ミニクーパーに暫定タコメーターとして
永井電子ULTLAスピードモニタープラスNo.4105
を取り付けしたのに、距離計の機能が使えないのは悲しいので使えるようにしたくなりました。
当初スピートモニターは回転数表示だけの暫定取り付けのつもりで、ミニクーパーにそぐわない？デジタルメーターだし、でも思っていた以上に収まりが良いので外す気が無くなったとも言う
と言うのも、ミニクーパーは純正にしてもセンターメーターにしてもトリップメーターが無いため、いろいろと不便なので、それが解消できる？と
でもセンターメーターの部品を確認すると、トリップメーター用の部品が付きそうな作りになっているのでモノによってはトリップメーターがあるのか？機構部は汎用品？のどちらかなのかなと？
しかしミニクーパーは、古い設計のクルマなので、今時のハイテクすぎるクルマのように車速センサーは付いていません。ミニクーパーは今時のナウなハイテク車と同じ信号を持っていると錯覚している人の多いインジェクションですら最終型のラストミニに至るまで、そもそも車速信号を持っていないため、スピードモニターに接続するには車速パルスを自作する必要があります。
車速パルスを取り出す手法としてはメーターケーブルを改造したりとか複数の方法が有るのですが、
以前からを興味持っていた 梅庵ニ散ル さんで公開されている、メーターにリードスイッチを組み込んで車速パルスを発生させカーナビに接続する という手法を参考にさせていただいて、センターメーターを加工する方法を選択しました。
更にミニクーパーは、英国車なのでJIS規格なんてシラねぇYO!!なので、メーターケーブルの回転数も、JIS規格を採用している国産と違うため、大幅に補正の必要がある。ま、スピードモニター・プラスならばタイヤ径補正機能が付いているので、なんとかなるでしょ
ジャンクなスミスのセンターメーターで、スピードメーターの仕組みを確認
とりあえず、以前センターメーターのオドメーターが壊れた時に部品取りにしたジャンクメーターがあるので稼働中のスピードメーターを改造する前にいろいろと確認する事にします。
不要な部品を外した状態のスミス製センターメーターの中身です。以前故障した際に部品取りにしたのでオドメーター周りのパーツとかいろいろと有りません。
針側と、メーターケーブル側は、軸が保持のため点接触している以外は機械的には接続されておらず、ケーブル側の回転する細長い金属板が磁石になっています。
しかし、指針側のお皿はアルミニューム製なので磁石に着きません。
普通に考えると、磁石が回転してもアルミは磁石に着かないので、磁石がいくら回転してもアルミのプレート側が動くとは思えないかもしれませんが、おおざっぱにいうと渦電流によって生じる磁場の力を利用しています。
そのままだとメーターパネル裏の針が振り切れてしまうのでヒゲゼンマイの力の釣り合わせる事で速度が表示されます。速度表示のチューニングは磁気の強さと、ゼンマイバネの反力の釣り合いという感じ。
スピードセンサー用リードスイッチの入手
リードスイッチは、入手しやすかった百円均一で購入した防犯ブザーから取り外したものを使い実験回路を試作しました。まともなリードスイッチを単品入手しても100円ぐらいなので100円均一の防犯ブザーから取り出す利点はあまり有りません。
質が良くないのでガラスがパリパリと割れてくるので取り扱い注意です。うまくいったら、ちゃんとしたパーツを購入して来る事にします。
センターメーターハウジングの改造
ジャンクのセンターメーターハウジングがあるので、加工しようと思いましたが、錆びたり塗装が浮いていたり汚いので磨いて、まずは再塗装。
塗装色が違いますが色を合わせる意味は？なので有りモノです。
基盤固定用の穴と、配線取り出し用の穴をあけました。
スミス製センターメーターへ車速センサーのリードスイッチ回路を組み込み
メーターの表示板が付いていると分かりにくいので、外した状態で作動を確認したところちゃんとパルスが出ているようです。
ミニクーパーのセンターメーター取り外し
ジャンクセンターメーターによる車速信号取り出し実験が、うまくいったのでミニクーパーに着いているセンターメーターを改造しスピードモニターへ供給する車速パルスを取り出せるようにします。
というわけでダッシュトリムと自作メーターパネル周り,スミスのセンターメーターを分解。
せっかくダッシュボード周りをキレイにしたのに・・・
まぁ、ここまでバラスのに15分もかかってないケド。
スミス製センターメーターの車速信号出力改造
あらかじめ作っておいたリードスイッチの速度パルス発生回路を試しに組み込んでみましたが、なぜか車速パルスの信号が出ず！？
予備実験に使ったジャンクメーターに比べ磁力が弱いっぽい？
単体でリードスイッチを近づけると作動するので、新しく購入してきたリードスイッチを組み込んだ磁石とリードスイッチの距離を詰めたモノを真面目に作る
今度は、リードスイッチが小型のせいか感度が良すぎて1パルスが2パルスに分裂して変形4パルスに orz
試作の時はメーターケーブルが一回転で2パルス出ていたのを確認済みなのでリードスイッチを試作時の大型のもので作り直し
なんか回路が違うように見えるかもですが電気的にはタブンいっしょです。
リードスイッチ以外のパーツが組み込んであるように見えますが、スピードモニターのトリップメーター機能がスイッチ入力で作動するか確認するのが、とてもメンドくさかったので、最初から5Vの有電圧パルス信号が出るように小細工したから。
自作速度パルス出力回路の作動を机上確認
モーターでスピードメーターを回しオシロでスピードセンサーの出力信号をオシロスコープで計測すると、メーターの針が約55km/h表示の時にメーターケーブル一回転分の車速パルスは、こんな感じでした。横軸一目盛り20msです
回転磁石の磁化されている範囲が違うのか？磁力の強さが違うのか？幅の違うパルスが規則的に繰り返す感じ。
メーターは立ち上がりか、立ち下がり波形変化を検出してカウントしているハズなのでパルス幅自体は問題にならないハズ。タブン。
このセンターメーターは、GPSとの誤差確認で、実速度より表示が数%低い程度の差と分かっているので表示を信用するとして
オシロスコープでの測定結果を換算するとメーターの指針が約55km/h表示の時に、メーターケーブルは735rpm
これを60km/hに換算すると、約801rpm
更に60mileに換算すると、約1281.6rpmなので、オドメーター右下の数字1280と、異常なぐらい合ってるので間違ってないでしょう。というかスミスのセンターメーターって精度良かったんだーーー
ただしスピードモニターの初期状態の距離設定は、JIS規格なので、
60km/hの時のメーターケーブル回転数は637rpm
という規定なので、うちのミニクーパーのメーターケーブルの回転は標準的な国産車より20%ちょいメーターケーブルの回転が速い感じ？
プラス を購入しておいてよかったなと。ノーマルのスピードモニターにはタイヤ径補正機能無いですから。
ただしミニクーパーは、複数のドリブンギヤ比存在するためメーターケーブルの回転数は年式・グレード等で違うそうです。更にオイラのミッションもオーバーホールの際にファイナルギヤ比が変更されてあるので同じミニ1000だからと言って同じとは限りません。
オイラの場合、たまたま何も知らず国産中心の中古部品店で投げ売りされていたのを購入したセンターメーターの仕様が運良く自分のミニクーパーにピッタリだっただけですケド。
それに合わせ、センターメーターも設定違いが複数有るのでテキトウなセンターメーターを取り付けると、速度表示がメチャメチャになります。
スピードモニタープラスを、GPSのトリップで補正する
スピードモニターの取扱説明書には、距離が既知の区間を走り補正するような感じの事を書いて有りますが、正確な距離が分かっている区間は思いつかないのでガーミンのハンディGPSのトリップとの比較で補正する事にします。
これなら駐車場に停車した時に確認すればいいので前方不注意や、挙動不審で危険な目にあう事もありません。
ダッシュボード周りを元に戻して、スピードモニターが2パルス設定になっているのを確認して、近所に日用品の買い出しを兼ねてドライブ～
- スピードモニター 1648m
GPS 1340m
補正係数 -18.7% - スピードモニター 1916m
GPS 1500m
補正係数 -21.7% - スピードモニター 2636m
GPS 2120m
補正係数 -19.6%
計算すると補正係数は-18.7～-22%ぐらいの模様。メーター単体をモーターで回したものの計算と近いのでメーター誤差を考えると妥当なところ。というか、今使ってるセンターメーターは以前のGPSによる確認どおり良い精度出てる感じ。
本当はもう少し距離走って確認した方がいいんですが、どうせ空気圧とか、ハンドル切るたびにGPSの表示距離とメーターワイヤー回転の誤差増えていくので、とりあえず
-23%
で仮決め。これ以上追い込んでも、いろいろな要因でバラツクので0.1%単位で追い込んでも時間の無駄。
再度近所にドライブ。-23%の補正で、GPSが2750m、スピードモニタープラスが2613mなので、1%ぐらいの差。この10倍ぐらい連続でドライブした時に、表示距離差を再確認して補正すればいいんじゃね？レベル
これでミニクーパーに、デジタルタコメーター、デジタルトリップメーター、デジタルスピードメーターが一気に増えました。ついでに最高回転数、最高速も残せる。
車速パルス取り出しの電気回路図と言う名の落書きのようなモノ
落書きみたいな回路図ですが、設計も落書きレベル・・・。
- コンデンサ
0.1～1μFかな～？タブン。でも、そもそも必要なのか？ラジオノイズ出ると嫌だし～保険。 - 抵抗
外形の小さい1/6Wのものを使用したかったので1kΩだと14Vかかると定格超えそうなので、最初に発掘された3.3kΩにしとこ。 - ツエナーダイオード
4.8～5.2Vあたりのもので・・・。ツエナーダイオードが無いと出力は、ほぼIG電圧まで振れるハズですが、外車はIG電圧が異常に高い場合があり、スピードモニターを故障させる原因になりかねないので入れないと怖い。
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