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この記事は 2017年11月22日 に以下のカテゴリに投稿されました Arduino Blog.

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Arduino で周波数を計測する – バイクのタコメーターを作りたいんだよ!(その3)

今のところは順調といっても良いほどだけどね。

ここからが正念場というか、そろそろリトルカブに取り付ける方法を検証してみることにする。

今までは疑似的にファンクションジェネレータを信号源に使っていたけれど、リトルカブから引き出す予定の、コイルの一次側に入れる信号をまずはオシロスコープでみてみることにする。

おそらくは、今までの疑似信号とちがい、ばたばたとした波形なんだろうなぁということは、予想している。

ちなみにエンジンは、大別して2サイクルエンジンと、4サイクルエンジンがある。
違いはピストンの上下で毎回燃料を爆発させて上下運動を回転運動に変えるのが、2サイクルエンジン。毎回爆発させるからなのだろうか?排気音は甲高く感じると思う。バイクでは今でも走っているけれど、すでに国内では生産されていないみたい。昔は車も2サイクルエンジンを搭載したのもあったのだけれど、あまり見かけることもなくなってきた。
昔の車だとフロンテとか、今でも時々見かけるのは、マニアが乗ってるジムニーとかに2サイクルエンジンが搭載されていたね。ツーストロークエンジンとも呼ばれるね。

今ではほとんどのバイク、車は4サイクルエンジンを搭載しているけれども、中学校の技術家庭科の時間だからおそらくは女子は習っていないのかもなのでだけれど
、吸入->圧縮->爆発->排気という4つの行程でエンジンが回転するのでそのように呼ばれる。こちらはフォーストロークエンジンと呼ばれる。

従って、本当は、ピストンの上下を回転運動に変えるクランクシャフトが2回回転する毎にプラグへの火花が飛ぶことになるのであるが、なぜかリトルカブに搭載されているホンダの横型4サイクルエンジンは、クランクシャフトが1回転する毎にプラグが点火するということになっている。(爆発は2回転に1回)
何でなんだろうかは、わからないのだが、今回のようにCDIから出力されるコイルの1次側に出力させるパルスを使って回転数を測定するのには、非常に都合がよい訳ね。

パルスの1周期でクランクシャフトが1回転(回転数)となるからね。

リトルカブのこの信号線は、CDI のところから取り出すことができて、インターネットで調べてみたら、黒 / 黄の線らしい。

CDIは座席右下のカバーを開けるとすぐに見える。

[リトルカブの右カバーを外した画像]

リトルカブの右カバーを外した画像リトルカブの右カバーを外した画像

リトルカブの右カバーを外した画像

この画像の右側は12Vのバッテリーで、まだまだ元気な状態なので、このままで大丈夫。

ちなみにバッテリーの簡単なチェックの方法は、キーをオンして、ギアはニュートラル、ブレーキランプ点灯させて、その状態でウインカーを作動させる。
その状態でニュートラルランプがウインカーに連動して、極端に明るさが変化するようなら、そろそろバッテリーは交換した方が良いとのこと。(お試しください)

リトルカブの右カバーを外した画像

リトルカブの右カバーを外した画像

上にちょうどお弁当箱のおかず入れぐらいの大きさの黒いのがある。これが CDI の本体。

下にコネクターがあるので、まずは爪押さえてコネクターを引き抜く。

さて、有るかな?

[CDIコネクターの画像]

CDIコネクターの画像

CDIコネクターの画像

ちなみに切断されているピンクのケーブルは、これはスピードリミッターのケーブル。

良い子はマネしちゃいけないが、このケーブル切るだけで、原付時代にかかっていた 60Kmh のリミッターが解除できる。(切った後はショートなどしないように処理しておくこと)

黒くて黄色い線が入ったケーブルから分岐して、波形をみてみる。

オッとその前に、もしもの事があるとまずいので、プローブ側で 1/10 にしておこう。

もしもでかい電圧がかかって壊れちゃうと困るもの。

おもちゃみたいなオシロだけれど、電池で動くしコンパクトなので、高周波はだめだけれど、こんな用途にはもってこいの製品だね。
これで波形を保存することができたら、言うことはなしだけれど、できないのでスマホで写真撮る。(画像を止めとく(HOLD)ことはできる)

[オシロの画像]

オシロの画像

オシロの画像

今はこんな画像ですらインターネットで検索すると見つけることができるけれど、まさにその通りの波形が観測できてる。

デジタルオシロ(一応)なので、ピークの値なども表示されているが、どうせ 5V の直流に変換してしまうので、あまり気にしない。

波形を捕まえるのに、ちょっと苦労した。

予想の通り、かなりバタついた波形であることがわかる。

この波形は、ここから分岐した後、2本のダイオードで波形整形するので、ダイオードの耐圧を確保するために必要な値。

今使っているのは、秋月で買った、25個で100円だった1S1585なので、これなら大丈夫だろうと思う。(ラッキー)

これに例の5Vに変換する回路を入れると、こんな波形となった。

オシロの画像

オシロの画像

う~ん。

このままの波形だと、かなり苦しいかも。

これだけだと、こうなっちゃうんだなぁ。

おそらくは、この波形を Arduino に入力しても、バタついた波形をまとめてパルスとはみなさないだろうから、波形整形をかける必要があることが分かった。

さて、ソフトウエアでやるか、ちゃんと波形整形するかだねぇ。

少し残念だけれど、ソフトウエアか波形整形の方法を考えて、再度チャレンジだね。

せっかく配線を引き出したので、それはきちんと処理して、今回はここまでとしておく。

加えて、実際にリトルカブにつけることも考えて、小型化する方法も、併せて考えよう。

ゆっくりだけれど、少しずつね。前に進んでいこう。

ちなみにこの小さなオシロ。

DSO138 という機種で、キットで販売されている。

1チャンネルしかないし、最大でも可聴周波数ぐらいしか見ることのできないものだけれども、電池で稼働するようにしておくと、案外野外で波形が見たい!って時には便利かも。

キットなので部品は全部入っているが、老眼や(自分だ)や、組み立てに自信のない方は、SMD を実装済みのものもあるので、これなら楽に組み立てできますよ。

実は買ったのではなくて、知人宅で作ることができなくて眠っていたものをもらってきたのだけれど、付属のアクリルケースはあまりよくないので、3D Printer でケースを作ってみた。データは、ダウンロードできる。

 

投稿者のプロフィール

minorus
minorus
電子機器が大好きです。
プログラムを書くのをお仕事としていたこともあるので、両方できる PIC や Arduino を使って、いろいろな(役にあんまり立たない)ものを作っています。
実は UNIX 関連のお仕事も長かったので、Raspberry Pi もお手の物なのですけれど、これから触る機会が多くなるのかなぁ。
ボチボチ行きますが、お付き合いください。
若いころの写真なので、現時点では、まだ髪の毛は黒くてありますが、お髭は真っ白になりました。
愛車の国鉄特急カラーのカスタムしたリトルカブで、時々、秋月電子通商の八潮店に出没します。

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