あけおめです。ことよろです。

今年は自宅でのんびり正月を楽しんでおります。
とはいえ、あまりにも寝正月だともったいないので先日に引き続きウィンカー球のLED化を進めることにします。

LEDは白熱球に比べれば大変効率の良い光源ですが、ハイパワーLEDにもなるとその発熱はバカに出来ません。
半導体は熱に弱く放熱をちゃんとしないとLEDの寿命は極端に短くなります。

まぁウィンカーは常に点きっぱなしでないので適当でへーきじゃないかとの希望的観測のもと、10mm四方のヒートシンクを接着しました。

↑ アキバで買ったチップ用放熱器。発光素子の真裏に放熱シリコンで接着。

あとはコレをどうやってウィンカーに仕込むかです。

Dトラ125からウィンカーを外して検討することにします。
結果、Dトラ125のウィンカーユニットは大変チープな作りで中身はすっかすかでした。
凄い合理化。
おかげで部品を組み込むスペースは十分にあり特に工夫することも無さそうです。

↑制限抵抗の取り付け。
最大14.5V程度の電圧が掛かると仮定して、15Ω 2Wの抵抗器を取り付けました。
定格の8割ぐらいでLEDをドライブし、なおかつ抵抗器に掛かる電力に対しては約2倍の余裕を持たせています。
電子部品を扱うときは多めのマージンを取っておくのが安心です。

んで適当に配線。

↑ 自動車など振動の多い機械に対しては、カシメや圧着が良いのですが、この形状では半田付けする以外ありませんね。
簡単にもとの状態に戻せるように、既存の端子をうまく活用して配線しました。

コレを４つ組み立ててウィンカー球のLED置き換えは完了！

↑ 同じものを四個も作るのはけっこう苦痛です。

バッテリーに繋いで点灯させてみたところ、ノーマルの白熱球より明るい感じがします。
ウィンカーレンズを通しても変な色にならず良い感じです。

さて、ICリレーを組み立てねば・・

Dトラ125を購入してから丸1年が経過しました。
走る時間よりいぢっている時間の方が長い気もしますが、このサイトの趣旨通りで結構なことですｗ

特にこれといった問題もなく絶好調なのは良いけれど、逆にネタがありません。
この記事も1か月ぶりの投稿だったりします。

そんな時、なにげにTwitterをながめていると、秋月電子の新商品がツィートされていました。

↑3W白色パワーLED
15mm四方のセラミック基板に24個の高輝度LEDが組まれており、120度の照射角を持っています。

この手の白色LEDはウィンカーレンズを通すと変な色になりがちですが、青色LEDに赤色・緑色蛍光体を使用して白色を再現しているため、高演色なのが特徴らしい。

さっそく点灯してみます

↑ まぶしぃ～！
本来10.2Vが定格値ですが、7V強で直視できないほど眩しくなります。
発熱もそこそこありますケド。

実は過去KSR向けにLEDウィンカーを作成したことがあります。

↑3年ほど前に1WハイパワーLEDで作成したLEDウィンカー
当時まだハイパワーLEDは高価で１つ1500円ぐらいした記憶があります。

今回使用予定のLEDは当時より高性能な上に値段も半分以下です。

LED化すると純正のCR式ウィンカーリレーは使えなくなるので、電子リレーを使うことになりますが、コレに関しては同じくKSR向けに作成した電子リレーを使うことにします。

↑ 2年前に製作したLEDフラッシャーユニットMCDF-02。上にあるのは試作基板MCDF-X2
500円玉ほどの大きさでon・offの時間をそれぞれ1024段階に可変させることが可能です。
その組み合わせは実に1,048,576通りｗ
なんと、たかがフラッシャー回路に8bitのマイコンが使用されています！
型番のMCDFとはMicro Controller Digital Flasherの略なのです。

Dトラ125のフラッシャー回路図を見たところ、ターンインジケータが各方向ごとに独立しているので、そのまま差しかえるだけで大丈夫そうです。
ターンインジケータが1灯のタイプはダイオードで整流する必要があり面倒なんですよね。

年末・年始で出来るかな？

O2インジケータを組み込んだデジタルメータを実車に取り付けました。
電源はメータ内の回路に寄生させているので、O2センサに繋ぐ１本の信号線だけ配線すればよいので簡単です。
メインハーネス沿いに取り回して、エレクトロタップでO2センサの出力側に取り付けました。

↑ エレクトロタップでO2センサに接続。
ホントはあんまり使いたくないのですけど、電流はほとんど流れないからいっか・・。

では早速試してみましょう。

↑一応上手く動いているみたいですね。
アイドリング時はリッチとリーンを繰り返し、パーシャル域からアクセルを急閉すると一時的に濃くなるあたりは
正しく計測できていると言えそうです。

実際に走行してみるとオシロでの計測とほぼ同じ結果が得られました。
3000rpm～7000rpmまでの領域はリーン気味の燃調で、8000rpmを越えるとリッチ気味の燃調になるようです。
アイドリング時以外は燃調マップを優先してO2センサのフィードバックを受けていないような挙動です。
それでもアクセル急開時には一瞬濃くなるのでTPSと吸気圧のフィードバックは能動的に行っている感じがします。
少なくとも高回転時にインジェクターの能力不足で燃調が薄くなることはないみたい。
むしろ高回転を持続して運転すると燃費が極端に悪くなりそうな結果となりました。

興味のある方のためにO2インジケータを公開します。
お約束事として作る方の自己責任でお願いします。
質問等一切お答え出来ませんのでよろしくです。
ヘタすると車輌故障や火災などのリスクもありますから、理解のある人のみ作ってくださいね。
勝手に作って大団円を迎えるも、カタストロフィに終わるも知る所ではありません・・
・・・と、言うスタンスでお願いします。

でも、上手くできても商売にしちゃイヤよｗ

この回路はKLX125/D-Tracker125に限らず1V出力のジルコニア式&チタニア式のO2センサには使えるハズです。
ただし、センサーのグランドが、ボディーアース（バッテリーのマイナス）と同電位であることが条件となります。

NETリスト

部品番号	部品種類	部品名称・値	パッケージ	購入場所
R1	レジスタ	1/10W 10kΩ	1608	千石/マルツ
R2		1/10W 1kΩ	1608	千石/マルツ
R3		1/10W 1kΩ	1608	千石/マルツ
R4		1/10W 1kΩ	1608	千石/マルツ
R5		1/10W 1kΩ	1608	千石/マルツ
C1	コンデンサ	16V 1μF	1608	秋月電子
C2		25V 0.1μF	2012	秋月電子
Q1	トランジスタ	2SC2712	SC-59	秋月電子
U1	電源 IC	TA78L05F	SOT-89	秋月電子
U2	インバータ IC	TC74HC04AF	SOP-14	千石/マルツ

↑ 特殊な部品は使用していません。アキバで普通に手に入る部品です。
小さい部品が多いので注意してください。
U2はC-MOS部品なので静電気に注意してください
R4・R5は接続するLEDの消費電流に合わせて調整して下さい。
パッドを並列にしてありますのでレジスタを組み合わせて適当な抵抗値になるように調整します。
下記の部品実装図では1KΩを並列にしていますので500Ωの抵抗値となります。
LEDは部品表に含まれていませんが、私は秋月の3mm 2色LED(OSRB3132A)を使用しました、500Ωでは眩しすぎる位です。

基板マスクパターン

↑ リンクのPDFを原寸大で印刷して感光基板などに焼いてください。

部品実装図

↑ 部品密度が低いのでどの部品から取り付けても大丈夫です。
フェイルセーフ回路は設けていません、+12Vのパターンとグランドのパターンが極めて近いためショートに注意して下さい。
まぢで萌え・・いや燃えます。
長期間外気に触れていると徐々に基板が腐蝕してショートする可能性もありますから
完成した基板にはワニスを塗るなどして外気に極力触れないようにしてください。

机上の実験はうまく行ったので、今度は実車での試験です。

先日、Dトラ125のO2センサはチタニア式では無いか？と助言を頂戴していました。
ジルコニア式とチタニア式ではセンサー出力の方式が違うため、ジルコニア式を前提にした設計ではダメかもしれません。

ジルコニア → 起電力発生
チタニア　 → 抵抗値変化

と、なっています。
チタニアの場合、外部から電圧を加えねばセンサー出力を得られない事になります。
O2センサーのプラス側とグランド間の電圧を測って、外部からの電圧印加の有無を調べてみました。

↑ 結果、約5Vが印加されていました。
オシロで計測した時はレンジ外のためか気付かなかったよ・・・
どうやらチタニア式のO2センサと見て良さそうです。

オシロで計測した時は、サービスマニュアル通り0.2～0.8Vぐらいの間を行き来してましたから、
センサーグランドとボディーアースの電位が同じであれば、今回作った回路はそのまま使えるはずです。

まぁ考えるより試す方が簡単なので結果を見てみましょ。

↑ おおぉ～っ！　うまくいってる様子！
キーONで、5Vが印加されHiになった後、O2センサが作動温度に達するとLoとHiを繰り返しています。

結果からO2センサの回路はおそらくこんな感じなっていると推測します。

↑ 左がECU、右がO2インジケータ
O2センサの抵抗値を分圧してDFIユニットに入力しているのではないかと？
センサーが暖まるまで5V近い電圧が掛かっている事を考えると合点がいきます。

特に回路の変更無くこのままうまくいきそうです。
次に考えるべきはドコに搭載するか？

電源が確保でき、防水性があり、配線が簡単なところ・・・

うん、ここしか無いね。

↑ デジタルメータの中に仕込むことにしましたｗ
先ほどの全ての条件を満たしていますし、面実装部品で小型に作りましたから
隙間に押し込めばきっと入るでしょう。

メーターの基板からキーONで12Vになるパッドとグランドを探し、ラッピングワイヤを半田付けしました。
O2インジケータの消費電力は10mA以下なのでメーター基板の電源に寄生させても影響は出ないでしょう。

LEDもメータのすみに取り付けて完成！

↑ 非常にスマートに組み込めました、外に出る配線はO2センサーに繋ぐ1本だけです。

燃調が判り便利な反面、常に点滅するLEDがウザイような気もします。
薄い（濃い）からどうなの？って気もするし、世の中知らない方が安心できる事もあるってもんです・・。

見栄っ張りな性格ゆえ、ブログの記事にはさも簡単そうに書いているのですが、
実際のところ設計も製作もかなりの時間をかけていたりします。

人に与えられた時間は世界全人類平等に1日24時間しか無く、一応人並みに仕事なぞしているものですから
自然と深夜の時間を使う事になってしまうわけです、静かで落ち着くし。

結果として会社のデスクで寝落ちしそうになるのですけどねｗ

それでも色々考えて試行錯誤するのは大変楽しいです。
むしろ成果が欲しいのではなく、そこに至るまでのプロセスを愉しんでる感じでしょうか？

さて、今日も今日とて深夜作業。
ハンダの煙を肺いっぱいに吸い込んでチップ部品をなんとか実装しました。

↑ 実装完了！ フラックスが劣化していたためかハンダの乗りが悪い悪い。
まるで無鉛ハンダを使ってるような感じでした。

LEDの特性に合わせて調整できるように、制限抵抗はわざとパラにしてあります。

電源、センサー入力、LED出力は裏側に配置したジャンパピンで
繋ぐようにしました。

それではルーペとテスタで短絡が無いか確認して初通電です。
一応チェックしているとは言え、部品が爆発したり火を噴いたりすることがありますから最も緊張する瞬間です。

・・今回はどうやら上手くいった様子。

↑ 約0.6Vの閾値を境に赤と青のLEDが切り替わっています。
設計通りの動作でイヤッホゥ～！と、叫びそうになりますが、実車で同じように動作するかは別問題。

閾値近辺で微妙に発振するきらいがあるので、ヒステリシスのある74HC14も試してみたいと思います。

うまく動くと良いなぁ。