点火パルス処理回路設計(更新)

高速を走ったところ、シフトポジションの表示がやたらと暴れました。5000rpmを越えたあたりから、点火パルスのノイズを拾ってしまい、数値がめまぐるしく変化するのが原因のようです。バーグラフタコメーターの回路を参考にした点火パルスの処理回路は以下のようになっています。

type1.jpg

点火パルスがアースに落ちるところを、トランジスタのスイッチングで反転させる回路で、低速ではうまく動きます。しかし、高回転になるにしたがってノイズが乗ってきます。100kの可変抵抗を入れることで多少は改善されていましたが、高速道路で表示が暴れるのは、バーグラフタコメーターでもずっと気になっていました。しかし、これ以上直列抵抗を上げてきついローパスフィルタをかけると、高回転側のパルスがとれなくなってしまいます。手詰まりです。

type3.jpg

ためしにここを参考に、降伏電圧14Vのツェナーダイオードを直列に入れてみたのがこの回路です。トランジスタの出力が0.5Vほど昇圧されて、S/Nがよくなりました。理屈はよくわからないのですが、順方向に入れるというのがポイントのようです。ダイオードは順方向に0.65Vの不応答域がありますが、これが効いているのかもしれません。ちなみに逆方向に入れると、14V以下が見事にカットされて、パルスが貧弱&不揃いになり、使えませんでした(参考画像)。

IMG_0249.jpg

バイナリーカウンタICのTC4520Bを通して波形をきれいにしたものがこれです。2つのパルス間の時間を測るには、カウンタICを使うのが簡単ですね。この出力をArduinoのpulseIn関数に入れることで、エンジン1回転にかかる時間が計測できます。

しかし、これでもまだ、ノイズを取りきれてはおらず(例えばこのようなヒゲノイズ)、トンネルに入ったりすると途端に不安定になったり、意味不明な挙動が続きました。つまり、気圧や湿度の変化で、ノイズが変化する感じです。

入力回路

悩みに悩んだ末に、最終的にたどり着いたのが、シュミットトリガIC (74HC14)を使ったこの回路。やたらと針が暴れたのは、トランジスタの出力を直接カウンタICに入力していたせいでした。トランジスタはCMOS-ICに比べると遅いために、出力電圧の変化がICの閾値付近で何度もオンオフを繰り返し、これがノイズになっていたようです。調べたらA-D変換の基本でした。ですので、コンデンサC2で一回電圧変化をなまらせてから、シュミットトリガに入れることで見事に解決しました。

ソフトウエア側でも、メディアンフィルタを入れたことで、「かなり」安定はしています。

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バイク(RZ250R&SDR)をおりて二十余年。仕事で体調を崩したときに、ともだちからVT250Fというバイクを譲り受けました。4半世紀を生き抜いてきたバイクにまたがり、ふたたび走り始めたら、なんだかだんだん楽しくなって、バイクも自分も元気になってきました。目標は、また北海道を自由に走り回ること。いつ倒れるかも分かりませんが、生暖かい目で見守ってやってください。

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