こんな感じで、デジタルタコメーターの試作をやっています(^o^) 通常の大きさのICを使って作ったので、少々大きくなってしまいました;(=^^=); このままではもちろんハンドルに全部を取り付けるわけにはいきませんから 表示部のLEDだけを分離してケーブルを伸ばして取り付けようと考えています(^-^) (表面実装タイプのICを使って回路を組めば、この半分以下の面積で 製作することも出来ますので、回路の動作確認が済んで設計が固まったら 実際にはそうやったほうがいいですね(^o^)) 電源電圧は、6Vでも12VでもOKなように作りましたから、カレンコンポでも ノーマルモトコでもOKです(^o^) 画像の表示例では”25”を示していますが、×100rpmして読んでいただければ 実際の回転数になるので、2500rpmを示していることになります(^o^) 参考までに各回路部分を簡単に言うと、 緑の□で囲ってあるところが、7セグLEDの表示部で、この試作機では 0〜9900rpmまでを100rpm刻みで表示できます(^o^) もちろんもう一桁増やして1万回転台を表示することも簡単にできます(^o^) 紫の□で囲ってあるところが発振回路部分になっていて、1.667Hzの周波数の 信号を作っています(^-^)(0.6秒周期の信号です(^-^)) 黄色の□で囲ってある所はカウンタ回路と7セグLEDの駆動回路で、 ここで0.6秒間に何回スパークが飛んだかを数えて、表示部に数字を 表示させています(^-^)(つまり0.6秒間にスパークが何回飛んだかを数えて それを100倍すれば、60秒間=1分間に何回スパークが飛んだかを数えた のと同様になり、rpm(回転/分)の表示が出来るという訳です(^o^)) 青の□で囲ってある所は電源回路部分で、モトコの発電器から供給する電圧を 5Vに直しています(^-^) 赤の□で囲ってあるところはまだ製作していないアナログ回路を載せる 場所です(^o^) 今は、紫の□の発振回路と同様の回路を載せていて ここで出力している信号をカウントして表示させて、デジタル回路部分の 動作確認をしました(^o^) ここには、オペアンプというICとコンパレーターというICで回路を製作して、 スパークプラグのケーブルからピックアップしたスパーク信号を増幅する 働きとノイズ成分を除去するフィルターの働きをさせます(^o^) ということで、続報をお楽しみに(^o^) |
ずいぶんと間が空いてしまいましたが、やっとデジタルタコメーターが完成しました(*^^*) プラグコードからスパークパルスを拾うアナログ回路部分の最適化に手間取ってしまいましたが、 やっとなんとか動くものが出来上がりました(^o^) 下の画像は左がアイドリングの時のもので、右が少しエンジンを空吹かししたときのものです(^o^) (判りにくいですが各画像の右端に見えているのがモトコのタイヤです(^o^) 回路がショートすると まずいので、地面の上に回路図の紙を敷いて、その上に置いてあります(^-^)) ちなみに、1号機に付けているメーカー製の針式タコメーターの表示ともぴったりと 合っていました(*^^*) アイドリング時には1800rpm、吹かしたときには4700rpmを指しています(^o^) この回路は作り易さを最優先に作ったので、少々LEDが大きいですし、その他の回路にも 少しムダがあります;(-^^-)ゞ それにラッピングという製造法で製作したので、基板の裏側の容積が大きくなって しまっています;(-^^-)ゞ 次は、もう少しコンパクトに作って、実際にモトコに搭載してみたいですね(^o^) |
今回は、タコメーターのアナログ回路部分を大公開しちゃいます(^o^) ちょっとした電子回路工作の知識のあるかただったら、この回路図を見ればすぐに同じものが作れると思います(^o^) (一応、最終的な回路の調整にはオシロスコープが必要になるので、もっていらっしゃらないと完成はキツいかもしれません〜;(=^^=)ゞ また、この回路図から回路を製作されることはご自由にされて結構ですが、質問や苦情は受け付けませんので 宜しくお願いいたします〜(笑)(^-^))) 回路の説明ですが、まずはピックアップコイルは、ただの配線ケーブルです(笑);(-^^-)ゞ モトコのプラグコードに配線ケーブルを2〜3回巻き付けただけで、十分機能を発揮します(^o^) 巻き付けたケーブルの端っこは車体の金属部分にショートしないように、テープなどでちゃんと絶縁することを忘れないでくださいね(^-^) ピックアップコイルに誘導された電圧をLM358という単電源オペアンプで増幅しています(^-^) ピックアップコイルとLM358の接続は、何通りか試してみましたが、下の回路図のように接続しないとうまく機能しませんでした;(=^^=); (ちなみに、他に試してみて失敗した接続は、ピックアップコイルの両端をそれぞれオペアンプの+と−端子に接続するというものと、 もう一つはピックアップコイルの開放端を回路のGNDに落とすというものでした;(-^^-);) このオペアンプの出力を見ると、図解のように0.4msecの間、何発ものパルスが発生してしまっていました;(=^^=); ディジタル回路のカウント回路は高速動作しますので、このままでは全てのパルスをカウントしてしまい、タコメーターとしては 機能しなくなってしまいます;(=^^=); そこで、LM393という単電源コンパレーターで信号をディジタルに変換したあとに、このパルスたちをまとめて1つにしてしまうために、 74LS123というTTLICを使用します(^-^) このICは、接続した抵抗とコンデンサーの値によって設定した時間のあいだに入力されて来たパルスはぜ〜んぶつなげてしまうという 働きをしてくれます(^o^) コンデンサーは0.1 μFを使用して、抵抗は22KΩを使用しましたから、次の式からパルスの長さが求まります(^o^) 0.45×0.1 μ×22K≒1msec これで、約1msecの間に入力されたパルスは全部つながって1つになりますので、カウンタ回路で正確なカウントをすることが できるようになりました(^o^) さて、このあとのカウンター回路の解説はまた後日UPしますので、お楽しみにー(^o^) |
ディジタル回路部分の回路図を大公開しちゃいます(^o^) どうです?(^o^) バッと見てシンプルな回路でしょ(^-^) 使っているICはロジック系で7つ、電源系で1つ、それに7segLEDが 2個と、あとは抵抗とコンデンサだけです(^o^) ICの部品代は、8651Bが1個1000円とちょっと高いのですが、他は1個50円〜200円くらいとけっこう安く入手できます(^o^) 回路の動作を簡単に説明します(^o^) まずは8651Bですが、これはプログラマブルな発振器で、回路図の設定では3.333Hzの 矩形波をOUT端子から出力します(^-^) この矩形波から、74LS123で0.3秒毎に10 μsec幅のパルスを作っています。 このページの上のほうにある、以前の記事では0.6秒毎のスパークパルスを計測して、その値を100倍すると1分間の回転数が 判ると書きましたが、実際にモトコのスパークパルスを計測してみると、クランクケースが1回転する間にスパークパルスが2回出て いました(^-^) (ピストンの上死点ではもちろんのことながら、下死点でもスパークが飛んでいます。 これは2ストバイクでは よくあることだそうです(^-^)) よって、0.6秒の半分の時間の0.3秒間のスパークパルスを計測して、その値を100倍すれば 1分間のエンジンの回転数が判ることになります(^-^) これによって、当初このディジタルタコメーターは0.6秒ごとに表示が更新される予定で設計していたんですが、0.3秒毎に最新の 回転数に更新されるようになり、表示の反応が早くなりました(^o^)(8651Bは1.667Hzも3.333Hzも設定ひとつで自由に出力 できるんで助かりました(*^^*)) 74LS192はスパークパルスの数をカウントするカウンタ回路です(^o^) 2個でそれぞれ100rpmの桁の分と1000rpmの桁の分を カウントしています(^o^) もうひとつ増やして10000rpmの桁の分をカウント・表示させることも簡単にできます(^o^) 74LS273は、192でカウントした値を0.3秒間の間、保持しています(^o^) 74LS47は7segLEDのドライバ回路で、 273から送られてきたデータの通りに7segLEDを点灯させています(^o^) μPC78M05Aは、3端子レギュレーターと呼ばれる電源ICで、入力されたDC電圧を5Vに変換します(^o^) これによって、バッテリー電圧が6Vのモトコでも12Vに改造したモトコでも、この回路を使用することができます(^o^) 電源端子は、モトコのメインスイッチがONしたときに電圧が供給される配線に繋いでくださいね(^o^) 回路を実装する基板や配線ケーブルまで購入しても3000円あればおつりが来ますから、電子回路工作の腕に覚えがあるかたは チャレンジされてみてはいかがですか(^o^) |