2016-10-24 13:34 | カテゴリ:PIC応用回路


昨年にハンディーケースにGPSセンサーとLCDを組み込んで、ポータブルGPS受信機を製作しました。
今回、これを車載に改造、というか、作り直すことにしました。

じつは、10月末に、家族4人で信州へドライブ旅行に行く予定があり、ドライブ中に何か楽しめるものはないかと考えて、このGPSトラッカーを製作することにしました。
息子たちは社会人ですので、お休みを事前に調整して、十年ぶりくらいの旅行で、楽しみにしています。

以前に制作したポータブルGPS受信機は、16文字X2行の液晶表示器(バックライト無し)を10cmx5cm位のプラケースに組み込んで、Nicdバッテリーで駆動するものです。

ハンディーGPS1


あまり使用する機会がなく、半ばお蔵入り状態でした。
今回は、それを車載にしようという計画です。



以前制作したハンディーGPSの内部です。

ハンディーGPS2

センサーを簡単に外せるように、コネクターでつなげています。

さて制作にあたってですが、車にはもちろんナビが付いていますので、今更GPSではないのですが、ダッシュボードの下、シフトレバーの前、ちょうど昔なら灰皿があった位置が少し奥まって、スペースがあり、またUSB端子もがあります。

取り付け場所1

ここに、LCDで緯度や経度、標高や移動速度、移動方向などが、表示されると助手席の人には楽しいのではないかと。

仕様としては、LCDは先日のMIDIシーケンサーに使用したものと同じ、20X4行のバックライト付き青色LCDを奮発しました。
PICは、使い慣れた16F876Aで。
プログラムはほとんど以前のもので使えそうですが、LCDのインターフェスが、i2cから4ビットパラレルに変更になったので、そこはMIDIシーケンサーのプログラムから移植です。

まずは、ブレッドボードに回路を組んで、SWのテスト。
基本的なSWがもともと完成していたので、手直しをするだけでしたが、テストで確認します。

ブレッドテスト

特に大きな問題もなく、順調に進みました。
電源は取り付け位置にUSBがあるので、おあつらえです。
GPSセンサーは、小さなケースに入れて、ダッシュボード上に置きます。

センサー

次は、LCDのバックライトの制御です。
このLCDは青色のバックライトで、気に入っていますが、結構輝度が高いので、夜間のドライブでは輝度が高すぎる心配があります。
そこで、周りが暗くなったらバックライトの輝度を落とすディマー回路を作る必要があります。

Cdsを使用すれば、何とかなりそうですが、回路をいろいろWEBで調べてみましたが、どれも、ONかOFFの動作で、明るい時の輝度アップは問題ないのですが、暗くなると、輝度低下ではなく、OFFになってしまいます。
(書き忘れました、TRの左下の部品がCdsです)(笑)
これでは、表示が見えません。

CDS回路1

では、Cdsの抵抗値変化をPICのADで取り込んで、PWMでLEDの輝度を変えようかと思いましたが、これも、結構面倒です。
Cdsと抵抗で分圧して、ADで読み込んで、その値とPWMのデューティー比を決めるのに手間もかかりそうです。

もう諦めようかとしたときに、ふとアイデアが。

CDS回路2


CdsでTRがOFFになっても、最低の輝度を得るための抵抗をTRのEC間に付けで電流を確保しておけばよい、と気づきました。
で、抵抗を入れてテストしてみたら、ばっちり。

さて、ここまでテストができれば基盤の製作です。
回路は、この様になりました。

回路

基盤はこんな感じで製作しています。

基盤途中

一部、誤配線がありましたが、とりあえず完成です。

基盤に3個の半固定抵抗があります。
実は、LCDのコントラスト調整だけで良いと思ったのですが、LCDバックライトを外部の明暗に応じて輝度変化させるディマー回路を追加したので、そのために必要になりました。
一つは、先ほどの説明の真っ暗になったときの最低輝度調節。
もう一つは、外部の明るさがどの程度になったら、LCDのバックライトを暗くし始めるかの調整です。
ここは、完成後に実際に取り付けて調整しなければなりません。

VRX3.jpg

ここまでできてきますと、車載の方法を考えなければなりません。
場所は、センターコンソールのシフトレバー前、エアコンコントロールパネルの下です。
ここには、USBコネクターがあって、電源も取れます。
唯一の問題は、複雑な形状をしたボックスになっていて、表面にパネルを付けるにしても、形状を把握するだけで、大変そうです。

取り付け場所2


そこで、まずは、A4の紙をそこにあてがって、おおよその開口部の大きさと形を折り目としてとりました。
その後、それを参考に厚紙で、いくつかのサンプルを大まかな大きさで製作し、現物合わせで、形状をフィットさせていきました。

型紙1

型紙2

型紙3

素行錯誤、カットアンドトライでやっとのことで型紙ができました。
今度はこの型紙に合わせて、スモークのアクリル板を切り出します。
Pカッターである程度切り出した後、「カインズ製安物ルーター」で成形しました。
ルーターは安物ですが、ピットをちゃんとしたものにしたらよく削れました。

LCDが顔を出す部分を除いて、裏から黒色ラッカーを吹き付けました。
また、モニターLEDと明るさ検知用のCdsをパネル面に取り付けます。
これは、7mm径のプラパイプを短く切って、それをパネル面に裏からエポキシで取り付けました。
ここに、LEDやCdsを差し込みます。

LCDと基盤は一体にして、パネルに両面テープでLCDの枠を取り付けます。

取り付け部


動作確認用のLEDも付けてあります。

LED.jpg


基盤はLCDより小型ですから、親亀の背中に子亀を乗せて、風になります。

基盤上


LCDと基盤はピンヘッダを並べて取り付け、固定も兼ねました。

基盤コネクタ


取り付け部

完成裏

裏面拡大

完成表


表示


これを実際に車に取り付けました。

明るい

暗い

明るい時も暗い時もバックライトはちょうど良い感じです。

センサーはここに。


センサー位置



ちなみに、起動画面はこんな風に遊んでみました。

タイトル


取り付け位置が下になりますので、運転中はチラ見しかできませんが(笑)
夜間にはディマーが効いて、LCDのバックライトの照度が下がりますので、明るすぎて目に触ることはありません。
特に、高度(標高)の表示は、今度の旅行が信州方面なので、役に立ちそうです。

完成表

【ジャンル】:趣味・実用 【テーマ】:電子工作
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