車速リレー6 PIC12F683 車速感応リレー


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車速リレー6 PIC12F683

車速リレー6は自動車の車速パルスによってリレーを動作(励磁)させる機能を持ったユニットです。
自動車の速度があらかじめ設定した速度以上になったときに、リレーが動作することになります。この機能によってたとえば、速度が40km/h以上のときだけサブバッテリーに充電させる回路を活かしたりすることができます。

CPU
車速リレー6ではCPUとしてPIC12F683を使用しています。PIC12F683は内部発振で動作するDIP型8ピンのワンチップマイコンで電源で2ピン使用するので6ピンがユーザーで利用できるIOになります。

12F683を使った電子工作

データシートによると主な特徴は以下の通りです。

内部発振
 ソフトウエアにて変更可能最大8MH
 出荷時校正済み ±1%
 スリープモードをサポート
 動作電源電圧 2.0-5.5V
 A/D変換 10ビット分解能
 PWMサポート
 プログラムメモリー 2048ワード
 EEPROMデータエモリー 256バイト

PIC12F683IO割付
車速リレー6でのIOの割り当ては以下のようにしました。

GP0、GP1:ヨビ(未使用)
GP2:LED出力(車速パルス確認用)
GP3:車速パルス入力(4パルス式自動車をターゲットにしています)
GP4:閾値入力 半固定VRでリレーが動作する速度を設定します。アナログ入力
GP5:リレー出力 自動車の速度が閾値以上になったときにリレーが励磁されます。

PIC12F683はGP3は入力専用なので注意が必要です。

車速リレー6の回路図
車速リレー6の回路図は以下の通りです。

電源は自動車のバッテリーを想定しているので12V-13.8Vになります。
リレーの接点出力(C接点)は端子台経由で取りだせるようにしてあります。トランジスタのオープンコレクタではなく機械式リレー接点になります。
リレーの接点容量は1Aのものを使っています。

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ソフトウエア
ソフトウエアはmikroCでコーディングし、おおよそ以下の考え方で組んでいます。
車速パルスはGP3で状態変化割り込みとして認識されます。パルスの立ち上がりと立下り時に割り込みが発生し、発生した割り込みの回数をカウントしています。
立ち上がりと立下りでカウントするのでパルスの繰り返し周波数に対して2倍の値が観測されます。
また、タイマー1を250msで動作するようにして設定し、タイマー割り込み2回(500ms)の間に発生したパルスの割り込み回数と半固定VRの閾値を比較してリレーを動作させています。
従ってリレーを動作させる出力周期は500msになるので、車速がリレーを動作させる速度に急に上昇しても実際にリレーが動作するまで500ms-1000msかかる場合があります。

パルスの入力状態はモニターできるようにLED2を点滅させています。パルス周波数が低いときは目視で点滅を確認できますが、周波数が高くなると点滅しているのか連続点灯なのかわかりにくくなることがあります。
停止時は車速パルスの入力がなくなります。このとき車速パルス信号は12V または0Vの直流電圧となり、車速確認用LEDは連続点灯か消灯となります

車速パルス
4パルス式の車速とパルス周波数の関係は以下の通りとなっています。

時速100km/hでも70Hz程度の周波数なので、この車速パルスを捕らえる回路は高度なことは要求されません。逆に、パルス周波数の低さから精度良い速度検出は難しくなってしまいます。


車速リレー6外観

完成した車速リレー6の外観は以下の通りです。

大きさ:約45x47mm
電源、リレーの接点等外部との入出力は端子台を設け、ドライバーで簡単に配線できるようにしました。
PCB上には、閾値設定用の半固定VR(青色の正方形のパーツ)、車速パルス確認用LED、リレー動作確認用LEDがあります。

基板の説明
基板上の端子台、LEDの意味は以下の通りです。

仕様
車速リレー6の仕様は以下の通りです。
電源:DC12V-13.8V 100mA程度
パルス入力:4パルス方式 パルス波形谷部分は0V、山部分は5V−12V 動作はトヨタノアで確認。
リレー出力:C接点 接点容量1A
速度設定:基板上のVRによる設定可能な速度は時速 約5-80km/h

配線例
リレー動作時に外部に接続した機器の電源をONする場合の配線例は以下の通りです。

接点容量は1Aなので、大きな電流をON−OFFさせたい場合は接点容量の大きなリレーを介してON/OFFします。

配布基板は以下のリンクに説明があります。
車速リレー6配布基板


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