回路について・・・

フォトインタラプラ TLP851
SHARP製LED(直径3mm)
さて、ここで一番重要な役目を担っているのが「光センサー」である。　今回は 汎用のフォトインタラブタを３個使い、手製のスリット板と共に「ロータリーエンコーダー」を構成している。 ロータリーエンコーダーの応用として最も身近なものといえば「マウス」であるが、 今回は高々１６段階のカウントができればよいため、精度は余り要求されない。　スリットの数も、 実装を考えたとしても１０個程度あれば何とかなるレベルなので、自作でも対応できる筈だ。
ここでは、カウント用として２個、ゼロ位置検出用として１個フォトインタラブタを実装している。
カウント用のフォトインタラブタは位相差の違いで上下カウントの判定を行うため、 ９０度位相がズレた状態（片方が全開の時、もう片方は半開）で実装する必要がある。

位相判別

光センサーからの信号は、ＣＲによるフィルタを通してノイズをざっと除去したあと、７４ＨＣ１４を使用した シュミットトリガーで受ける。　カウントのために使用する「Ａ」「Ｂ」と、ゼロ位置用の「Ｒ」をそれぞれ同一 回路で構成した。　この後、カウント用の「Ａ」「Ｂ」は遅延回路とＥＸ−ＯＲによる位相検出を行い、デコーダを 通して「ＵＰ」「ＤＯＷＮ」信号が生成される。

カウント

カウンターは、７４ＨＣ１９３による４ビットのアップダウンカウンターである。　上記の「ＵＰ」「ＤＯＷＮ」 信号でカウントアップとダウンを行う。　アクセルを放してゼロ位置にある場合は「Ｒ」の信号により、強制的に ４ビットとも０がロードされる。

アクセルレベル表示

さて表示部であるが、グラフ状のＬＥＤを構成するため、３Φの赤色ＬＥＤを１６個用意した。 これの両サイドをヤスリで少しずつ削り、２．５ｍｍピッチのユニバーサル基板に詰めた状態で並べて実装する。 削りすぎてＬＥＤを壊してしまわないように注意しよう (^^;;
表示用のドライバーには７４ＬＳ１４５を使用した。　消費電力は多めだが、ドライブ能力が高く ＬＥＤのドライバーとして便利に使えるＩＣだ。　ここでは１６個のＬＥＤを接続するので２個使用する。 それぞれの振り分けのため、カウンターの最上位ビットを反転した信号が必要になるので、 余ったＥＸ−ＯＲを使って作っておく。

少し余談になるが、視覚効果を高めるためにちょっとした工夫を施してある。　回路図上で７４ＬＳ１４５の 出力ピン相互間にダイオードが渡してあるのが確認できるはずだ。　ＬＥＤのアノード側も４つ置きに共通になるよう ４分割してある。　ここで例えば「４」の出力がオンになったとしよう。　４←３←２←１←０の順序でダイオードが つながっているので、それぞれ約０．７Ｖの電位差でドライブされる。　但し０と４はＬＥＤのアノードが共通のため、 ４がドライブされている時、０はダイオードによる電位差のために電流は流れない。 結果的に、４を先頭として３〜２〜１と少しずつ暗くなりながら帯状表示が行われることになる。 他の出力がオンになっている場合でも、同様の結果が得られるようにしてあるので確認してみて欲しい。 これは７４ＬＳ１４５の出力端子がオープンコレクタであるからこそ使える方法である。

エアコンカット判定・遅延タイマー

続いて任意のポイントでエアコンを切るための「判定部」だ。
ここまでの回路が比較的ディジタル的な処理となっている状態から一変して、アナログ的な回路である (^^;;

まず、カウンターの出力４ビットをＤ／Ａ変換し、１６段階のアナログ信号にする。　ここは特殊な部品を使わずに 精度を得るため、同一の抵抗９本を使用し直並列に組み合わせて重み付けを行ってバッファアンプに接続する。 一方、カット位置調整用の可変抵抗も同様にバッファアンプを通し、それぞれの出力をコンパレーターで 比較している (単に逆位相加算してＶＣＣの半分より高いか低いか見ているだけであるが・・・)。
ここでは、バッファアンプとコンパレーターを何れも４０６９ＵＢで構成している。　４０６９ＵＢは 抵抗で負帰還をかけるだけでアナログアンプとして使え、またＶＣＣの半分をしきい値とする 簡易コンパレーターとしても使える。　但し、くれぐれも高精度を期待してはいけない(笑)。　蛇足であるが、 ここは４０６９Ｂや７４ＨＣ１４、７４ＨＣ０４などバッファタイプのＩＣで 代用することはできないので注意して欲しい。　型番末尾の「ＵＢ」は「アンバッファ」の意味である。

ここまででエアコンカットの判定ができるようになったので、この判定結果で７４ＨＣ１２３によるワンショットマルチをトリガーする。 ７４０６と２ＳＡ６９５を用いてＬＥＤとリレーのドライブを行っているが、リレーの動作条件にワンショットマルチの出力を加えることで、 アクセルを踏み込んでカットされた後、すぐに放しても１０秒程度の間再始動しないようにしている。

製作について

ああだこうだと試行錯誤しながら作り、車に取り付けたのが 1997年初夏だったっけ・・・
結局それから２年半、何とかノントラブルで動き続けてくれているようだ (^^;;
ちなみに右が内部の部品配置。　正直言って細かいことは忘れました(爆)
製作時の記憶をたどりながら、写真中に主な部品の位置を書き添えておいたのでご参考に・・・

あと、部品についてコメントしておくと、２ＳＡ６９５は廃品種に指定されているようなので、 新規に購入する場合はＰＮＰタイプの小出力用トランジスタで代用して欲しい。
ロジックＩＣは、ＴＴＬの７４ＬＳ・ノーマル７４、Ｃ−ＭＯＳの７４ＨＣ・４０００シリーズの混在となっているので、 配線時に頭が混乱しないように注意しよう。　ピン配置図は省略させていただくが、今回 Ｃ−ＭＯＳの空きユニットが何個か存在するので、安定動作のため入力ピン (入力だけですヨ！)を手近なＧＮＤに落としておこう。　７４０６はＴＴＬなので、 空きユニットは未処理でＯＫだ。
リレーは手持ちの関係で松下のＨＢ２−５Ｖを使用した。　ちょっと消費電力が大きいようで、 ７８０５をケースに装着して放熱する必要があったりする。　これから購入するならもうちょっと吟味しよう。　 ２回路のものでももう少し小型で省電力のものがあるはずだ。　 ちなみに接点はＮＣ側を使用し、この装置の制御が不要の場合はリレーとＬＥＤの電源ラインを解放することで 動作をスルーさせる方式としている。　 購入するときは、ＮＣ(通電していない時に閉じている)接点があることの確認をお忘れなく。

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