タッチパネルエアコンをダイヤル操作へ改造 1（反応編）

久しぶり工作で実用性あるあるネタです。(かなり手間ですが）

ヴェゼルのタッチパネルエアコン、見た目いいですが操作性は悪いです。運転中操作は危ないです。

タッチパネル操作をダイヤルクルクルに改造しました。
動画はこちら。
https://www.youtube.com/watch?v=4KbVFO1z7LA　

自己責任でお願いですが、
3代目フィット、グレイス、シャトルもスタンレー製、同じタイプのエアコンのようです。

高級車のパワーウィンドウさえクルクル化してしまう、みん友さんに捧げます･･･。

操作は写真・動画をご参照ください。

ダイヤル操作は、ロータリーエンコーダという部品です。モーメンタリの押しスイッチ付。(詳細はその2を)

(え？オートエアコンなのでそんなに触らない？･･･なお、すべてスイッチ化すると「南を甲子園に連れてって」いけなくなります。)

ステアリングポスト左にフロントウィンドウデフロスターON/OFFの延長SWを追加。
窓が曇ったら即デフロスターON。最初の目的はこの延長SWでした。

イクリプス ドライブレコーダー用オプションスイッチ DRSW10
＠1400円　モーメンタリです。
https://www.yodobashi.com/product/100000001000931935/

汎用品でないので定格○V、○Aは不明ですが、今回の使い方は5V、0.2ｍA、問題なかろうと考えました。

2017年末からイジイジやってました。失敗例から。

エアコンユニット背面には32ピン配線あり。ここで最初の勘違い。
エアコンユニットは単なる操作部で、その先にエアコンの部品(コンプレッサ等）を動かすECUがある？
例えば「風量UP」をタッチすれば、この32ピン配線のどれかが信号として5Vや12Vになる？
→違いました。エアコンユニットは操作部、兼、エアコン部品を駆動・制御するモノです。

タッチパネルは静電容量方式とカタログに記載。タッチパネル面に配線を貼れば何か起こる？と思い付き。
　(1)タッチパネル面にアルミテープを貼り、配線を伸ばして指で握る
　(2)同様に配線を伸ばしてGNDに落とす
　(3)配線を伸ばした途中にコンデンサ・抵抗を入れて握る／GNDに落とす（人体に相当する静電容量・抵抗値をつなぐ)
→すべてエアコン反応せず(泣)。今なりに考えると、配線を短くしたら何か起こるかも。

スマホ用のアクティブスタイラス（タッチペン）の原理の記事を発見
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q10144735150
交流の磁界でタッチパネルが反応？この原理かな？

磁界の発生を市販の小型電磁石で
交流（＝正方向/逆方向）で周期(＝周波数)を徐々に上げていくプログラムで動かす！
→エアコン反応せず(泣)。
今なりに考えると方式が違う気がします。

（本工作のミソはここからです）
あらためて検索、Arduino利用タッチセンサを分かりやすく解説のブログを発見。感謝です。
http://nn-hokuson.hatenablog.com/entry/2017/03/22/200454

ここから案は、回路を分岐、コンデンサをつないで(指タッチと同様の）電圧降下を生んだら？です。

中古エアコンユニットを購入(その2もご参照)、分解はその他写真を。

写真はエアコン基板
このような専用ICでは、マイコン1ポートからパルス出力し、1ポートで1スイッチ分が完結と推測。チップ抵抗・コイルはRC回路を構成するものでなく、ノイズ低減用と推測です。

基板上にインサーキットテスト用のテストランド有り(検査用ピンを押し当てる場所）
http://protec5461.co.jp/protec/?p=2878
（と、優秀なOKくん情報、さすがっす。もう君に必要なのは「い○○と」だけ！）

このテストランドに配線をはんだ付けできます。ただし、テストランドはφ1mm。かなり細かい作業です。作業用ルーペを購入、便利です　＠1499円　(その他写真を）
https://www.amazon.co.jp/dp/B0792VCZF8

元々の鉛フリーはんだの除去と、延長配線・テストランドへの「予備はんだ」がコツかと思います。

延長配線は下記を使用です。
協和ハーモネット　耐熱電子ワイヤー　KQE 0.32㎜　＠410円
https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=3AT4-JEH7

まずテストランドから延長配線、約30cmとしました。

その他写真、オシロ波形です。
40msec毎にパルス波形を出し、指タッチで電圧がダウン。参考のArduino利用タッチセンサとどうやら原理は同じ。

ところが、延長配線にコンデンサを入れGNDにつないでも、パネルを指タッチしても、反応なし。
どうやら延長配線の静電容量が人体より大きすぎ、エアコンは最初からタッチ状態と認識、「検出不可能」とする様子。エラーは出ません。

延長配線を約8cmまで短くすると、配線に指が触れると反応！(これでも大進歩）
この「配線に指が触れる」をスイッチ開閉で再現できれば！

回路構成から、フォトカプラ(TLP785)で開閉、コンデンサでGNDへつなぐとしてみました
まずブレッドボードで試すと、フォトカプラはOFFなのに「検出不可能」状態に。
当然、フォトカプラONしても反応なし。ユニバーサル基板で作っても結果同じ。(写真です）
フォトカプラではOFFでも、静電容量としてはつながっている?

もう理屈も分からないので、機械式リレーとしてみました。
リードリレー　SS1A05D　＠70円
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-04328/
リードリレーは接点がガラス管の中、リレー本体の樹脂と絶縁がよさそう。ピンのピッチも2.54mm×2個分と広めでよさそう。

リレーON、おお･･･エアコンがピッと反応！！
触れずしてエアコンを突く(←天破活殺、将星堕ちるべし）

次に適切な静電容量の確認を。
コンデンサの静電容量が一定値以上ならば、リレーONで「検出不可能」になる？と推測。
結果、100pFでも100μF（100pFの百万倍）でも反応します。
もうワカランので、積層セラミックコンデンサ　1000pFとしました。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-08114/

次に狙いのスイッチのテストランド7点に延長配線を追加。

「風量UP/DOWN」「デフロスタ」「温度UP/DOWN」 は、リレーONでも指タッチでも反応。しかし、「エアコンON/OFF」「風向切替え」は、リレーONも指タッチも無反応。
違いはパネル内のフィルム配線の長さだけのはず。これだけで元々の静電容量が大きい？

「エアコンON/OFF」だけをリレー基板につなぐとリレーON、指タッチとも反応。
リレー基板上で互いに影響するのか?と、ユニバーサル基板の不要なランドを削り取りました。

また、延長配線同士の接触が多いと無反応になります。コネクタのハウジングで延長配線を分離しました。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-12257/

いろいろやって、「エアコンON/OFF」「風向切換え」は、リレーONで反応、しかし指タッチはダメの結果。余裕が少ないようです。
トライされる方の改良に望みを託します。

試し中に延長配線のはんだ外れあり。
もし、外れた配線がエアコン基板上の別部品に触れ、リレーONでGNDと導通したら？→コンデンサがあるので過電流で故障はないはず。

しかし、リレー複数同時ONならば、別のテストランドに別部品からの電圧（例）15Vがかかり、エアコンのマイコン破損のおそれ。スイッチングダイオードを入れました。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00941/
(あ、コンデンサ4個とすれば済むことでしたね）

他、情報として、エアコンは車両ACCのOFF→ONの度に、初期状態(初期状態の電圧）を学習しているようです。

原理は簡単な回路ですが、小細工が多くなりました。トライされる方の改良に望みを。

その2で、このリレーをArduinoで制御します。