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2018年11月30日

車内への LED 追加作業が終了しました。

車内への LED 追加作業が終了しました。 こんばんは。

約一ヶ月ぶりぐらいのブログです。

きょうアップしておかないとPCで見たとき「過去のブログ」のカレンダー部分で11月が白になってしまうため、アップしないと!と思い、やっと思い腰を上げたところです。(皆勤賞を目指しているところです。)

その間、私生活ではブログのタイトルのとおり、車内に LED を追加する作業に没頭していました。優先順位がその作業だったので、ブログをアップする余裕がなかったです。

これまでのブログをご覧いただいている方はご承知だと思いますが、ここでおさらい。

なにをやっていたかと言いますと、車内側のドアノブ部分にLEDのイルミネーションを増やし、夜ドアを開けたときに足元がわかるようにカーテシランプをつけようというのがそもそもの始まりです。

また荷物を載せるときにラゲッジスペースが明るいと助かるな…と以前から思っていましたのでバックドアにもLEDを増設することにしました。

どうせやるならば一緒にやった方が効率がいいですし…。

そうして作業の方も重い腰を上げて LED 取り付けに立ち向かいました。

最初は、


先日 (2018年10月06日) のブログでお伝えしたとおりある程度構想と配線図はできていましたので、それを実施する…つもりで作業を開始しましたが、実施する前によく見ると自分が考えている動作がこのままではうまくできないことがわかり、また見やすい配線図が必要だろうと考えて…


配線図を一部書き換えました。

私の頭の中ではこれでうまくいく!…と思い、作業を始めたのです。

ただ実際はこれでもうまくいかなかったところがあります。具体的には純正のインテリアイルミネーションのLED部分からリレー同作用の配線を分岐していますが、(リレーは動作するものの) 純正のインテリアイルミネーションの明るさ制御 (2モードの部分) を引き継ぐことができずにぱっと点灯、ぱっと消灯しかできなかったため、この配線方法をそのままでは使用しませんでした。

具体的な部分としては、純正のインテリアイルミネーションの明るさ調整方法が LED を高速点滅させて明るさを調節する PWM 制御ではなかった (おそらく抵抗値または電圧の変動で電流を操作していると思われる) ため、このリレーを使った方法では明るさ制御を引き継ぐことができませんでした。

そのため、途中で配線図を変更し、明るさ調整や消灯手法を変更せざる得なくなりました。



配線の要点だけ説明しておきますと、




私のクルマの場合、リアドアのスマートエントリー化でコネクターの空き端子部分をすべて使用しているため配線を通すことが難しい状態になっていました。空き状況は将来用に引き込み済みの配線1本だけ (14番 黄緑) という状況でした。

そこで、とにかくドアを通す配線を極力減らすためにどうしたらよいのか考えたのが、極力ドア側内部で LED 点灯用の処理をしようと考えました。

先ほどのスマートエントリー化の配線をよくみていただくと、2番に割り当てた常時電源の黒 B と、11番 紫 GND (アース) があります。

車内で信号を処理するとドア側に引き込む線が多く必要になるのですが、コストをかけてでもドア内で、さきほどの常時電源とリレーをうまく使えば思った機能がうまく機能するのではないか?もしくは、引き込む本数を減らすことができるのでは?と考えました。

純正のインテリアイルミネーション (2モードタイプ) から分岐すれば、イルミ動作とドア連動のカーテシ動作を1本でまかなえる。これをドア内に取り付けるリレーの起動用にしたら、うまくいきそう。

でもこのままだとどのドアが開いてもカーテシランプが光ってしまうので、これはドアのカーテシスイッチの配線につないだら解決できそう。でも、そうするとあと1本はどうしても引き込まないといけない…。

これはあきらめてどうにかして1本引き込もうと考えていたところに、エーモンの開閉スイッチをうまく使えば引き込みが不要になる!とひらめきました。

ドア側の問題はとりあえず解決しそうだから…と制御側を考えて、部品を購入。

部品がそろったので…と作業を見切り発車で始めました。

いつもならば、完全な配線図などを作成してから作業を行い始めるのですが…これがまず間違いでした。

見切り発車したことで、後々うまくいかないことが発覚して、いろいろと変更点や買いそろえるモノが変更になったりして、追加で購入するモノが増えてしまい、使わなかった部品も多く発生しました。

よく私がやってしまう、「ことを焦っては仕損じる」という反省が未だに生かされていませんね。

とはいえ…

これだけいろいろと考えた配線ですが、実は実際の実装作業では、この配線の引き回し方で作業しませんでした。


どうしてかといいますと、自分の仲でウルトラC 的な配線ができたからです。


これは先ほどのリアドアの配線引き込み状況の図なのですが、よく見ていただくと

リアドアのスマートエントリー化で引き込んだ配線のなかには、先ほど説明した

B
GND

の他に

TRG+
SENS

があって、

ANT1
ANT2

という信号線があります。

B と GND はドアハンドルの中にあると思われる回路を動かす常時電源と回路内のマイナス側を接続する GND (アース) 側配線である…というのはなんとなくすぐにわかりました。

じゃあ、残りはなんだろう…と考えて

TRG+ は 『トリガー (引き金) 』 の略で、 しかもプラス側配線だろうということがわかります。

SENS は『センサー』の略だろうと。

そして、ANT1、ANT2 ですが、ドアハンドルにはスマートキーを認識して、スマートキーのロック / アンロックボタンに反応するための通信用のアンテナが内蔵されているので、これはその『アンテナ』を表しているな…と。

この考えが正しいならば、アンテナは正規配線であるフロントドアハンドルにはもちろん存在するため、ノーマル動作…つまりスマートキーでのリモートドアロック / アンロック動作に、なにも支障がないのでは?

仮にあったとしても、それはリアドアのスマートエントリーのアンテナがなくなって、単純にノーマルの感度に戻るだけなのでは?

だとしたら使用感はそんなに悪くならないはず (だってノーマルに戻るだけですから。)

…と考えました。

ということで、部品がそろうまでに事前調査開始。

結果から言うとばっちりそのとおりでした。

特にリア用として ANT1、ANT2 を接続 (フロントから分岐) しなくてもスマートキーのロック / アンロックボタンで動作しました。

また、ドアハンドルに触れてロック、アンロックもできました。

『これならこれまでの使用感と何ら変わることがない。これで2本分配線を自由に使える!!』

信号について、これは当初からこうじゃないかな~と思っていたんです。そのとおりだったのでうれしかったですね。

これからスマートエントリー化される方にも役に立つ情報じゃないかな?と思います。

ちなみに、TRG+、SENS についてですが、

TRG+ はドアロックの信号

SENS はドアアンロックの信号でした。



ということで、今回リアドアにひきこんだ配線は、将来線としてすでに引き込んでいた配線と合わせて
3本が自由に使用できるようになりました。

そして、- 信号を流すアースはスマートエントリーのものを使用し、別途引き込むことはしませんでした。

その結果、いろいろと回路…配線を考えて、車体側で極性変換などを行った結果、実際に使用した配線は3本中2本だけ。

当初は足りないといっていた配線が逆に1本余る結果になりました。

先に調査ありきで作業を進めていたら、無駄な時間、買い物もなかったな~って思いもありますが、勉強になりました。

ちなみに、フロントはすでに5本ほど将来用に引き込んでいたので、それを使用することとして、そのうちの3本を使用しました。(結果的にはリアと同じ配線状況となりました。)


さて、一番大事な配線図ですが…

途中で配線をいろいろと変更したり、書き換えた関係もあって、まだ公開できるような内容に仕上がっていません。(元々紙に書いたメモなどで作業を進めたため、ほとんどデジタル化されていないという都合もあります。)

これはぼちぼち時間を見て作成していますので、気になる方はもうしばらくお待ちください。

なにかと師走は忙しいですよね~。時間だけはかかりそうです。



---

【今回の LED はこんな動作をします】 - ※フロント / リアドア


(エンジン停止・ドアロック時)


車に近づくと、ルームランプ連動で フロント / リアのドアハンドルと…




バックドアのピラー部分に取り付けた RGB LED が青 100% の明るさになるまで「じわっと」点灯します。これはルームランプの機能で実現しています。

RGB LED はレッド (R)、グリーン (G)、ブルー (B) の各色に光る LED を1つの LED にしたものです。

たとえば、ブルーの配線だけに電気を流すとブルーに光り、レッドだけに電気を流すとレッドに光りますが、この3色を単体点灯 / 組み合わせ点灯することにより、グリーン(G)、イエロー (R・G)、ライトブルー (G・B)、ピンク (R・B)、そしてホワイト (R・G・B) と7色を作り出すことができます。

ドアを開けないとルームランプがじわっと消えますので、もちろんこの LED も同じ動作でじわっと消えます。この動作はドアを閉め、しばらくして消灯する場合も同じです。


具体的には、ルームランプの配線 (CTY。以下 CTY) はマイナス線なので、これをエーモン工業の出力変換ユニットでプラスに変換してRGB LED のB にエーモン工業のユニット用リレー経由で接続しています。

また詳しくは後述しますが、この ブルー (B) 配線には CTY だけではなくて、車幅灯などのイルミネーション電源 (ILL+) も接続し、これら双方の電流が逆流しないように整流ダイオードを使用しています。


(ドアを開けたとき)

ドアを開けると、開けたドアだけ100%状態の白 LED が足元灯 (カーテシランプ) として点灯します。これは、先ほどのブルーと同じ配線…ルームランプ配線 (CTY) をプラスに変換したものと接続しています。

ドアを開けるタイミングでは、すでにルームランプが先に点灯している状態であることから、この足元灯は通常状態ではじわっと点灯 / 消灯することはありません。

ただし、ドアを開けたまま時間が経過してルームランプがオフになった場合でボディー側のカーテシスイッチを手で押して話した場合などではじわっと点灯します。

またこの足元灯はドアを閉めると消灯します。このときの消灯はいきなり消灯です。

ちなみにプラスに変換した CTY のまま LED に接続するとどのドアが開いてもすべての足元灯が点灯してしますが、各ドア個別に点灯 / 消灯制御をするためにここでも一工夫しています。


具体的には、プラスに変換した CTY を LED のプラスの電源とし、エーモン工業の出力変換ユニット(以下、出力変換ユニットと表記) のプラス側に接続します。


そして、マイナス側をドアのカーテシスイッチの配線に割り込ませます。

あと1つのプラス側をドア側に引き込んで足元灯の役割をする白 LED のプラスに接続します。

こうすることで、ドアが開いているときにプラスからマイナスに電気が流れて出力変換ユニットのもう1つのプラス側に電気が流れます。

逆にドアが閉まっているときは、ドアカーテシスイッチが切れるため、マイナス側につないだ電流も切れてプラス側の電流がマイナスに流れない…つまり、合わせてもう1つのプラス側も流れないため、ドアに引き込み足元灯の役割をする白 LED も点灯しない…という動作になります。


また、この電源を RGB LED の R、G につなぐことで、開いたドア側のドアハンドルも白に光ります。

(=開いたときだけ R、G、B のすべてに電流が流れるため)

この部分もドアを閉めるといきなり青に変わります。(R、G がドアカーテシスイッチでいきなりオフになるため。)

この機能を実現するために、バックドアを除く各ドアに同じ回路を仕込み (=ドアの数の分だけ出力変換ユニットを使用) して実現しています。

また変換するもう一つの理由としては、RGB LED は マイナス側 が共通なので (黒線1本で色ごとに黒線があるわけではない)、マイナスコントロールをすることはできません。つまり、マイナス側をドアのカーテシスイッチにつなぐことができません。(つないでしまうと、すべての色が消えてしまうため色別の点灯ができなくなります。

そのため、プラスに変換する過程でマイナス側をドアのカーテシスイッチとつなぐことで、マイナスコントロールをし、プラスの変換後出力側のコントロールで各色のオン / オフを制御しています。)


ちなみに後述するバックドアではこれに近い状態にするため、やはり同じように出力変換ユニットを使用しています。(バックドアは処理が少し他のドアとは異なるため、ここではフロント / リアドア同一とはしていません。(除いてます。) )


(車幅灯 (ポジションランプ / クリアランスランプ) ・テールランプなどのイルミネーション電源が流れたとき)

○回路が調光ユニットだけの時
イルミが点灯した時点で各ドアハンドル部分がブルーに光ります。このときの明るさはエーモン工業 調光ユニット (以下、調光ユニットと表記) で設定した明るさで点灯します。 (調光ユニットは10段階の明るさ+消灯が設定できます。以後この説明では5段階の50%に設定した状態で説明します。)

仮に 50% の明るさで点灯中のこの状態でドアを開けた場合、プラスに変換した CTY の電流がじわっと 100% の明るさにする動作をしながら整流ダイオードを通って合流し流れるため、結果的に50% → 100% の明るさにじわっと変わります。ドアを閉じ消灯状態になる時は逆にじわっと明るさが100% → 50% に変わります。(50%の部分はもちろん調光ユニットの設定状態で変わりますので 10% ならば10% → 100% →10% となります。)


○回路がスローライトユニット+調光ユニットの場合
エーモン工業 スローライトユニット (以下、スローライトユニットと表記)、または調光ユニットは、どちらも PWM 制御で明るさやスロー点灯/消灯をおこなっているため、これらを直接つなぐと思ったように動かない場合があります。

(各ユニットの処理結果を次のユニットに橋渡しするとうまく行きません。)

この状態の接続時で調光ユニットで4段階以下の場合は、スロー点灯、消灯時に LED が点滅しながら点灯 / 減光します。 消灯時は最終的にはぱっと消灯します。

原因は、

スローライトユニットはLEDを高速に点滅しながら、その点滅間隔を開けて、最終的には電流をカットすることでじわっと消灯を実現しています。点灯時はこの逆で高速に点滅しながら、その点滅間隔を詰めて最終的には通電しっぱなしにすることで実現していると思われます。

調光ユニットは高速に LED のオン / オフを繰り返し見た目の明るさを調整しています。

このため、調光ユニット→スローライトユニットのつなぎ方だと

スローライトユニットから見たら、入力される電源がしょっちゅう (高速) オン / オフ を繰り返しているため減光動作→点灯動作を繰り返してしまいうまくスローになりません。

逆にスローライトユニット→調光ユニットのつなぎ方だと、調光ユニットから見た場合、点灯すべきタイミングでスローライトユニットの処理による電流カットが発生している可能性があり、処理できずに消灯状態になる = LEDが点滅しているように見えてしまう。が発生します。また、調光ユニットの動作に必要なタイミング、電流が入力されずに、その結果、機能が維持できずいきなり LED が消灯する結果になっていると考えられます。


最近思うのが各ユニットの結果を橋渡ししなければうまくいくのでは?つまり並列につないで整流ダイオード経由で LED につないだらどうか?など考えていますが、まだ検討中の段階です。


(バックドア側が閉じているとき)

先ほどのフロント / リアドアの説明でも説明しましたがバックドアが閉じている通常状態の時、バックドアのピラー部分はRGB LED のブルーだけが光っています。これは各ドアと同じ LED、同じ配線接続なので機能も全く同じです。

バックドア以外の各ドアが開けば、ルームランプ連動でじわっと点灯、 100% の明るさでブルーに点灯、各ドアのすべてが閉まれば、ルームランプ連動でじわっと消灯。

イルミネーションの電流が流れたら調光ユニットで指定している明るさで光ります。このときに各ドアを開けた場合は50%→100%にじわっと明るさが変化し、逆に各ドアをすべて閉じれば100%→50% にじわっと変化します。このときのじわっと効果は各ドアと同じでプラスに変換した CTY で実現しています。

(バックドアを開いたとき)

バックドア側の LED はこの写真だとわかりづらいかもしれませんが…


実際は白 LED とRGB LED を分けて取り付けています。水色の丸が RGB LED で、白丸が白 LED です。

バックドアを開いた時は、ラゲッジスペースのライト (ラゲッジランプ) の動作に連動します。

○水色丸の RGB LED
バックドアが開くと、ラゲッジランプ電流がR、G の電線に流れてピラー部分のLEDを白に光らせます。(=R、G はラゲッジランプの電流、B は、プラスに変換した CTY 電流。ちなみにルームランプはバックドアが開いても光るため、プラスに変換した CTY も流れる =B 用も100%の状態で入ってきます。バックドアを閉じると、R、G 部分はカットされるためぱっと消灯=LEDは白 → 青にすぐ変化します。バックドアを最初に開けた場合のみ、白でじわっと点灯し最終的には100%で点灯します。)




具体的な接続としては、バックドア側にラゲッジランプ電流用の出力変換ユニットを取り付け、プラスに変換した電流を RGB LED の R、G に接続しています。また、プラスに変換した CTY を B に接続。


プラスに変換したラゲッジランプ電流が切れる動作 (=R、G の消灯) は、出力変換ユニットのマイナス側をバックドア側のカーテシスイッチ内蔵ドアロックのカーテシスイッチが切れることによって白→青になるようにしています。

出力変換ユニットを使用している理由は、各ドアと同じで、RGB LED のマイナス側配線が各色と共通であるため、色別のコントロールをマイナスコントロールではできないため、マイナスコントロールのカーテシ制御をいったんプラスに変換しています。そして出力変換ユニットのマイナス側が切れることによって、プラス側が出力されなくなる=電流が切れる動作としています。

○白丸の白 LED
この部分は、RGB LED の R、G と兼用で、ラゲッジランプから電流を拝借し、出力変換ユニットで変換したプラスを白 LED のプラス側に接続。

出力変換ユニットのマイナス側をカーテシスイッチ内蔵ドアロックのカーテシスイッチ配線に割り込んで単純なラゲッジランプ連動動作をしています。(ドアが閉まると、カーテシスイッチのスイッチが切れて、出力変換ユニットのマイナス側がカットされるため消灯します。)

---
ざっくりと動作説明を行いましたが、使用したパーツのパーツレビュー、配線図を含めた整備手帳などは、今後ぼちぼち作成して掲載しますのでもう少しお時間をください。

それでは。


【関連ブログ】
・もっと光りを!…我に光りを与えよ。 - 2018年10月06日
https://minkara.carview.co.jp/userid/381088/blog/42029467/

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