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耕運機サウンドの追求(5) - 回路作成っ!!

 前回の続きです。

 評価用の回路と制御用のプログラムができたところで、本チャン用の回路を作成します。

Porsche 911 Type 997, PSE DIY, Porsche Sport Exhaust System

 今回設計した回路です。

 4ケタ万円のクルマですので、誤操作したり焼損したりしないよう、いくつかのフェイルセーフ機能を組み込んであります。

#すぐにパクって商売始めるヤカラが湧くので、回路の一部を省略してあります。0xF9D1

 端子「PSE SW」は、「コンバインドスイッチ」のA10ピンを接続します。その名のとおり、PSEスイッチからの入力です。二段の抵抗により分圧し、PICに入力(GP0ピン)します。

 GP0ピンの前に逆向きに入っているダイオード(D1)は、“ツェナーダイオード”で、回路に一定以上の電圧が掛かった場合、電流を逃がし、PICを保護します。

 端子「EV0, EV1」は、ソレノイドバルブに接続します(無極性)。

 ソレノイドバルブの前に逆向きに入っているダイオード(D2)は、“ダンパーダイオード”で、ソレノイドバルブを開閉した際に発生する逆起電力から、回路を保護します。

 PICの出力(GP2ピン)の先のFETは、NチャンネルのパワーMOSFETで、1A程度の回路を余裕でドライブすることができます。

 MOS FETのゲートの前に入っているブルアップ抵抗は、電源投入直後のPICの初期化前でも、ゲートを強制的に引っ張り上げ、ソレノイドバルブの誤動作を防止します。

 端子「PSE LED」は、「コンバインドスイッチ」のA11ピンを接続します。ソレノイドバルブの動作に応じて、PSEスイッチ右上のLEDインジケーターを点灯させます。

 PICの出力(GP1)の先のTrは、NPNトランジスタで、基板上の部品点数を減らすため、バイアス抵抗内蔵型のものを使っています。

Porsche 911 Type 997, PSE DIY, Porsche Sport Exhaust System

 たいした回路ではありませんが、信頼性を考えて、プリント基板を起こしました。

Porsche 911 Type 997, PSE DIY, Porsche Sport Exhaust System

 プリント基板のアートワークです。

Porsche 911 Type 997, PSE DIY, Porsche Sport Exhaust System

 感光基板をメタ珪酸塩で現像した後、塩化第二鉄液でエッチングします。

 難しそうに見えますが、温度管理にさえ気をつければ、割と簡単にできます。

#化学の実験みたいで、面白いですよ。0xF9CE

Porsche 911 Type 997, PSE DIY, Porsche Sport Exhaust System

 感光剤を有機溶剤で除去し、プリント基板、完成。

 フラックスを塗布した後、サーキュラーソウを使って切り出します。

#初回限定、先着8名様分!?0xF9F8

Porsche 911 Type 997, PSE DIY, Porsche Sport Exhaust System

 部品をハンダ付けしたところです。

 基板の大きさは、43mm×23mm。調子に乗って、小さい面積に詰め込み過ぎました。

#老眼が進んできたので(?)、ハンダ付けに一苦労です。0xF9C7

Porsche 911 Type 997, PSE DIY, Porsche Sport Exhaust System

 「PIC10F200」を中心として、可能な限りシンメトリーとなるよう、部品を配置しています。

 部品の配置を考えるのも、なかなかに面白いです。

#配置を変えると、共連れで配線パターンも変わるので、中難度のパズルのような感覚です。0xF9C6

 左側の緑色のLEDは、イグニッション電源のモニタ用です。右側のオレンジ色のLEDは、PSEの動作状態のモニタ用です。PSEスイッチ右上のLEDインジケーターと連動しています。

 TO-251パッケージの左側の半導体は、定電圧レギュレータです。右側の半導体は、パワーMOSFETです。いずれも、熱対策として、超小型のヒートシンクを取り付けてあります。

 手前の赤いスライドスイッチは、「常時PSEスイッチ」です。

#別名、「車検対応スイッチ」と命名しておきます。0xF9F8

Porsche 911 Type 997, PSE DIY, Porsche Sport Exhaust System

 さっそく、工房のテストベッドで、擬似的に動かしてみます。


(大きなエギゾースト音がしますので、音量注意)

 調子に乗って、紹介用の動画など、編集してみたりして。(海外用に英語表記)

 気に入っている点は、「常時PSEスイッチ」をONにしてエンジンを掛けると、LEDインジケーターが一瞬点滅して教えてくれるところです。

 これは、プログラム制御のPICならではの動きで、通常のロジック回路では難しい動きです。

 また、ソレノイドバルブの制御回路とLEDインジケーターの制御回路とが、電気的にアイソレートされているからこそできる動きです。
(+5V系(ロジック電圧)と+12V系(バッテリー電圧)とが混在していて、ややこしいですが)

 ということで、「零号機」、完成っ!!0xF9CF

(つづく)

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