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２：基板作製〜部品調達
２０２３年
８月４日
ＰＣＢＷＡＹという格安基板作製会社に５枚発注しました。枚数は最低５枚からです。レジストは青にしました。ガー
バを圧縮してアップロードすると寸法などが自動で設定され、オンラインでビューアが開きます。
＄５クーポンがあって、送料込みで合計＄３３で約５０００円でした。製造に４日、運送に９日なので、８／１７日くらいの到着予定です。
８月６日
ＰＣＢＷＡＹは製造の進捗が確認できます。この日で６６％でした。
部品を集めます。Ｓｐｅｅｄｕｉｎｏの部品は殆どＤｉｇｉｋｅｙの部品番号が登録されています。Ｄｉｇｉｋｅｙに無いデバイスを別の通販サイトで見つけます。初めに気圧センサのＭＰＸ４２５０ＡＰです。Ｅｂａｙにも中国発なら沢山ありますが、正規品がＡＶＮＥＴにありました。物は提携先のＥｌｅｍｅｎｔ１４から送られてくるようです。ちょっと高くて１個３８６０円です。高いので２個購入しました。
８月７日
続いて、カム角パルス整形デバイスのＭＡＸ９９２６とインジェクタドライバのＶＮＬＤ５０９０です。これはマウザにありました。３個づつ購入しました。６０００円未満では送料が２０００円掛かってしまうので、無料にするためにＰＳｏＣの５ＬＰボードを追加しました。
８月８日
残りはＤｉｇｉｋｅｙで購入します。大昔のアカウントがあったのですが、新しく取り直しました。数量を３枚分にしてＣＳＶの部品表をアップロードすると、直ぐに部品表として認識されます。余分なカラムはスキップできます。後で良く見たらアセンブリ数を指定するところがあって、３倍にする必要もなかったみたいです。在庫が無いものは代替品の指定、重複している部品はマージを教えてくれます。また、数量を切りの良い数にすると安くなる場合も教えてくれます。黒帯は見つからない部品です。なかなか良く出来てます。
Ｄｉｇｉｋｅｙ分は３台分で１万円弱になりました。送料は無料で、Ｐａｙｐａｌで支払いできます。一台分の実装部品の合計は３２００（Ｄｉｇｉｋｅｙ）＋３８６０（ＭＰＸ４２５０ＡＰ）＋３００（ＶＮＬＤ５０９０）＋１２００（ＭＡＸ９９２６）＝約８５６０円です。基板が１枚１０００円、ケースが３０００円です。アルドウィーノＭＥＧＡの正規品は７０００円位なので、ＥＣＵ単体の部品代合計は大体２万円です。
８月９日
アリエクスプレスで購入したＥＣＵケースのコネクタは２４ピンを２個使いになっています。今回は２気筒でアイドリング調整のステッピングモータも無いので、信号線が少なく、１個で足ります。コネクタが１セット余ります。そこで基板側のコネクタの誤挿入防止キーを削って、白コネクタにも黒コネクタが刺さるようにします。これでエンジンエミュレータ用にコネクタを買わなくても良くなります。また、普通の使い方では、取り外しレバーは左右別側に付いています。
今回は白のコネクタを基板に実装します。赤枠内にあった誤挿入防止キーをフライス盤で削りました。
取り外し用のレバーは入れ替え可能で、黒と白コネクタで同じ側に取付可能です。
通常の白と白の組み合わせです。
誤挿入防止のキーを削ったので、白に黒コネクタも刺さります。レバーも白コネクタと同じ側です。白をハーネス用に、黒はエンジンエミュレータ用で使います。
８月１１日
Ｄｉｇｉｋｅｙで購入したＩＣ、抵抗、コンデンサなどが到着しました。
Ａｖｎｅｔで購入の気圧センサも到着です。気圧センサはスロットルスピード方式ではインマニの圧力ではなく、雰囲気の気圧を測定して高度による燃調補正に使います。３６００円と高価なため２個購入しました。肝心の基板はまだ深センにあるようです。
ＴｕｎｅｒＳｔｕｄｉｏのＩ／Ｏ機能を確認しておきます。入力はＡｕｘデジタル入力の設定ダイアログでポート番号とエイリアス名を設定します。Ａｕｘデジタル入力は最大で１６本です。
出力はプログラマブルデジタル出力の設定ダイアログで設定し、条件設定で出力を制御します。下は仮にポート４８をＴＰＳが６０より大きくなったら出力をＨｉｇｈにする設定です。プログラマブルデジタル出力は最大で８本です。
ＴＰＳの値が６０を超えると、ポート４８がＨｉｇｈになり、下のインジケータもＯＮ（緑）になります。
Ａｕｘデジタル入力もプログラマブルデジタル出力の条件に使うことができます。下の例ではＴＰＳが６０より大きく、かつ、上で定義したＡｕｘ０がＬｏｗの時Ｈｉｇｈになる設定です。ポンプリレーとタコメータ出力は標準ですが、コネクタにはサイドスタンド、ニュートラルスイッチの入力、ライトリレー、セルフテストフェイル出力を追加で配線してあります。
８月１１日
マウザのカム角パルス整形デバイスのＭＡＸ９９２６とインジェクタドライバのＶＮＬＤ５０９０も到着しました。ＰＳｏＣの評価ボードは送料２０００円の代わりに購入したもので、この前購入した３枚と手持ち１枚で合計５枚になりました。
基板は日本に到着して、通関中のようです。
８月１３日
基板が到着しました。予定より少し早かったです。
早速、基板とコネクタ、ケースとの勘合を確認します。コネクタの位置とケースの固定ネジ穴の寸法は実測したので、ケースに収めるには、少し加工する必要がありました。基板固定の穴位置を調整して無事、収まりました。
アルドウィーノＭＥＧＡは裏返しで実装します。短いピンで仮止めしました。実際にはもう少し長いピンを使うので、上に移動します。このままでは、ＤＣジャックと気圧センサが干渉します。
気圧センサの先端は基板端と同じ位置でカットして、仮止めします。
ＤＣジャックを外したＭＥＧＡを載せてみます。良いようです。まだ、電源やＵＳＢケーブルの取り出し、気圧センサ用にケースを防水しつつ、外部と同じ気圧にするなど、課題があります。
８月１５日
部品の実装を開始します。赤枠のカム角パルスセンサの波形整形ＩＣのパッケージ間違えました。パッケージの幅が広かったです。ピンを少し切って実装できました。抵抗、コンデンサは２０１２サイズなので、実体顕微鏡を使わなくても、拡大鏡があれば十分です。抵抗２種がなぜか発注漏れだったので、アマゾンで購入しておきました。
８月１６日
抵抗２種到着しました。４．７Ｋと１０Ｋです。
まだ使うか分かりませんが、ケーブルグランドをＷｉｓｈで購入しておきました。電源、ＵＳＢケーブルの取り出し用です。
長いピンもアマゾンから到着しました。
８月１７日
アルドウィーノはＵＳＢ電源でも動作しますが、今回はＳｐｅｅｄｕｉｎｏボードの５Ｖをピンヘッダを介して電源供給しています。本来、アルドウィーノ側からするとこの５Ｖはピンヘッダに接続した機器に供給する電源です。ＤＣジャックに接続された外部電源を３端子レギュレータで５Ｖに落とし、ピンヘッダに供給しています。
一方、ＵＳＢコネクタに接続されたＵＳＢＶＣＣは逆流防止のＦＥＴ（ロードスイッチ）を介して５Ｖと接続されています。このＦＥＴがＯＦＦになるのはＶＩＮの電圧が６．６Ｖ以上の時で、この時はボディダイオードを介して５ＶとＯＲ接続されます。今回、ＶＩＮは使用しないため、ＦＥＴは常時ＯＮです。そのため、５ＶとＵＳＢＶＣＣが接続された状態になります。
今回はＵＳＢコネクタに接続したＰＣを保護するために、回路図の下のＦＥＴ（ロードスイッチ）を取り外します。これにより、ＵＳＢＶＣＣはアルドウィーノのＵＳＢーＵＡＲＴ変換チップのみに供給されます。また、回路図の上の３端子レギュレータも不要なため、これも取り外します。
８月１８日
部品実装が終了したので、電源テストを行います。電源を供給して５Ｖ電源が出ていることを確認します。動作良好です。
８月１９日
コネクタに疑似センサを付けてセンサ入力の動作確認を行います。疑似ボリュームはＴＰＳ、油温、気温の３つ、気圧（ＭＰＸ４２５０ＡＰ）と１２Ｖ電源（抵抗分圧）はボード上に載ってます。気圧センサにはシリコンチューブを付けて気圧変化を確認します。
ＴＰＳ、油温、気温、気圧、１２Ｖ電源のセンサゲージを表示して、センサ入力に対応して変化することを確認しました。
８月２１日
Ｓｐｅｅｄｕｉｎｏの基板上に点火コイルを直接駆動する回路は載っていません。スマートコイルを使うように指定されています。１次側の電圧が４００Ｖ位まで上昇するため、外部で駆動した方がノイズ的にも良いです。手持ちのＦＥＴを使ってイグナイタを作製します。
ヤフオクで購入したスクランブラー１１００の点火コイルを購入しました。ツインプラグ用なのでハイテンション側が２つあります。これに小さいイグナイタ基板を追加します。
手持ちのＮ−ＣＨのＦＥＴの２ＳＫ２６９８です。耐圧は５００Ｖです。バーキンのインジェクション化で使っているので、ある程度の実績があります。
ＱＣＡＤでイグナイタのアートワークをします。フライス盤でＶカットミルでガラエポ基板にパターンを作ります。
残念ながら、手持ちのエポキシ基板は全部両面基板です。片側をエッチングして片面基板を作製します。手持ちの塩化第二鉄は３０〜４０年位前の物なので、固まってました。プラスチック容器に適当な濃度で水溶液を作ります。
ガラエポ基板の両面を磨きます。
片側はラッカーの缶スプレーでマスキングします。
古い塩化第二鉄はですが、エッチング能力は落ちていなくて、１０分位で銅箔は殆ど無くなりました。
片側は完全に銅箔が無くなり、片面基板が完成です。
８月２２日
フライス盤でＶカットミルでイグナイタ基板を作製しました。1回目は緑枠のゲート用の島が出来ていませんでした、データ見直して２回目はちゃんと出来ました。
今回、外径はディスクグラインダで手動で切り取りました。ＦＥＴとその他部品実装しましたが、保護ダイオードは未入荷です。
