テージ用Speeduino

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が壊れているみたいなので
Ｓｐｅｅｄｕｉｎｏ（ＳＴＭ３２）に装換しました。

その２５：
デュアルホイールをフォトインタラプタ用に変更

２０２５年
６月６日
フォトインタラプタ用のホイールをＣＮＣフライスで作製しました。アルミは１．５ｍｍ厚のＡ５０５２ですが、けっこうバリが出ます。

取り付け穴はまだですが、バリをとって完成しました。手前は今までで使っていたモジュール１．５の３６歯平歯車を加工した非接触回転速度センサ用です。

フォトインタラプタを選別します。コレクタ電流の大きいものを集めます。

ＬＥＤをアナログディスカバリのジェネレータでパルス駆動して、フォトトランジスタの応答速度を確認します。スペック上は５ｕＳｅｃです。エンジンの上限回転数を１１０００ｒｐｍとすると、カムは５５００ｒｐｍで回ります。周波数だと９２Ｈｚです。４０歯なので約３．７ＫＨｚになり、４ＫＨｚで実験しました。

６月７日
モノタロウで１０ｍｍ厚のポリカーボネイト板を購入しました。フォトインタラプタは懐が浅いので改造します。ポリカーボネイトは１３０℃くらいまで耐熱性があります。

プライマリパルス用のポリカーボネイト板でフォトインタラプタを挟む補強板を作製します。基本形の図面をＱｃａｄで入力します。

３ｍｍのエンドミルで切り出し、補強板を２個作製しました。

細かい形状は手動で切削して、フォトインタラプタを挟む構造にします。トランジスタのバッファを乗せる、ユニバーサル基板も作製しました。ユニバーサル基板は取り付け部も兼ねています。

オムロンのサイトを参考に、手持ち部品でバッファ回路を作りました。Ｕ１のフォトインタラプタは仮で、実際には秋月で購入したものを使います。

バッファ回路は実験して動作確認しておきます。

６月９日
プライマリパルス用のフォトインタラプタの続きです。ポリカーボネイト板で挟んでフォトインタラプタをエポキシ接着剤とネジで固定して緑枠の懐を１．５ｍｍほど深く加工しました。

上部はエポキシ接着剤を盛って補強しておきます。

バッファ回路を追加して、動作確認を行いました。動作良好です。

６月１０日
続いて、セカンダリパルス用を作製します。ポリカーボネイトで固定部品を作製しました。

ユニバーサル基板にフォトインタラプタを固定しました。セカンダリパルスは取り付け幅が広くなったので、カーボンのベース板の裏に取り付ける、プレートナットも作り直しました。

セカンダリパルス用もバッファ回路を追加して、動作確認を行いました。動作良好です。

６月１１日
エンジンエミュレータの疑似パルスを４０歯デュアルホイールに変更しておきます。疑似パルスはアルドウィーノＵＮＯで出力しています。プログラムのロジックを忘れていて、思い出すのに時間がかかりました。ホイールを模して、プログラム修正しました。

早速、ＳＴＭ３２ボードのポートの入力端子にオシロスコープを繋げて動作確認します。タイミングはプライマリパルスが４０パルス、セカンダリパルスの幅はプライマリパルス１パルス幅分です。レベルはトランジスタのバッファで反転し、その後、ヒステリシスコンパレータで再度反転するので、光が通過するとロジック１を出力します。良いようです。

ＴｕｎｅｒＳｔｕｄｉｏのトリガセッティングも４０歯にエッジも変更しておきます。

フォトインタラプタをホイールに挟むためのかさ上げスペーサの図面をＱｃａｄで作製しました。

あらかじめ３ｍｍ厚のアルミ板を２．５ｍｍまで薄くしてから、ＣＮＣフライスで切削しました。

タイミングベルトのドライブプーリに作製したスペーサを入れます。寸法は良いようです。

既存スペーサを重ねて、カーボンのベース板からの高さを測ります。５．１ｍｍになりました。フォトインタラプタの隙間まで４．５ｍｍなので、後はシムで調整します。

６月１４日
４０歯のフォトインタラプタのホイールを取り付けます。はじめに非接触回転速度センサ用のホイールに戻して、ベルトドライブプーリを上死点の位置に合わせます。

上死点では垂直、水平気筒のマーカが一致します。

その後、セカンダリパルスが発生する位置まで回転させます。

４０歯用のホイールに固定用の穴開けて、上記の位置で固定しました。

プライマリパルス用のフォトインタラプタを仮止めします。

プラグを外してギアを入れてタイヤを回します。フォトインタラプタの出力をオシロスコープで確認しました。良いようです。

セカンダリパルス用のフォトインタラプタを固定するプレートナットをベース板の裏に耐熱エポキシ接着剤で固定しておきます。

６月１５日
セカンダリパルスの固定位置を調整します。

プラグなしでセルモータでクランキングして、バッファ出力をオシロスコープで確認します。良いようです。

続いて、プライマリのセンサも取り付けます。

同じく、プラグなしでセルモータでクランキングして、バッファ出力オシロスコープで確認します。

セカンダリパルスの前後で拡大します。センサの出力はヒステリシスコンパレータで反転されるので、基準はセカンダリの立ち上がりの後のプライマリの立下りで良さそうです。

センサのケーブルにコネクタを取り付けました。

６月１６日
ホイールに乱反射防止の９０度のサラ加工して、サンドブラストしました。

その後、艶消し黒で塗装しました。

ベースボードのセンサ用電源は非接触回転速度センサ用に９Ｖになっているので、３端子レギュレータを外して、５Ｖに変更しました。これでベースボードのコネクタに出ている電源は全て５Ｖになりました。非接触回転速度センサ用の１２０Ωの負荷抵抗は取り外しておきます。

６月１７日
ダイレクトイグニッションにするとタイミングライトのセンサトランスをハイテンションコードに挟めなくなります。タイミングライトの先端のセンサトランスの代わりに５Ｖの点火パルスを入力してもライトは光りますが、立ち上がりで光り、ロジックが反転しています。はじめに、センサトランスが切り離せるようにコネクタを接続します。

点火パルスの分岐コネクタにデジトラを入れてパルスを反転します。これをセンサトランスの代わりに接続すれは点火パルスの立下りでタイミングライトが光り、タイミングが見られるはずです。

６月１８日
不用意に外来光で乱されないように、フォトインタラプタの遮蔽板を作製します。ＧａＡｓ赤外線ＬＥＤの波長は９３０～１０００ｎｍ付近で、この波長を遮断できる透明の材料は一般的ではないようです。本当は外から見えた方がメカメカしくて良いですが、ここはカーボンケブラーで遮蔽板作ります。ケブラー繊維は普通のはさみでは簡単には切れないです。