アルドウィーノを使った
オープンソース、オープンハードの
ローコストＥＣＵ

テージのＥＣＵが壊れていた時は
Ｓｐｅｅｄｕｉｎｏに装換する予定です。


 その１：概要とコネクタ変更


２０２３年
５月１７日
Ｓｐｅｅｄｕｉｎｏはアルドウィーノを使ったオープンソースのＥＣＵシステムです。ＤＩＹでルネサスのＳＨ２を使ってケントエンジンをインジェクション化したのは２００６年でした。今はオープンソースがあって良いです。


Ｑｉｉｔａにも紹介ページがありました。


５月３１日
ＳｐｅｅｄｕｉｎｏのＣＰＵはアルドウィーノの中でも、Ｉ／Ｏとメモリの多いＭＥＧＡを使います。机上テスト用にＵＮＯを使ってエンジンの代わりにクランク角パルスを出力できるようです。両方とも手持ちありました（笑）。因みに右はＭＥＧＡーＡＤＫでこれもＳｐｅｅｄｕｉｎｏのＣＰＵボードとして使えます。これはやってみるしかないですね。


６月９日
ＭＥＧＡにＳｐｅｅｄｕｉｎｏのファームを書き込んで動作確認しました。アナログディスカバリのパターンジェネレータがカム角パルスの代わりです。右下のボリュームはアクセル開度（ＴＰＳ）です。


下はドカの１１００ＤＳエンジンのカム角パルスホイールです。赤枠部分の歯だけステンレス／アルミ？になっていてパルスセンサが反応しないようになっています。４８歯、１歯抜けです。後で判明しましたが、２歯抜けでした。詳細は実際に測ったここをクリック。


アナログディスカバリの任意波形パターンジェネレータの出力をオシロで確認します。４８歯で１歯抜け、周期は約１５．６Ｈｚです。アナログディスカバリの出力は３．３Ｖですが、ＭＥＧＡの入力は５Ｖ必要です。トランジスタを入れてレベル変換しました。


ＳｐｅｅｄｕｉｎｏのＰＣ用のアプリのＴｕｎｅｒＳｔｕｄｉｏです。左上がエンジン 回転数、隣がアクセル開度です。設定を変更するとリアルタイムでゲージが変わります。カムの１回転が１５．６Ｈｚだったので、クランク回転は約３１．２Ｈｚで回転数では１８７５ｒｐｍになって、合っています。


６月１０日
カム角、スロットル開度を入力してゲージが反応したので、インジェクタとイグニッションの出力を確認します。インジェクタ２本、イグニッション２本の出力をロジックアナライザに接続します。


エンジン設定をＬツインに合わせます。エンジンタイプを奇数点火、奇数点火アングルを９０度（２７０度の間違えでした）にすれば良いようです。Ｓｐｅｅｄｕｉｎｏはエンジン設定等がファームにハードコーディングされていません。設定を変更すると、都度、ＣＰＵボードに設定データを転送します。


設定誤、カム角パルスを入力すると、インジェクタとイグニッションが出力しはじめます。カム１回転で各出力が１回出ています。４ｓｔなので合っています。


気筒間の角度を確認します。カム角パルスは４８パルスなので１パルスの角度は１５度です。インジェクタの間隔は６パルスズレています。１５＊６＝９０度で合っています。イグニッションもズレは同じです。


７月２日
まだ実際に使うがどうか分かりませんが、アリエクスプレスでＥＣＵ用ケースが安く売っていたので、購入してみました。誰が使うのかいまいち不明ですが、アリエクスプレスにはＥＣＵケースやコネクタ類がいっぱい売っています。


７月１１日
ケース到着しました。アルミダイキャスト製でちょっと重いです。もし、本当に使う場合には全体を少し削った方が良さそうです。コネクタ部はＯリングが付いていますが、ケースとカバーの間にはシールはありません。防水仕様にするなら、対策必要です。いつものように、中国からの梱包段ボールはボロボロです。もう少しどうにかならないんでしょうか。


７月１１日
Ｓｐｅｅｄｕｉｎｏの基板はＫｉｃａｄ（フリーの電気ＣＡＤ）で作られています。これなら基板のアートワーク変更も簡単に出来そうです。最近は小さい２層基板なら５枚で５０００円以下の激安で作れます。


少し古めのＫｉｃａｄがＰＣにインストールしてあったので、ＧｉｔＨｕｂにある回路図をダウンロードして読み込んでみました。使われているライブラリもダウンロードすると回路図が読み込めました


オリジナルの基板は３０００円位で購入可能ですが、元々４気筒の４輪用なので余分な部分も多いです。信号線も４０Ｐｉｎのヘッダに接続されています。２気筒用に要らない部品を削除して購入したＥＣＵケースに合わせて、コネクタと基板サイズを変更してアートワークすれば良さそうです。


７月１４日
Ｋｉｃａｄは回路図からプリント基板を作製できます。Ｓｐｅｅｄｕｉｎｏの４０ピンコネクタをＥＣＵケースに付属の２４ピンにしたらどんな感じになるか、２４ピンコネクタのフットパターンを作成して適当に引き回して、ＫｉＣＡＤのアートワークの勉強も兼ねて少しいじってみました。Ｓｐｅｅｄｕｉｎｏはスルーと表面実装の２種類の基板がありますが、スルー基板だと部品は載るものの、きつきつで配線できない感じです。


ＥＣＵケースに付属していた２４ピンのロック付き防水コネクタです。両端の６ピンはコンタクトが大きく、電流が多く流せるようになっています。ドカの１１００ＤＳエンジン（Ｏ２センサ１個、ステッピングモータのアイドル調整無し）なら２４ピンで信号線が足りると思います。


７月１８日
Ｓｐｅｅｄｕｉｎｏのスルーホール版はきつきつなので、表面実装版をベースにコネクタを２４ピンに変更して、モジュール扱いだった、カム角センサのパルス波形整形ＩＣのＭＡＸ９９２６も基板に実装して、アートワークしてみました。２４ピンのコネクタから引き出せない配線は無理にアートワークしないで、ジャンパ線にしています。空きスペースにはユニバーサル部を作り、部品追加できます。


７月２４日
ＳｐｅｅｄｕｉｎｏにＮＸＰのＣｏｒｔｅｘーＭ４を使ったＤｒｏｐＢｅａｒがあります。現在はＳｐａｒｋＦｕｎのＴｅｅｎｓｙ３．５のＣＰＵボードが入手できないようです。やはりアルドウィーノを使った方が無難のようです。


下がＴｅｅｎｓｙ３．５のＣＰＵボードです。せっかく作るなら３２ｂｉｔ／１２０ＭＨｚのＡＲＭの方が良いと思ったのですが、半導体不足が原因なのか、主な通販で在庫無しです。作製時に売っていたボードを使って設計しても、時が経つと入手不可になることは良くあり、要注意です。因みにアルドウィーノのＣＰＵはＡＶＲ／８ｂｉｔの１６ＭＨｚのＲＩＳＣコアです。１９９０年初頭のドカの８５１のＥＣＵのＣＰＵは６８０３Ｕ４でした。たしかクロックは２ＭＨｚと思います。フェラーリＦ４０のＥＣＵと同系列です。Ｆ４０はＶ８なので、２個使ってます（笑）。


７月２９日
前のアートワークはとりあえずだったので、アナログ入力部をコネクタに近づけて、アートワーク修正しました。空きスペースが増えたのでユニバーサル部も追加しました。


部品表はＣＳＶフォーマットで直ぐに出力できます。多くの部品が購入先もＤＩＧＩＫＥＹに登録ずみで、直ぐに買えそうです。


基板の作製は中国が圧倒的に安いようです。価格比較のページがありました。最安値は送料込みで５ドルというのもあります。



７月３０日
アルドウィーノＵＮＯを使ってカム角パルスを出力するようにプログラムを作製しました。以前はアナログディスカバリの任意波形出力でしたが、ボリューム電圧をＡＤ変換で入力して、ｄｅｌａｙＭｉｃｒｏｓｅｃｏｎｄｓでウエイトすれば、ボリュームで回転数を変えられます。ａｎａｌｏｇＲｅａｄは変換終了まで待たされるので高回転側が早く回りません。赤枠のおまじないをすると、ＡＤ変換が早くなるとのことです。ＡＤ変換も４８パルスに１回にして高速化します。出力波形は４８歯の１歯抜けです。


高回転側は約８２Ｈｚでクランク回転数では９７００ｒｐｍです。


低回転側は約１．１Ｈｚでクランク回転数では１３０ｒｐｍ、セルモータで回してる感じです。


ＵＮＯのカム角パルス出力をＳｐｅｅｄｕｉｎｏのカムパルス角入力に接続して動作確認しました。動作良好です。



８月３日
ＳｐｅｅｄｕｉｎｏのページにＤｏｘｙｇｅｎのページがあります。ソースコードからドキュメントを作成するツールＤｏｘｙｇｅｎで生成したＷＥＢページです。どんな関数、変数があるのか、関数はどこから呼ばれるのか、どこを呼ぶのかは図で分かります。一番知りたいのは関数のフローです。当然ながら、それは出てこないです。


ｔｉｍｅｒｓ．ｉｎｏの解析図です。１ｍｓｅｃで駆動される周期割り込みでインジェクタ１をトグルするｉｎｊｅｃｔｏｒ１Ｔｏｇｇｌｅ関数が出てきます。


どこように使われているがソースで確認すると、１ｍｓｅｃを積算して１Ｈｚのタイミングでテストモードならインジェクタを５０％開く動作をしていました。知りたいのはこのような情報です。