狂わない時計をカラーで作り直してみた

衛星GPSみちびきを使用した狂わない時計（https://minkara.carview.co.jp/userid/1540421/car/2946024/5964874/note.aspx）をカラー化してみました。

表示される内容は全く一緒で、NTSCの信号を作ってモニターにGPSのデータを表示させてやる自作回路です。今回は表示のアイコンや文字をカラー表示にしただけです。

作成には「趣味の電子工作とプログラミング　ケンケンのホームページ」（http://www.ze.em-net.ne.jp/~kenken/index.html）を大いに参考にさせてもらいました。

一部新機能も加えたのでご紹介。

回路は基本白黒表示の時と同じですが、カラー表示するために抵抗を5本使って4ビットの色を表示させるようにしています。
4ビットなので16色です。

今回の新機能として「24LC64」っていう石を追加しています。これはEEPROMで要はメモリです。
今回メインで使っているPIC32MXシリーズのマイコンにはEEPROMのような不揮発性メモリが内蔵されておらず車体の電源を断つと全て忘れてしまします。
走行データなどイグニッションを切ると全て初期化されて何も覚えることができません。

やりたいことは、ツーリングなどで途中の休憩で車体の電源を切っても走行データを保持しておいてその日に走ったデータを保持しておきたいです。

そこで、EEPROMを追加して4時間以内に再起動すれば走行時間と走行距離をメモリによって保持するようにしました。1日の走行時間と距離が表示されます。

EEPROMメモリの容量は64kbitなので8kバイト程度です。その中でプログラムでは16バイトしか使っていません。

今回は試作品なのでユニバーサル基板を使ってサクッと作りました。

ピンク色のピンヘッダにみちびきGPSモジュールを差し込みます。秋月で2500円くらいで売っています。

今回は5本の抵抗を使って4ビット16色の色を表現しています。なので、映像の1ドットの情報量は4ビットで256X224の解像度なのでフル画面で表示させるには28kバイトの情報量が必要です。マイコンのデータ容量も有限なのでかなり工夫しながらのプログラムが必要でした。

白黒の映像出力はわかりやすく信号も単純で生成しやすいですが、カラー表示は時間タイミングと電圧がシビアで映像の生成はかなり複雑でした。今でも理解できない箇所が何点かあります。
細かいカラー映像の生成方法は前述したURLが詳しいので参照ください。

映像信号はよく考えられており今のようにデジタル化でなくアナログでこんな信号を作って電波に乗っけて流していたんだから先人の技術者はすごい…。

完成した画面はこんな感じです。
所々ムラやドット欠けがあるけど仕方ないかな？今回はカラー表示ができると分かっただけでも大きな進歩！

白黒の時の画面と一緒です。速度・標高・方位・平均速度・電圧計・走行距離・走行時間・日時が表示されます。差し色でカラーを加えてみました。

文字が小さく見えにくいですが、前回に表示がなかった赤丸部分に「25:39」と「7」があります。
これは、EEPROMには寿命があり100万回の書込みしかできません。プログラム上1分間で4回書き込みを行なっているので、時間にして4166時間で100万回を経過します。その時間が実用に耐えるものなのか、プログラムが起動している時間を表示しています。この時間が4000時間を超え始めるとEEPROMが寿命を迎えます。

「7」の数字は停車時間4時間以内に再起動した回数です。今日は3時間10分走行して97km走っている間にコンビニに寄ったり一服したりと7回エンジンを切ったことになります。

まだプログラムが出来立てでデバッグのために機能として付け加えました。

約1ヶ月ぐらいテストして満足のいく回路とプログラムが出来上がりました。

車体からの信号をとって色々計算させて表示させる衝動にかられるけど今回はシンプルな回路としています。

ユニバーサル基板での製作でDIY感が半端ない仕上がりなのでKiCADを使ってプリント基板を作ろうと図面を作成しています。

イメージはこんな感じ！
かなり小さな基板でかっこいい。

いつも中国へプリント基板を発注していますが、近いうちに発注してみよう！