シフトポイントインジケーターの自作

設定した回転数でピカッとランプが光り、オーバーレブを防ぐこの装置ですが、市販品は結構高いですしデザインもマチマチです。
元々、NB1の可変吸気機構のダイヤフラム制御に使えないかと思っていたのですが、市販品を流用するのは勿体無いですよね。
ということで自作できないかといろいろ調べると、Honeybeeというロドスタサイトにたどり着きました。
ここのマスターですが電子工作にかなり強く、部品も不用品などから調達してくるというプライベーターの鏡のような方(笑)
こちらのサイトのシフトポイントインジケーター1を自作したのでその様子を紹介し、私の解る範囲で補足説明などしてみようかと思います。


回路構成

回路図はHoneybeeの方を参照くださいね。

1.IC:LM-2917を中心に構成される、タコメーターパルスの電圧変換部。
2.回転数に対しリニアに変動する電圧出力を受け、トランジスタのスイッチングでLEDやブザーを動作させる回路。
この2つに大きく分けられ、LEDやブザー動作はトランジスタのスイッチングで行います。
採用されている2SA950というトランジスタはコレクタ電流800mAと結構大きな電流を流せるみたいです。 リレーなどの大きな負荷も直接動かせそうですね。


とりあえず製作してみた

インジケーター作ろうかなーと日記ページに書いたところ、一晩で3つオーダーが入った(笑)
単純にLEDを点灯させるだけでなく、フューエルポンプのレジスター接続や切り離しなど、回路を応用して使いたいという希望もあって 「任意回転数でリレー動作」というニーズが以外に多いことを知りました。たぶん簡単に出来るだろうとオーダーを受け、 スペシャルなインジケーターも一緒に作る事にしました。

回路図から必要な部品を拾い出し、嬉々として日本橋でんでんタウンへ。いつも電子部品を買っている共立電子に入って、 リストを手に探します。
まったく同じの型番で見つかるものもあれば、既に製造されておらず代替品を採用することもしばしば。「だって素人なんだもーん」 と店の兄ちゃんに聞きまくり、リストのものは揃いました。

帰宅して早速部品のチェックです。このインジケーターのキモ、LM-2917をまじまじと見る...あれ?LM2907って書いてある... (汗)
8ピンのものはLM2907しかお店になかったので、これだぁっ!と思って買ってきたのですが型式が違います。
あわててICの製造元「ナショナルセミコンダクタ」から、データーシートダウンロードして違いをチェックしてみると、 内部構造はほとんど同じです。
しかし不安を持ったまま作ると、気合をそがれてしまうので確認することにしました。
ええ、HoneybeeのWebマスターに(笑)

Honeybeeの掲示板に、LM2917M-8とLM2907M-8の違いについて自分なりに調べたが、どうしても判断できませーん! と書き込んだ。
すると、LM2907M-8でも特に問題無い事、イザって時の為にICソケットで回路に装着する方が良いですよなど、 丁寧に教えていただきました。
不安解消!気合も十分みなぎる私(笑)

まず実際に1つ作ってみて、部品の配置や動作の確認をしました。1度作れば配置の改善点も見えてきて次に生かせますし。
子供が寝てから組み立て開始。部品配置はできるだけコンパクトになるよう考えて組み立てました。4時間くらいかかったかな?
P5100123_R

タコメーターの信号は、変換コネクターを分岐して線を手元まで引っぱってきます。(青線)
P5110127_R


動作確認

ロドスタにつなげてみて動作確認すると、お約束どおりうまく動かん。むう~困った。
とりあえずLM2907の電圧出力を見ると以下の値でした。

IC出力(R5-GND)
0.4v@ 800r.p.m ・ 0.8v@2000r.p.m ・ 1.1v@3000r.p.m
1.5v@4000r.p.m ・ 1.9v@5000r.p.m ・ 2.3v@6000r.p.m
2.7v@7000r.p.m

電圧がちょっと低すぎないか?でも回転数が上がれば電圧も比例して上がってるし...
んで、またマスターにメール(笑)
すると、「あまりLM2907の出力電圧範囲が狭いと、可変抵抗で動作回転数を設定するのが結構シビアになります。」とのコメントをいただく。
そういえば、最初動作確認をするとき、 アクセルをブリッピングしつつ上がった回転数がアイドリングに落ちる前に可変抵抗をぐりぐりと回していました。どこかでLEDが光るだろうと。
しかしこの調整方法は間違いで、「LEDを点灯させたい回転数に上げたらそにままアクセル保持。 その後ゆっくりと可変抵抗を回しLED点灯ポイントを探す」というのが正しい調整方法でした。
出力電圧の幅が少ない上間違った調整をしていたので、回路が正しく組まれていたにも関わらずうまく動かなかったようです(悔)

さらに「2ピンに繋がるコンデンサ(C1)か3ピンに繋がる抵抗(R1)の値を変えてやることで、出力電圧を上げることができます」 とマスターにヒントをいただきました。
早速R1の抵抗値を倍にしてみると、おお!電圧が高い範囲(ほぼ倍)で振れるではないですか!
そして正しい調整方法で(笑)可変抵抗をいじってみると、LEDはピカーと光って私の心の隅々までも照らしてくれました!(大げさか)
やっぱり闇雲にいじるより、理屈がわかっている方がはるかに早く解決できますね。いい勉強になります。
これで準備は万端。スペシャルインジケータの製作に入りました。


1.LED点灯のみ(T氏スペシャル)
まずはLEDを1コ点灯させる最もスタンダードなタイプを製作。
P5210215_R P5210220_R

各部品を載せる基盤はユニーバーサル基盤を使います。オーダーの仕様がすべて違うので、この方が融通が利きます。
できた基盤とLEDをTAKACHI製のアルミボックスに収めますが、LEDを真ん中に設置しようとすると基盤の部品と干渉してしまいます。
これは周波数/電圧変換回路(以下F/V変換回路)と、LED出力回路を基盤両脇に設置し、LEDのスペースを作る事で解決しました。
P5210225_R P5210230_R

ユニット設置位置はハンドルコラムの上になります。T氏のシートポジションは激しく低いので、 この位置でもほぼ目線のまっすぐ先にランプが見えるでしょう。

2.LED1、リレー接点1(m氏スペシャル)
LEDはユニットと別置きし、リレーを1つ動作させるタイプ。
P5300316_R P5300317_R

アルミボックスにはLEDが付きませんので、中のスペースは最大限使えます。しかし採用したリレーが思いのほか大きく、 これまた収めるのが大変でした(笑)
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LEDはメーターフードに設置して、リレーはフューエルポンプのレジスター制御に使うそうです。

3.LED1、リレー接点2(N氏スペシャル)
さすがに1ユニットに収めるのは無理なので、ユニットは大小2つのアルミボックスに分けました。
小さい方にF/V変換とLED回路。大きい方にリレーとその動作回路を収めます。
P5300326_R P5300327_R
P5300330_R P5300331_R

3つ目になるとちょっと余裕も出てきたので(笑)少しだけ製作途中の写真を撮ってみました。
ユニバーサル基板を都合いい大きさにカット。
P5240244_R P5240246_R

部品をちまちまとハンダ付けします。
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組みあがったところで動作確認。良ければアルミの箱に収めます。
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製作後のトラブル
このインジケーターのデフォルト負荷はLEDかブザーですが、これにパワーリレーを接続して動作確認すると、どうも様子がおかしい。
普通リレーが動作すると、「カチン」と接点が音を発して動きますが、たまに「チキッ」と動いたのか動いてないのかよくワカラン状態になった。
初めはリレーが焼けたのか?とコイル抵抗を測ったのですが、問題なく62オームと出る。
じゃあ回路に問題があるのかと、リレーが動作したときのコイルにかかる電圧を見ると3.3Vほど。

使用しているリレーの仕様
teikaku

微妙に最低動作電圧に届いてない事が判明。どないすんねん...(汗)

以下の対処方法は私の思いつきなので、正解かどうかはわかりません。
本当に詳しい方が読まれたら「間違いだらけ」かも知れませんので、独り言として読んでください(笑)

電源電圧VCCは実測で7.4V。
この電圧に対してリレーのコイル抵抗が思ったより効いているようで、トランジスタの分もプラスされて電圧降下が大きい模様。
うなっていても前に進まないので、向かったのはでんでんタウンのマルツパーツ館
ココのテンチョーは初歩的な質問をしても、嫌な顔一つせず丁寧に教えてくれるので、部品を買うついでにいろいろと教えてもらっています。
回路図片手にどうすればいいか色々聞くと、「ベース電圧が低くてトランジスタがきっちりとスイッチングしてないのとちゃうか?」との事。
ベースにつながっている抵抗10キロオームを調整してみればいいようである。 可変抵抗を購入して帰宅してからトランジスタとリレーの仕様を調べなおした。
コイル抵抗とトランジスタの増幅率からベース抵抗の範囲を計算してみると4.4kオームから9.3kオームと出た。 デフォルトの10kオームでは少し大きかったようである。

1番最初に作った私の基板に可変抵抗をつけ、TL071の6番端子とトランジスタのベース間に割り込ます。
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抵抗を小さくしすぎるとトランジスタがパンクするので、そのあたりを注意してまずはエンジン始動。
P5260259_R

2000回転位ででリレーを動作させ、電圧計を見ると3.3Vほど。10kオームの抵抗値を徐々に下げると、 コイル間の電圧がそれに連動して上がってきた。
電圧を4V程に調整しエンジン停止。改めて可変抵抗値を見ると6.5kオームでした。

しかし手持のアナログテスターでは、電流値や抵抗値が結構アバウトにしか分かりません。コンマ何オームを正確に知りたかったので、 デジタルテスターを買いに行った。
...高かった(笑)

先程と同じ方法で各部を測定するとやっぱりアナログとは違い、細かい数値を表示します。結局ベース抵抗値は計算式のほぼ下限、4. 8オームに落ち着いた。
ベース抵抗値が解ったので、製作完了したインジケーターの抵抗を変更。動作確認してめでたく完了となりました。

電子回路についてはど素人の私ですが何とか動かしたい!と思いつくまま手を尽くしていき、気がつくとそれなりの形になっていた。
ひとえにHoneybeeマスターのおかげだと感謝しております。ありがとうございました。
また、速攻でオーダー下さった方々。何とか形にしないといけないっ!という状況に追い込んでくださって感謝します(笑)

ECUソケット加工

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ロムチューンする場合、ROMの抜き差しが簡単に出来るようにソケット加工をしますが、自分で純正ROMを取り外す作業は結構敷居が高いですよね。
ソケット加工したからといってクルマが速くなる訳ではありませんが、ロムチューンの事前準備としてやっておくのも良いかと。

実際やってみると、極端に高い工具を使わずにソケット化できましたので、そのコツも含めて紹介したいと思います。
他車種は実際に作業した事がありませんので、以下の記事はNA8CのBPF3-881のケースとして読んでいただければと思います。


作業前に
ROMを触るときは、 くれぐれも静電気を飛ばさないようにして下さい。
一発でROMの内部が壊れます。
あらかじめ、家のコンセント付近にあるアースを手元に引っ張ってきたり、金属に触れて自分の体に帯電した電気を放電してから作業することを強くお勧めします。


用意するモノ
・半田ごて
普通の半田ごてでOK。コテ先は少し細い方が良いと思います。
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・半田吸い
ポンプ式で半田を吸い出すヤツでも良いですが、コテと一体型になった「はんだシュッ太郎@サンハヤト」を激しくお勧めします。
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半田ごてとポンプ式を別々に使うと、半田を溶かす側と吸い出す側が同じ基板面で出来ないので、結構不便を感じました。
シュッ太郎でやると、ECU片面のみで作業可能ですし「ハンダ吸い」が簡単確実に出来ます。
また、電動ポンプ付きのモノは文句無しの性能ですが価格がネック。
実際使ってみると、シュッ太郎でも十分使える事を確認しましたので、こちらをお勧めします。

・ハンダ吸い取り線
極細金属線を編んでテープ状にしたもので、毛細管現象にて半田を吸い取るもの。
 ROMを外した後、配線パターンに僅かに残ったハンダを取り除く為に使います。
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・ICソケット
日本橋の共立電子やマルツパーツ館等で入手できます。28ピンのものを購入。
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ROMを取り外す
ECUの封印を切り、 表裏のフタを外します。
四隅のネジは結構硬く締まっているので、ちゃんとした工具を使ってナメ無いよう注意してください。

コレが今回外す予定のROM。
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ECUを裏返し、ハンダを吸い出す箇所を良ーく確認。
そして深呼吸。失敗するとシャレにならんぞと自分に言い聞かせる(笑)
気持が落ち着いたら、おもむろにシュッ太郎を手に、ハンダを片っ端から吸い出していきます。

シュッ太郎の先にはハンダ吸出し用の穴が開いていますので、そこにROM足を差込みしばし待つ...
コツは良く半田を溶かし込んでから一気に吸い出すことです。基板に少量の半田が残ってしまうと、その部分は吸い出しにくくなりますので。
あと、ROMの足を曲げた後に半田付けされている意地の悪い箇所がありますので、そこはハンダを溶かした後、 コテ先にてROM足を起こしつつ吸い出すと上手くいくかと。

ハンダを吸い出した後、こんな感じになっていればOK。(以下スルーホールと記)
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全ピンのハンダが吸い出せましたら、ハンダ吸い取り線にて残った少量ハンダを除去。

ROM足周辺がきれいになったら、ROM足を細いマイナスドライバー等の先で弾き、その音を聞きます。
「ピンピン」と音が響けば、ちゃんとスルーホールになっています。
違う音のする足があれば、少しハンダが残っているかも知れません。基板の裏表を良く見て必要なら再度ハンダを吸い取っておきます。

次は基板をECUケースから外します。
ECU側面を見ると、小さめのネジが2つありますのでこれを外し、その後基板裏面の+ネジを外すと、ケースから分離できます。

いよいよROMを基板から外す段取りができました。
ROMと基板の間に細めのマイナスドライバーを差し込み、軽くこじってみます。
ドライバーの先にテープ等巻いておいて、基板やROMに傷をつけないようにすると良いでしょう。
全ピンがスルーホールになっていれば、小さくパリッと音を立ててROMが外れます。
ポイントは「軽くこじる」です。強くこじると基板やROMに傷をつけてしまうどころか、配線パターンまで剥がしてしまいますので、 ここは一つ慎重に作業してください。
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ROMが外れた基板には多少のハンダが残っていますので、吸い取り線できれいにしたらこれで「取り外し」作業は終了です。
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次にROMソケットをはめ込みますが、ROMの差込方向を示す「クボミ」の方向と、基板の「28ピン」位置に気をつけてください。
後は基板裏からそれをハンダ付けします。
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ハンダ付け終了後、各端子同士に導通が「無い」事を確認します。
ただし、1番ピンと28番ピン間は導通「あり」ですのでお気をつけを。

そのままROMを差し込んでも良いですが、ゼロプレッシャーソケットという便利なものもありますので、 何回も抜き差しするようなら取り付けるのも良いかと思います。

ソケット化されたECUにROMを差込み(方向にはくれぐれも注意して)、車のハーネスを接続してキーをひねってみて下さい。
何事もなかったようにエンジンがかかれば成功です!
かなり嬉しいと思いますよ(笑)

これでROMチューンが心置きなく出来ます。大いに楽しんでください!