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Trigger3は『車速信号で「嘘だっ？！」と叫ぶ』です（爆）

実は先日、tacomaさんにお願いしてルーフECUに入力する車速信号についていろいろと測定していただきました。（メールがチャット並みに飛び交いました）

今回はその測定結果から、車速信号出力側とルーフECUのインタフェースを推定します。

ルーフオープンスイッチ回路でも問題になった、出力電流はどのくらいになるかを測定するため、ルーフECU側の車速信号入力線とボディアース間の抵抗を測定。
「ハイインピーダンス」とのこと。ふむ、CMOSのゲートになってるのかな？と思っていたところに追加情報が「5V弱の電圧かかってます」と。
む、プルアップされてる？試しに、その車速入力線をボディーアースに接地したときの電流を測定すると「1.3mA弱」ってことは、電源電圧5Vでプルアップ抵抗は4kΩって所かな？

と、ここまではまだ良かったんです。
次に、車体側の車速信号出力線とボディアース間の電位差を測定。「8V」………ええっ！？嘘だっ？！w
入力が5Vでプルアップされてるのに、そこに8Vを印加するんか？！8Vは停車時で、走行すると0V⇔12Vと変化するとのこと。

さすがにこの電圧がそのままルーフECU内部に届いたら壊れるだろう…。電圧も違ってるし。

ここで、見方を変えて考えてみたら、つじつまが合う答えが1つ浮かびました。
ルーフECUの入力端子はダイオードで保護されていて、ルーフECUから外に出る方向のみに電流が流れるのではないかと。これなら、8Vの電圧がかかっても問題無し。0Vになった時に出力側に電流を流し込めばOK。
そして、こんなにデタラメに電圧変化するような車体側の車速信号出力回路は、オープンコレクタ（無電圧出力）になっているのではないかと。

サービスガイドを見てみると、やはりスピードメーターからEFI ECUに出力される車速信号出力回路はオープンコレクタになっていました。…早く気づけば良かったorz

残る疑問は、車速信号出力の電圧が0V⇔12Vで変化すること。修理書では0V⇔5Vだったはず。
これはおそらく、最初から車に付いている機器以外で、車速信号を必要とする機器のどれかが12Vでプルアップしているからではないかと推測しました。でもこれだと、最初から車に付いている機器の車速信号入力回路がダイオードで保護されていなければ壊れるような気がしますが…。


全体的に見るとTTL回路に近いものがありますが、ちょっと工夫して作らないと上手く動かないどころか、車速信号を入れている機器全部を吹き飛ばすかもしれません(^^;)

Trigger2では、どんなICを使うかを検討します。

今回の回路はTrigger1で書いたとおり、ルーフECU（正確にはパワーウィンドECU）に嘘の車速信号を与えます。

そこで、まずは車速信号がどんなものかを調べます。

コペンの修理書を見てみると、車速信号は0V⇔5Vの矩形波（パルス）になっているようです。
速度と時間当たりのパルス数の関係は修理書には書いていないのでネットで調べてみました。それによると、パルス数についてはJIS規格で規定（JIS D5601）されていて、駆動軸が637rpmで回転している時に60km/hを表示することになっています。また、コペンでは車速パルスが4、つまり駆動軸1回転につき4パルス発生するということになっているようです。
つまり、ECUが60km/hと認識するには
637x4=2548パルス/分（43Hz弱）
の入力になります。コペンが180km/hまで出たとしても、車速パルスの周波数は130Hzくらいと言うことになります。

では、入出力電圧0V⇔5Vで、130Hzくらいの信号を分周できるようなICを選定します。

Trigger1にも書いたとおり、純正では5km/h未満でルーフ作動が許可されるので、それを40km/h位まで高めてやるために、8分周します。つまり、3bit以上のバイナリカウンタであればOKです。
次にICの電源電圧ですが、出力が5Vなのでそれに合わせてやります。ご存知の通り、車の電源電圧は12Vなので、レギュレータで5Vを生成する必要があります。

以上から、今回の回路に使うメインICの候補は、
4024（CMOS）
74393（TTL）
に絞りました。どちらを使うかは、出力電流等々によって今後決めようと思います。（もしかしたら、またトランジスタで増幅しなきゃならないかも…）

コペン用回路設計の新シリーズです。

ルーフオートスイッチ回路は設計がほぼ完了して、部品発注＆納品待ち状態になりました。この待時間を利用して、ちょこっとした回路を組もうと思ったのが今回のモノです。

無駄に長いタイトルですが(^^;)説明をば。

最近みんカラではtacomaさん印の「いつでもオープン化」が激熱です！
加工内容は、パーキング信号の接地と車速信号の切断という方法になります。つまり、どんな速度で走っていてもルーフが作動できる状態になります。特にルーフロックも効かないオープン→クローズは、安全装置として誰も止めるものがいません。
私が今製作中のルーフオートスイッチ回路では、トグルスイッチ方式に比べると暴走する可能性がないとは言えないので、更にいつでも綱渡り状態に…(^^;)

そこで、ある程度の安全装置を生かしつつ「いつでも」化する回路を作ってやろうと思ったのがコレです。
具体的には、ある程度の速度まではルーフ作動を許可し、それ以上の速度になったら作動を禁止するというものです。

実はコペンのサービスガイドにも載っていますが、純正状態でも時速5km未満であれば、ルーフ作動は許可されるらしいです。実際、ルーフロックを外して時速4km位で走っても警告が出ません。ただ、「いつでも」というメリットを受けるにはちょっと遅すぎます。

よって、今回の回路では、実際に安全装置を働かせたいなと思う速度になってから、時速5km以上の信号（車速パルス）をルーフECUに与えてやればいいことになります。
しかし、時速何kmであるかを算出したり、時速5kmの車速パルスを生成するなんて面倒くさそう。なるべく回路はシンプルにしたい…。

そこで、上記問題を一気に解決してくれる方法が「分周」です。
これは例えば、1秒間に16パルスの入力があったとして、2分周で8パルスに、4分周で4パルスに減らすということです。
つまり車速パルスを8分周すれば、実際は時速40kmなのに、時速5kmしか出ていないことにできるのです。

実はこういう機能を持ったICが1個100円位で手に入るので、今回の回路ではこのICを使って構成しようと思います。

今週末は特にイベントの予定は無し。久しぶりにゴロゴロしよ～(^-^)
で、体を休めてる間に、ルーフオートスイッチ回路の基板設計なんぞをやり始めました。

何か回路を作る時、とりあえず勘で部品を配置していって、後で収まりに苦労するというパターンが多いので、今回はCADで描いてから作り始めることにしました。（後で業者に基板作成を頼むことになってもそのまま使えるし）

今回使うCADソフトは「PCBE」というフリーソフトです。
学生の頃、このCADを使って業者に基板作成を依頼したこともあるのですが、実に3年ぶり。完全に使い方を忘れてます。
普通のWindowsアプリと比べると独特の操作性で少し戸惑いますが、動作が軽快で○。何と言ってもタダだし(^^;)

なれるまで少し時間がかかるので、コネクタ部分を除いた設計完了までもう一日くらいかかるかなぁ。
それにしても、早くコネクタ入手しないと、形状が分かんないから設計がそれ以上進まない～。

横浜の方に電子部品のお店があるらしいから行ってみようかな。
でも駐車場がないらしい…。それでもコペンでGo！

Trigger7は、Trigger6で書いた出力段の電流増幅についてです。

私が組んだ回路の最終出力は、CMOS ICのANDなのですが、ルーフECUに流す電流（約8mA）＋表示用LED（約20mA）を駆動するには出力電流が足りません。そこで、電流を増幅するためにトランジスタを使うことになるのですが、知識も全く足りません(>_<)

のた～っと勉強して、一応所望の電流を得る回路ができました。
ECUinputと書いてある端子が私の回路とルーフECUの接点になっています。その奥にR4の抵抗が付いているのは、ルーフECUに流れる電流が約8mAであることと、普段ルーフが動作していない時、ルーフECUの入力がどこにも繋がっていない（ハイインピーダンス）状態になっているので、ルーフECU内部でプルダウンされているだろうという予想から等価回路として入れてあります。

今回の増幅回路は、エミッタフォロアという形になるようで、電圧増幅は無いけど、電流を大きめに増幅できるそうです。今回の用途にはもってこいですね。

とりあえずここに回路を晒して、「こんな回路動くわけねぇだろ」とか「トランジスタ燃やす気かYO」とかご指摘をいただければと思います。
しばらくしたら、これで出力段の回路は確定して、入力段の処理と電源周りの回路を決めようと思います。（アナログ領域は苦手～）