BP-VEとフリーダムコンピュータの組合せで不具合発生 その２
具体的な対策内容について、公開します。
【注意】
・この記事を真似する場合は、全て自己責任でお願いします。
・フリーダムコンピューターの破壊、走行中等の予期せぬエンジン停止、車両火災など、取り返しのつかないトラブルが発生する可能性があります。損害等が発生した場合でも、当方では一切の責任を負いません。全て自己責任でお願いします。
・ハンダ付けの出来が悪かったり、必要な絶縁がなされていない場合、走行中の振動で配線が外れたりショートしたりして、フリーダムコンピューターの破壊、エンジン停止、車両火災等を引き起こします。
・配線を間違えると、フリーダムコンピュータの破壊、車両火災等を引き起こします。
・フリーダムコンピュータには細かな電子部品が多数使われており、わずかな力でも部品が取れたり、配線パターンが剥がれたりして、二度と使用できなくなります。
・フリーダムコンピューターには静電気に弱い電子部品がたくさん載っており、不用意に触れると静電気でフリーダムコンピューターが壊れます。
・自信が無い方は、この作業をしないことをおすすめします。
１．対策回路
●回路図
●この回路を2組、用意する。
・クランク信号用に1組
・カム信号用に1組
・2SA1015と2SC1815は、手持ちのGRランク品を使用。
●配線
・クランク信号の「Signal_in」は、R13の上側に配線。
・クランク信号の「Signal_out」は、R33の右側に配線。
・カム信号の「Signal_in」は、R22の上側に配線。
・カム信号の「Signal_out」は、R102に配線。R102はゼロΩなので、左右どちらに接続しても同じ。
２．「対策回路基板」基板実装例
●新たにコンパクトなサイズで作成してみた。
●電線の色
・5V電源に赤色線と黒色線。赤が+5V、黒がGND。
・クランク信号に黄色線。
・カム信号に青色線。
の各色を使用。
●写真の上方が「Signal_in」、下方が「Signal_out」。
オモテ面
ウラ面
３．フリーダムコンピューターとの配線
●まず、CN1のそばにある「Q12」と「Q13」を取り外す。
もとに戻せるように、取り外した部品は保管しておく。
●「FC03ｂ-CPU」基板に「対策回路基板」を取り付けた写真
・「対策回路基板」はカプトンテープでグルグル巻きにし、実験用としての簡易的な絶縁を確保。絶縁されたケースに入れることを推奨。
・「対策回路基板」や配線が、振動やGで移動しないように、実験用として簡易的にカプトンテープで固定。接着剤等での固定を推奨。
●左下のチップコンデンサに、赤線+5Ｖと黒線GNDを接続。
●R13上側が車両からのクランク信号(黄色線)、R22上側が車両からのカム信号(青色線)。
「対策回路基板」のクランク信号・カム信号それぞれの「Signal_in」に接続。
Q12、Q13が取り外されているのが見える。
●R33の右側に、クランク信号「Signal_out」(黄色線)を接続。
●R102に、カム信号の「Signal_out」(青色線)を接続。
R102はゼロΩなので、左右どちらに接続しても同じ結果。
ゼロΩのチップ抵抗をなくしてしまったので、半田ジャンパしてある。
４．その他情報
●R1が47kΩと大きいが、この値を小さくしてみたら、「なぜか」誤動作が発生。追加したPNPトランジスタのベース電流を、安定動作のために一ケタほど増やしたかったが、逆に不安定になってしまった。
●「オリジナル回路のまま」で、センサーのプルアップ抵抗であるR13とR22を、1kΩから10kΩに変更して、約1Vだったクランク信号とカム信号のLoレベルが0.1V程度まで下がるようにし、NPNトランジスタが確実にOFFできるようにしたのだが、「なぜか」誤動作は収まらなかった。
もしも「これでOK」であれば、対策としては非常に簡易になるのだが、そうは行かなかった。
●試しにPNPとNPNのトランジスタの代わりに74HC05(オープンドレインのインバータ)を使ってみたが、誤動作発生。しきい値的には余裕があるはずなのに、「なぜか」理屈どおりに動かない。
※これらの微妙な現象から、狭いスイートスポットの中を絶妙なバランスで動作をしていそうなことが、推測できる。
●クランクセンサーのLo出力時の出力インピーダンスを測定すると、約220Ωであった。1kΩのプルアップ抵抗(R13、R22)では、Loレベルが約1Vに上がるのは当然。なのでプルアップ抵抗を1kΩから10ｋΩにして、Loレベルと0.1Vにしてみたが、「なぜか」誤動作が発生する。
ここのプルアップ抵抗が1kΩと「とても小さい」ことに、何かの意図を感じる。
●当方の車両は、NA8のシリーズ２。
・他の車両では、この回路定数ではうまく行かない可能性がある。車両の配線が異なるため、微妙に条件が異なるから。
・上記の通り動作のスイートスポットが狭いようで、「なぜか」理屈どおりに動いてくれない。
誤動作が起きる瞬間の波形を捉えるのは難しく、完全な解析は出来ていませんが、状況証拠的にはビンゴと考えてます。
この対策回路をつけてからまだ300kmほどの走行ですが、快適に走行できています。