いやすい。
特に気に入ったのが「ピン割付」の機能。好きなピン位置に好きな機能を付けることができる機能でこれはうまく回路をレイアウトすれば基板がすっきりすることができそう。
16ビットタイマーも５個あるし、A/D変換もたくさんあるし、SPIも２チャンネル、I2Cも２チャンネルあるみたい。とにかく盛りだくさん…。

今スクラムについている自作の回路たちはむかしマイコンいじりたての頃に作ったモノばかりです。
荒削りのモノも多い…。
8ビットマイコンから16ビットマイコンへの移植もあっさりできたし、今ついてるスクラムのデジタルモニターの画面も移植できた…。
これを機に作り直すかな…。

１１年間所有していたジムニーを売りました…。

理由は、我が家２人免許持ち、クルマ３台がムダということで家族会議で決定しました。



売却先は一般的な買取業者です。
リフトアップしている改造車なので二束三文の売値と思ってましたが、冬という時期が良かったのかまあまあの値段がつきました。

１１年間所有していたということでやはり寂しいです。

１１年前の購入時はうれしくてリフトアップ・マフラー・ホイールをネット購入し取り付けました。ジムニーは構造が単純なので簡単にＤＩＹでいじれます。楽しかった。

購入して２年後にアルファロメオを購入してそのクルマに浮気してたので、ほとんどいじることなく、オイル交換もろくにせずノーメンテで乗り続けてました…。

その後も入替わるメイン車をいじってたので常に脇役でした…。

ですが昨年、家庭の事情もあり『通勤クルマ』として復活が決定。
『みんカラ』にも登録してまたいじり始めました。

Ｍｙブームだった電子回路テストの餌食になったり、２５ｋｍの通勤距離をぶん回して乗り回されたり老体にはかなりきつかったと思います。



ＭＴ車でそこそこ燃費も良いし、スタッドレスでの雪道は無敵を誇ってましたｗ

軽自動車の中では今でも一番好きな車です。
また機会があれば所有してみたい。

またいつか…さようなら…。

今、再びはまり始めた「ホンダモンキー」それにデジタルモニターをつけようとお遊びをはじめました。
「モンキーにデジタルモニターをつけてみた（試作）」


「シリンダ温度」がそれらしい値も出て満足しているんだけど、表示が「キャラクタLCD」ってのがなんとも面白くない…。

「自作デジタルモニターを作ってみた Ver.2」でも使った、「グラフィックLCD」で表示を豊かにしようと思ったけど、結局LCDだとバイクの日光にさらされた環境だと見えにくいのは想像できる。

OLEDモジュール液晶で何かいいものないかな？って探していたら、丁度、みん友さんとその方のみん友さんのブログにいい情報があった！

使えそう。ってことで早速WEBを徘徊しました。

WEB徘徊をすると、OLEDのモジュールって接続方法は大きく「I2C」と「SPI」に分かれてる。

「I2C」ってのは今までに「気圧」「温度」「時計」と色々なモジュールを使ってきたので、すぐ使えそう。

「SPI」の方は、「自作 時計 & 外気温をルームミラーに映してみた」でその速い転送速度にあやかってデータを転送するときに使用したぐらいでモジュールの操作したことがない…。ってことで今回は勉強も兼ねて「SPI」でやってみました。

で、購入したのが写真の「128X32 OLED SPI」です。ものすごく小さいです。でもくっきりして見えやすいです。モンキーサイズにぴったり。とても良い！

一昨日このモジュールが届いて、昨日英語のデータシートとにらめっこして、さくっとライブラリを作成してあっさり表示できました。今まで使ってきたグラフィックLCDと表示方法は大差ないですが、このモジュールのコントローラの「SSD1306」って表示範囲の指定ができたり、「縦方向に描画」「横方向に描画」「ページ毎に描画」など設定が自由にできて使い勝手は良さそう♪

使用してみた「SPI」通信は「I2C」通信よりも単純に通信が行えます。
I2C通信は、送信毎に信号のやり取りをする必要がありちょっと複雑。SPI通信は特に決まった手順もなく単純にデータ転送が行えます。単純ってことはコード次第で速度があげれるってこと。
だけど、通信線を減らしたいときには「I2C」は有効なんですがね…。

「SPI」は、CPUのクロックに乗せてデータを転送するので性能の良いPICを使うと結構なスピードが出ると思います（「自作 時計 & 外気温をルームミラーに映してみた」で実証済）。


今回使ったPICは、これまた家にある余りもので「PIC16F1938」を使用しました。こいつはPLL回路を内蔵し最大32MHzまでスピードが出ます。それと、今回もグラフィックを扱うので文字データが大きくなりますが、こいつはメモリ領域が広くて、ちょっとの大きなデータではへこたれませんｗ。
8ビットで速度がほしくて、メモリもほしいって時に良く使います。

お見せするほどではありませんが、回路は以下です。今回は右側のスイッチは実装してません。


新しく、モジュールを使うときはデータシートからプログラムするのにかなり時間を要します…。
今回は、もう画面の表示までできたので後は表示する内容をちまちまとコーディングするだけですｗ

お正月遊びのネタができましたｗ





それと、「モンキーにデジタルモニターをつけてみた（試作）」で、「武川の温度センサー」を使って色々実験しました。モンキーにはこのセンサーを取付けて測定するパーツがいっぱい出てて、今後のためにセンサーの素性を知っておいたほうが良い。

実験の数値を見るとこのセンサーは「NTCサーミスタ」なのは間違いないと思うけど、このたび真剣に計算をして、一般的言われるサーミスタの特性式に乗っけて式を作ってみた。

Ｒ：抵抗[Ω]　Ｔ：温度[絶対温度K]　として…

「3435.6」って数字は「サーミスタ定数」って言うらしいだけどほかのサーミスタを見ても悪い数字じゃなさそう。これを、プログラムに乗っけて試走してみたが、自然な数値で温度表示をしてくれる（自己満足）。

忘れないように書いておく、これで合ってる…多分。