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2016年7月31日 (日)

久しぶりのマイコン回路

私の自宅の前の道路は細い道だけど、わりと車の通りが多いので、車を自宅ガレージに停める時に、多くの場合、前からか後ろからか他の車が来ている場合が多くて、ガレージに入れる場合、ハザードランプのスイッチを入れてからバックでガレージに入れるようにしている事が多い。

しかし、この頃というか、今の車に替わって以来、車を自宅のガレージに停めてから、ハザードランプのスイッチを切り忘れて家に入ってしまう事が多くなった。

どうしてハザードランプなんて目立つものを切り忘れるなんだろう・・・?、なんて考えてみると、運転席から見たときに、普通ハザードランプのスイッチを入れると、メーターパネルの左右のウインカーランプの表示が同時に点滅するのと同時にハザードランプのスイッチも点滅し、それと合わせてウインカーランプのリレーの音が「カチカチ」鳴るので非常に目立つ!!

どうして、こんなに目立つのに忘れるんだろう?、って冷静に考えてみると、今までの車はハザードランプのスイッチを入れたままエンジンを切っても、ウインカーランプの表示の点滅もスイッチの点滅も消えずに目立つところでチカチカしてたので、ハザードのスイッチを切るのを忘れる事は無かったけれども、今の車はなぜかエンジンを止めるとメーターパネルのウインカーの表示ランプも消えてしまって、ダッシュボードのど真ん中あたりにあるハザードスイッチの点滅だけが残る。このランプだけでも夜なら目立つけれども昼間の明るい時間帯だとランプが非常に暗くてスイッチを直視していないと点滅に気付かず、そのまま車を降りて家に入ってしまう。私の習性として車を降りると殆ど振り向いて車を見る事がないのも要因の一つではあるけどね(笑)


そこで、今回の作品は、そのハザードランプの消し忘れを防止するためのブザー。

エンジンを切ってからでも点滅に合わせて音が鳴れば消し忘れる事はない!(リレーの代わりの音がすれば良い)

また、永くマイコンプログラムを書かないと忘れてしまうので、それを防ぐためにも作ってみる(笑)


今回の回路は、左右のウインカーランプが同時に点滅したときだけ、その点滅に合わせて「ピ~ン、ピ~ン」と音が鳴る回路で、非常に単純な仕事なので、わざわざマイコンで作らなくてもトランジスタなんかで簡単に作れそうな物ですが、一度マイコンを覚えてしまうと、マイコンで作る方が楽になってくるし、またブザーの音程なんかも自由に作れたりいろいろと自由に作れるので、どうしてもマイコンに走ってしまう(笑)

また今回は、できるだけ小さな装置にしたかったので、よく小さなマイコン回路を作るのに使われている「フリスク」のケースに入れる形の回路を設計してみた。

P7091427

この回路の仕組みとしては、左右それぞれのウインカーランプの12Vの信号を引っ張ってきて抵抗器でおよそ3Vに分圧してマイコンの2つのポートに左右それぞれの信号を入力して監視し、その2つのポートに同時に信号が入力された時だけハザードランプと判断しブザーを鳴らすようにする。そして、ある程度の時間以上ハザードランプの信号が無ければ、マイコンをスリープ状態にして電力を消費させずに待機させる。(キーを抜いた状態で起動させる必要があって、マイコンの電源はアクセサリーではなくバッテリーから直で引っ張る必要があるので、キーを抜いてる時にはスリープさせておく必要がある)

いざやってみると、使ったマイコンは8ピンの小さなマイコンなので「フリスク」のケースでも面積はまだ余裕があったけど、ケースの高さが小さくてマイコンチップの台座を付けるとそれだけで入らなくなるので、マイコンチップは基板に直接ハンダ付けにし、100μFの電解コンデンサも横倒しで、基板裏のハンダ付けも大きくなると入らなくなるので全てハンダ付けが終わってからサンドペーパーでハンダ面を研磨して薄く仕上げた。

そして完成したけど、今回はできるだけ小さくシンプルな回路にしたかったので 「Attiny13A_PU」という小さな8ピンのマイコンチップを使い、プログラムできるメモリーが小さいので、できるだけ簡単なプログラムにするために、ブザー音を出すのにマイコンに装備されている「Sound命令」を使って音を出すようにした。でも、この「Sound命令」で出せる音は単純な方形波なので、なんとも発する音色がおもちゃっぽい感じがした。そこで同じSound命令で2種類の音を作り組み合わせて、「ピン、ポ~ン」という感じの音にしてみたけど、やっぱり安っぽい音にしかできない。

そんなに音色を気にする事でもないんだけど、やり始めると拘ってしまうのが悪い癖(笑)

いろいろ調べてみたところ、音色に拘るなら、やはり方形波ではなく正弦波で作るべきなのかな?。でも、Attiny13Aでは正弦波のプログラムを書ききれないので、使うチップを「ATTINY85-20PU」に替える事にして、正弦波で音を作ってみたけど、正弦波にしただけではそうも言うほど音色が変わる訳ではなく、もう少し調べてみたところ、自然な音(オルゴールの音やワイングラスで乾杯したときの様な音)を再現するには、音の減衰(小さくなって消えていく)を表現する必要がありそうなのでやってみた。

↓こんな感じの音の減衰を再現してみる。

Photo

そして、音階や減衰の時間などを調整して、まぁまぁ納得できる「ピ~ン」という音が作れた。

P7091429

音が出てほしくない時もあるだろうから、一度ハザードスイッチを入れてからスイッチを切り、およそ1秒経過後に再度スイッチを入れた時には音が出ないようにプログラムしておいた。やっぱりマイコンは便利だわ!!


実際に車に取り付けてみたところ無事に機能した。

もう、これでハザードを消し忘れる事はないだろう・・・??

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