ソアラ(MZ21)のステアリングパッド流用

目的

  • ステアリングサテライトスイッチのオーディオ部を流用し、車載PC,オーディオ(KENWOOD),ハザード等を制御する。

構成


PAD-TX

ステアリングパッド内データ送信部

  • 制御には、PIC16F88を使用。
  • Vcc(12V-in)は、6ピンコネクタの+Bpを使用する。
  • GNDは、6ピンコネクタのEpを使用する。
  • オーディオパッドのコネクタは、純正基板から切り放し、本回路(RA1〜RA3,RB0,1,3,4)に接続する。
  • RA1〜RA3は、出力に設定する
    RB0,1,3は、入力に設定する
    RB4は、出力に設定する(パッドのLED制御用)
    RBは、プルアップ設定
    RB5(TX)は、出力に設定する。
    RB7は、出力に設定する(ブザーの制御用)
  • データは、RB5(TX)を通じて通信する。
  • パッドからのデータ信号は、6ピンコネクタのPH(電話信号)を利用し、車両側へ出力する。
  • キーOn時に圧電ブザーを制御しbeep音を出す。
ボタン/ポートアサイン等
ボタン定義
S/W 出力ポート 入力ポート 出力値
通常 長押し
電源 RA3 / High RB3 / Low 0 P
バンド FM RA3 / High RB1 / Low 1 F
AM RA3 / High RB0 / Low 2 A
選局 RA2 / High RB1 / Low 3 N
RA2 / High RB0 / Low 4 R
音量 RA1 / High RB1 / Low 5
RA1 / High RB0 / Low 6
(LED) RB4 / High

 

ボタン配置(Matrix)
D0(RB0) D1(RB1) D2(RB3)
P0(RA1) 音量(←) 音量(→)
P1(RA2) 選局(▽) 選局(△)
P2(RA3) バンド(AM) バンド(FM) 電源

 

ポート設定
ポート RA RB
7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5(TX) 4 3 2(RX) 1 0
I/O (OSC) (OSC) Out Out Out Out Out Out In In In
マップ P2 P1 P0 ブザー データ LED D2 D1 D0
内部プルアップ ON

 

参考

ソフトウェア
  • 入力されたスイッチに対応するASCII文字1byteを出力する。

PAD-RX (PIC16F88版)

車両側データ処理部

    • 電源
      • 車両のACCを使用。7805で5Vへレギュレート。
    • 制御用チップ
      • Microchip社製 PIC16F88(18pin-DIP)
      • 動作クロック: 20MHz (外部オシレータ使用)
    • ポート割当
      ポート RA RB
      7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0
      ANSEL
      (A:A/D,D:TTL)
      AN4 AN3 AN2 AN1 AN0 AN6 AN5
      D D D D A D D
      I/O (OSC) (OSC) Out Out Out In Out Out Out In In In
      マップ A3 A2 A1 IGN
      (A/D)
      リレー PC-OUT リレー PC(5V) PAD-TX IGN(12V)
      (IrCon) (Hazard) (TX) (PC-SW) (RX)
      内部プルアップ ON
    • モード
      電源状態 状態
      ACC IGN
      off off PAD-RXオフ
      on on 13V未満 ノーマルモード
      on on 13V以上(不安定) ノーマルモード
      on on 13V以上(安定) ノーマルモード/PCモード
      • PCモードへは、IGN電源が13V以上で安定した場合に、手動(PC電源ON)にて移管する。
      • モード判別は、RB3へPCからの5Vを入力し判定する。
      • IGN電源は、AN0(RA0)で電圧を監視(A/Dコンバータにより)し、13V安定の場合、PCのパワーオン制御が可能となるようにする。
        # PCの起動は、起動時間の問題/電源(UPS等)の問題が改善されたら、自動(IGN連動)にする予定
    • 制御
      • 制御信号入力(PAD-TXから)
        ステアリングコラム下にあるコネクタからPHを引き出し、RB2(RX)に入力する。
      • ノーマルモード
        RA1〜RA3で赤外線リモコン送信機を制御する。
      • PCモード
        RB5(TX)で、PCと通信する。(RS-232Cレベルコンバーター経由)
        実際の制御は、PC側のソフトで行なう(recv1等)
      • 共通
        RB6は、フォトモスリレーを介してハザードへ接続する。
        サンキューハザード等に使用^^;
      • 処理の流れ
        PAD-TX操作→(RB2/RX)→モード/処理判定→制御(RA1-3 or RB5/TX)
      • 操作マップ案
        S/W 通常モード PCモード
        短押し 長押し 短押し 長押し
        電源 SRC[Ir:001] PC Power-On PC Shutdown
        バンド FM Pause/Play[Ir:010] 未定[Ir:011] Pause/Play[XMMS]
        AM Thank you! Hazard
        選局 Next[Ir:100] Next[XMMS]
        Prev[Ir:101] Prev[XMMS]
        音量 Volume UP[Ir:110] Volume UP[XMMS]
        Volume DOWN[Ir:111] Volume DOWN[XMMS]
ソフトウェア

2005/4/20更新(Ver. 0.13)


PAD-Receiver

RS-232Cレベルコンバータボックス

基板・外観

  • PAD-RXからの信号(TTL)をRS232C(EIA?)のレベル(概ね±12V)にコンバートする。
    変換には、MAX232互換の、3.3V〜動作可能な、ADM3202(Analog Devices)を使用。
  • PAD-RXとは、UTPケーブルで接続。
  • データ信号の他、PC電源監視用5VとPCの電源スイッチ(2pin)を接続。

PAD-IrCON

赤外線リモコン送信機(学習リモコン)

RUUさん改良型学習リモコンを流用し、送信部のみを構成(予定)。

とりあえず、RB0〜RB2の3bitを利用(7パターン)し、予め学習させたデータが入ったEEPROMを装着し制御する。


部品一覧

使用した部品一覧

機能 分類 部品 詳細 単価() 数量 備考
Pad-RX/IR ケース タカチ YM-130 素材:アルミ サイズ:W130xH30xD90 600 1 600
基板 サンハヤト ICB-88相当 片面、25×15ホール、72mmx47mm 60 1 60 秋月:60x10(通販)
サンハヤト ICB-86 片面、25×15ホール、72mmx47mm 95 1 95 千石(通販)
RJ45基板 RJ45コネクタ→ピンヘッダ(2x4pin) 450 1 450 千石
ソケット 18pin-DIP ピン 10 2 20 秋月:10りパック(通販)
8pin-DIP ピン 10 1 10 秋月:10りパック(通販)
IC TOSHIBA TA7805S 3端子レギュレータ 5V,1A 50 2 100 千石:50x10
Microchip PIC16F628A ワンチップマイコン 18pin-DIP 200 1 200 秋月:200x10(通販)
Microchip PIC16F88 ワンチップマイコン 18pin-DIP 230 1 230 秋月:230x10(通販)
Microchip 24LC64 12C 64KビットEEPROM 8pin-DIP 100 1 100 秋月
TR 2SC1213AC NPN 35V,500mA 4 5 20 秋月:500りパック(通販)
フォトカプラ
リレー
H11A817B VF=1.2V,IF=20mA 30 4 120 秋月:30x10
AQZ102 松下フォトモスリレー 接点60V/4A 700 1 700 千石(通販)
A5W-0H-K 基板リレー 接点1A(1c) 100 1 100 秋月
コンデンサ 0.1uF 積層セラミックコンデンサ 10 5 50 千石:10り100
0.01uF セラミックコンデンサ 10 2 20 千石
電解コンデンサ 10uF 電解コンデンサ 16V,10uF 10 2 20 千石
発振 村田 CSTLS20M 20MHz セラロック 30 2 60 秋月:30x10(通販)
ダイオード 1N4007 10D1相当,1000V,1A 3 2 6 秋月:250りパック(通販)
1N4148 信号高速 100V,200mA 1 5 5 秋月:500りパック(通販)
LED OSDR5113A(?) 5mm 0 1 0 もらい(アラムちん)
OSDR3133A 3mm 500mcd 3.5 1 3.5 秋月:100りパック(通販)
OSNG3133A 3mm 500mcd 4.5 1 4.5 秋月:100りパック(通販)
OSIR5113A 赤外線 5mm 1.25V,950nm,20mA 7 1 7 秋月:100りパック(通販)
抵抗器 1KΩ 1/6W 1 5 5 秋月:100りパック
100Ω 1/6W 1 2 2 秋月:100りパック
30Ω 1/6W 5 1 5 千石
180Ω 1/6W 1 1 1 秋月:100りパック
680Ω 1/6W 1 9 9 秋月:100りパック
10KΩ 1/6W 1 4 4 秋月:100りパック
2K(固定) 0.5W 63 1 63 千石(通販)
その 基板(スペーサ) 5m (RX,IR) 20 8 160 東急ハンズ渋谷
10m(RJ45コネクタ) 32 2 64 千石:10り320
配線、その コネクタ、リード、ピンヘッダ、その 300 1 300 千石
小計 \3,594
PAD-RS ケース タカチ YM-65 素材:アルミ サイズ:W65xH20xD50 490 1 490 東急ハンズ渋谷
基板 サンハヤト ICB-88相当 半分にして使用 60 1 60 秋月:60円x10枚(通販)
RJ45基板 PAD-RXと 0 0 0 千石
ソケット 16pin-DIP ピン 0 0 0 ADM3202ANに付属
IC S81350 3端子レギュレータ 5V,100mA 50 1 50 秋月
ADM3202AN EIA232レベルコンバータ(MAX232互換) 200 1 200 秋月:ソケット,コンデンサセット
コンデンサ 0.1uF 積層セラミックコンデンサ 0 6 0 ADM3202ANに付属
LED OSDR3133A 3mm 500mcd 3.5 1 3.5 秋月:100個入りパック(通販)
抵抗器 680Ω 1/6W 1 1 1 秋月:100本入りパック
その 配線、その コネクタ、リード線、ピンヘッダ、その他 100 1 100 千石,秋月
小計 \905
PAD-TX 基板 サンハヤト ICB-88相当 半分にして使用 60 1 60 秋月:60円x10枚(通販)
ソケット 18pin-DIP ピン 10 1 10 秋月:10個入りパック(通販)
IC TOREX XC6202P502TB 3端子レギュレータ 5V,150mA 70 1 70 秋月:70x10(通販)
Microchip PIC16F88 ワンチップマイコン 18pin-DIP 230 1 230 秋月:230円x10個(通販)
TR 2SC1213AC NPN 35V,500mA 4 4 16 秋月:500個入りパック(通販)
コンデンサ 0.1uF 積層セラミックコンデンサ 10 5 50 千石:10り100
0.01uF セラミックコンデンサ 10 2 20 千石
電解コンデンサ 10uF 電解コンデンサ 16V,10uF 10 2 20 千石
発振 村田 CSTLS20M 20MHz セラロック 30 2 60 秋月:30x10(通販)
ダイオード 1N4007 10D1相当,1000V,1A 3 1 3 秋月:250りパック(通販)
1N4148 信号高速 100V,200mA 1 2 2 秋月:500りパック(通販)
抵抗器 1KΩ 1/6W 1 4 4 秋月:100本入りパック
10KΩ 1/6W 1 4 4 秋月:100本入りパック
51Ω 1/6W 1 1 1 秋月:100本入りパック
電子ブザー 電子ブザー 5V 230 1 230 千石
その 絶縁シート ゴム 50 1 50 秋月
配線、その 80 1 80 秋月
小計 \910
合計 \5,409

以下、日記。

2005/3/24(Thu)

試作1号機完成(PAD-TX部)
PIC16F84A版

2005/3/26(Sat) 15:30

パッドへ組み込み&実車取り付け

暫定版レシーバ(RS-232C)部作成。

2005/4/4(Mon)

赤外線学習リモコンを、学習データ作成用として試作
とりあえずは、64KbitのEEPROMで使用。

圧電ブザーが手もとになかったので、LEDで代用 ^^;
スイッチ部は、ちょー手抜き ^^;

2005/4/5(Tue)

PAD-TX(PIC16F84Aバージョン)部+RS232Cレベルコンバータのみの構成で、PCモードのみで動作中。^^;

2005/4/13(Wed)

  • test-boardにて、赤外線リモコン制御部のテスト。
    • デバッグ用micomは、PIC16F628Aを使用。
    • スイッチ入力(RB0,1,2)によってRB7,6,5を制御。
    • S/Wは3bitビット制御(B’001’〜B’111’の7パターン)。
    • S/Wオンで該当BitがLowになる(RB0-2)ので、それに対応するBitの出力ポート(RB7-5)をHighにする。
    • 出力ポートは、フォトカプラー経由で、IR-CONへ接続(該当するBitはLowになる)。
      KeyCode RB0,1,2 RB7,6,5 IR-CON(in)
      オフ(オープン) 111 000 111
      (内部プルアップにて)
      Key 1 110 001 110
      Key 2 101 010 101
      Key 3 100 011 100
      Key 4 011 100 011
      Key 5 010 101 010
      Key 6 001 110 001
      Key 7 000 111 000
    • 実際には、PAD-TXからシリアル通信にてPAD-RXが受け取り、KeyCode確定しIR-CONを制御する。
      現在は、フォトカプラーBoardが分かれているが、車載版IR-CONは、入力部にフォトカプラーを統合予定。

(左:test-board、右:IR-Con用フォトカプラーboard)

2005/4/14(Thu)

IrCON作成。
test-boardにてテストし、問題なし。

いつもと違うパターンの基板を使用してみた。
ちょっと楽かも。^^

2005/4/15(Fri) AM3:00

PIC16F88版のpad_tx回路の作成。

安定した通信を行うため、USART内蔵の16F88を使用。
# 628Aでもよかったけど、なんとなく。。^^;

電源用レギュレータは、TOREX(トレックス・セミコンダクタ)製低ドロップ3端子レギュレータ を使用。
# 出力:5V 150mA 入力最大電圧:20V 入出力電圧差:0.2V(30mA時),0.67V(100mA時) 低消費電流:10μA

一応、電源周りのチェックのみした。続きはまた明日。。

2005/4/17(Sun) AM1:00

PIC16F88版pad_txのソフトウェア開発(debug)&ブザー機能追加

ハード的には、NPNドライブで圧電ブザーを追加した。(RB7接続)
ソフト的には、デバッグ(TRISBの設定ミス等^^;)や、ウェイトの微調整、beep機能追加等を行った。

2005/4/19(Tue) AM3:45

PAD-RX基板作成
やっと、メインの回路に到達です。

PC-PWR-S/Wコントロールは、普通のメカニカルリレーに変更(フォトカプラ在庫薄のため^^;)

ハザード用のリレーは、半導体リレーに変更(手持ちのリレーは接点容量が低いため)
半導体リレー(フォトモスリレー)は、松下のAQZ-102を使用。
# 入力側 LED動作電流:最大3.0mA LED復帰電流:最小0.4mA
# 出力側 1a接点,60V,4A(ピーク9A)

電源まわりのテストまで終了。。

2005/4/20(Wed) AM2:30

PAD-RXソフトウェア開発&デバッグ
昨日作成したPAD-RXのソフトを開発。ある程度は机上開発していたので、それのテスト&デバッグ。
IrCon制御周り等はかなり見直した。
リレー制御は、Onの時間をちょっと長くした。
IGNの電圧監視(ADコンバータ関連)以外の機能はほぼ問題なく網羅できた。
PAD-Reciver作成
PAD-RXが思いのほかスムーズに動いたので、PAD-Reciverを作ってみた。
中身は、3端子レギュレータとADM3202AN(RS232Cレベルコンバータ)とLEDとコネクタ(RJ45メス)が入ってるだけ。^^;
PAD-RXとの接続は、UTPケーブルを使用することにした。
信号は、PAD-RX→PCの232C信号と、PC→PAD-RXのPC電源(5V)と、PCのPWRスイッチ(2pin)の計4系統分。

2005/4/21(Thu) AM0:15

箱詰め♪
Pad-RX,Pad-IRを1つのケースに入れた。
なかなかいい感じ♪

2005/4/22(Fri)

PAD-TX実車ヘの組みこみ♪(Part2)
new PAD-TX(F88版)をステアリングパッドに組みこんだ。(F84A版は引退→デバッグ用)

裏から。まるいのは電子ブザー(beep用)です。

スイッチ部は、文字欠けがないやつを選んで3個1した(^^;

PAD-RX,PAD-Reciver回路弱干見直し

机上デバッグのため、PCを車から降ろして部屋でいろいろテストしたが、どうにもこうにもうまく動かない。。

  • 全配線(PAD-TX,RX,Reciver)するとReciverの電源オフ(PCオフ)でも、PCモードとして認識されてしまう。
  • RS-232C出力がめちゃめちゃ。。。

調べた結果、グランドの電位の相異によるものだった。

たしかに、PCは、12V(バッテリ)→100V(ACインバータ)→12V(アダプタ)なので、一旦交流になった時点で、グランドは、独立してしまってる。。
PC用の電源を直流オンリーで作りなおせばいいんだけど(今後の課題)どっちにしてもとりあえず困るので、Reciverの電源は、PCの5Vからでなく、ACC(12V)から取ることにして、PCの電源監視は、5V/GND両端をフォトカプラー経由で入力することにし、急遽回路を変更した。

2005/4/23(Sat)

RX,RS実車組みこみ♪

RSは、PCと一緒にくっつけた。
RXは、EUCの上にマウント。

仮固定でテストしてたら、問題発生!
OFF状態でも、電圧は伝わってしまい、ハザードが点灯しっぱなしに。。(汗
でも、接点両端を導通テストしても、∞Ωで導通してないのに。。。なんでだ。。
フォトモスリレーの接点側の動きが良くわからない。。。

結局、フォトモスリレーをやめて、普通のメカニカルリレー(OMRON G2E)に変えた。^^;

 

あと、もうひとつ問題が。。。
ステアリングパッドへの信号線(6pin)は、どうも、常に導通してるわけではないらしい。。
ステアリング回転時には、デットポイントがあるっぽい。
というのも、ハンドル回してるときに、PAD-TXから”ぴっぴぴっぴ”(初期化時のbeep)聞こえる。。
というわけで、初期化時のbeepは廃止方向へ。。^^;

課題は、IrLEDのマウントポイント。
いい感じに、デッキが受光できる場所がみつからない。。

2005/4/30(Sat)

r-LEDマウント

結局、当初予定していた場所に決定
TEMSスイッチの裏部分。

中のスイッチを犠牲にせずマウントするのは一苦労したけど、結果いい感じっす。