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黒っ9(クロック)の愛車 [三菱 ランサーエボリューションX]

自作♪ドライビングモニター(PSI:Pedal Stroke Indicator)

カテゴリ : 電装系 > メーター > 取付・交換
目的チューニング・カスタム
作業DIY
難易度★★
作業時間12時間以上

作業日 : 2013年08月03日
1
ドライビングモニターもどきを以前作ってみました(^ー^
電子工作が趣味の一つになりましたo

電気ハード/メカハード/ソフト(プログラミング)の一連のDIY設計に挑戦してみました.せっかく作ったので整備手帳にも♪ ユーザーさんの車載動画を編集してみましたので、あわせてご覧下さい/

※HD1080画質がオススメです.
※動画ではユーザさんの好みでアクセル踏むとLEDが消えるよう、センサを調整しています.

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市販のドラモニのように加速度インジケータが付いた物も製作してみたけれど、加速度はGPSレコーダで解析した方がわかりやすいので、ペダルのストロークだけを表示する物を作ってみました.

某ドラモニをエボXで使うとなると、本体とセンサ2個で6万越えなので、躊躇しちゃいます・・・

CPUは高性能なマイコンを使ったので、30個×2列で計60個のLEDを高レスポンスでペダルストロークを表現できます. 端子は余裕があるので、あと40個のLEDを追加できますが基板サイズが大きくなるので・・・.

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LEDは15mAで駆動し、8個単位でダイナミック点灯しています.理論的には同時に8個しか点灯していないので、とても省電力です. 力業で全LEDをスタティック駆動している方を見かけますが、例えば60個点灯すると、1200mAもの大電流に・・・ 基板の電源回路には巨大なヒートシンクが必要です・・・. 一方、PSIのLED駆動はスマートスイッチングなので、車輌アクセサリ電源に気軽に接続できます♪

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なるべくコンパクトに、それでいてカッチョイイドラモニにしてみました(^^ 素人のサンデー工作なのでできることは限られてるけど自分の理想的なものに仕上がりました.
2
本体は市販のLANケーブル1本でジャンクション基板(電源とペダルセンサー信号の統合基板)と接続できるようにしたので、ひじょう~にすっきりんこ.

本体は埋め込みなどにも対応できるようにソケットは内側に向けました.下に向けてると設置するときにケーブルが邪魔になりますものね.
3
回路は基本的なテクニックを使ったので、黒っ9でもなんとかなりました.パターニングはオートルーティング機能のあるフリーの基板設計CADで作ってみました.

しかし、素人工作で一番のネックが基板の製造.とても自分じゃ作れないので、ネットで色々調べて、がんばって中国の基板メーカに依頼してみました! 当然基板1枚だけってのはムリなので、10枚以上同じ基板ができあがっちゃいます・・・

でも、さすが基板メーカ!好きな色が選べたり、高密度実装とか自由度の高い基板形状も注文できるのですんごく助かりました(^^

今回は黒い基板で注文.これまたかっちょよく仕上がって満足です♪ ちなみに、他のセンサ基板とかは赤にしてみました!
4
※センサは秋月で売ってる安いやつじゃないですよ.本家ドラモニと同じ狭小高精度版になります.

肝心のペダルストロークセンサは、狭小赤外線距離センサーを使ってみました.秋月とかでも売ってるものは狭い距離が測れないので、某ドラモニで使ってるセンサーを調べて、海外から調達してみました.

電子部品の海外通販は初めてでドキドキ!でもちゃんと届きました.しかし、これだけではスマートな設置ができないので、取りつけるためのステイも考えてみたけど・・・、どうやって作るか?が課題.

これも個人を相手にしてくれる業者をネットでさがして解決.ちょっと調子に乗って本体設置用のステイも首振り機能をつけたものを考えてみました.手作り感たっぷりだけど、思い通りのものが作れてうれしいです(^^

ちょっと高く付いちゃったけど自分好みに仕上げたドラモニは超お気に入りです♪
5
せっかく専門業者にやってもらうので、化粧パネルはちょっぴりこだわってみました.・・・と言っても、複雑な形にするとものすごく高くなるのでなるべく単純な形にしておきました.

ボタン周辺はC面取りを加えてツラいちのボタンフェースを押しやすくして、外光でLEDが見えにくくなった場合にフードを取りつけられるよう、カバーの上面にタップを用意してみました.

本体ステイも首振り機能を付けて、設置したあとでも向きを調整できるようにしました♪ これで車載カメラ位置を変更してもある程度対応できるようになりました.

こんな感じで、簡単な図面を作ってネットの加工屋さんにお願いしました.やりとりは見積もり受け取りと、GO!の合図だけ(笑)

特に指摘もなくすんなりと作ってくれました♪
6
ハード設計は一段落.そしたらハードを動かすためのソフトを作らないと・・・.ってことで、プログラムが苦手なので分厚いC言語の本を買ってちゃんと基本を勉強し直しました(^^;

ちょっぴり曖昧だった認識もだいぶ一掃された感じがします.ポインタは概念は分かっていたけどまじめに使ったことがないので、こちらも分厚い本を1冊買って勉強し直しました.配列長の違う文字列データの格納や、配列データのやりとり、その概念もマスターしました♪ マイコンにはポインタが非常に有効だと言うことが分かります.


さてさて、手探りでプログラムしていくのであとから機能を追加したり、修正したりすることは当然ありえるので、大枠の機能とか類似処理単位でモジュール化して管理していきます.マイコンのデータシートを眺めながらあれこれ設定して、自分の好きな機能を盛り込んでいきます.

某市販品では製品HPにも書いてあるとおり高性能ビデオカメラが苦手なようです.これは、LEDを高速で切り替えて多数のLEDを制御しているのですが、fpsの高いカメラではこの”切り替え”が撮影されてしまうので、動画にしたときにとても鬱陶しくなってしまうのです.

ということなので、市販のドラモニよりも高性能になるように60fpsなどの高性能カメラに対応してみました.

その他、インジケータに目盛りを表示したり、イコライザ風にMAX値が徐々に降下するギミックを盛り込んだり♪

電気的なノイズや、センシング時のノイズはアルゴリズムで対応.一般的な移動平均法では範囲を広げるとローパス効果は高くなるけれど、反応がダルくなります.

これを解決する手段としてメジアンフィルタを使いました.突発的なノイズを数学的に強力に除去できるので、ペダルワークに高応答で、それでいて非常にステディなインジケーションが実現できました♪
7
外観のみならず構成もシンプルにまとめてみました♪ 本体操作はボタン2個.ダブルクリックで機能を呼び出せたり、ユーザビリティにもこだわっちゃっいました.

貸したりするときにも困らないように、説明書みたいな備忘録も作っておきました.自作だとかなりの出費だけど大満足です♪

フリーの2D-CADや3D-CAD、安い中古の3D-CADを駆使してやっと完成! いや~挑戦してみるものですね!

気になっちゃった方にはアドバイスできます.
メッセージで声かけて下さい(^ー^
8
◆お・ま・け◆

車載動画を頂いたので、Edius6.5で動画編集してみました♪YouTubeにアップしてみたので、動作性能ご確認頂けます(^ー^o 強力にノイズリダクションされた高速レスポンスでニュルニュル動く30段階LEDがイイ感じ.

オリジナルの動画はGでカメラが振れてLEDが見にくかったので、新兵器のモーション・スタビライザ機能を使って動画を安定させてみました♪いや~この機能スゴイ!

一昔前のXeonCPU(6core)をHTで12coreで動かしてますが、動画編集はサクサクです.以前の2台のPCは・・・真夏の埼玉だと動画編集してるとPCが壊れました・・・ ビルトインデスクということもあって、冷却が厳しいようです・・・.

今回は極悪環境で連続高負荷に耐えられるHPのワークステーションにしたので、夏対策はバッチリです/ メーカが環境温度35℃での連続高負荷動作を保証してるので安心♪

動画編集しやすいように、HPの24インチ高解像度ディスプレイ(1920×1200,HP ZR2440w)を導入しました.接続はHDMIでもDVIでもなく、DisplayPortで繋いでます.

運よく新品2.5万で手に入りましたが、
この性能は圧巻!

イイね!0件




 

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この記事へのコメント

2013/08/04 19:47:32
はじめまして!

完成した品もすばらしいのですが、その製作工程に驚きました!!

販売できるクオリティですね♪
コメントへの返答
2013/08/05 07:41:58
こんにちは/

この性能を凌駕したドラモニインジケータは無いんじゃないかなぁ~?

自作は自分好みに作れるから良いですネッ!
2013/10/11 11:35:50
はじめまして。よろしくお願い致します。
突然すみません。。
こちらのものか、以前作られていたドライビングモニターというのは、
作成お願い又は譲っていただくことはできるのでしょうか?
ドライビングモニターが欲しく色々検索していましたらたどり着き、
完成度も素晴らしく衝撃的で、思わずみんカラに登録し
メッセージを書いた次第です。
突然で申し訳ありませんがよろしくお願い致します。
コメントへの返答
2013/10/12 04:51:02
k e n j i r oさん、こんにちは!

うれしいコメントありがとうございます.
かなりこだわって作り込んでみました♪

メッセージいたしましたので、
よろしくお願いします/

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「倉庫から色々出てきたでござる http://cvw.jp/b/194408/41272537/
何シテル?   03/27 20:35
黒っ9(クロック)といいます。 黒のエボ9オーナーだったので クロック(笑) 休日は主にドライブです♪ 旅先の露天風呂なんか最高だね! 手作...
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