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2017年6月22日 (木)

信号の可視化

集中審議中のスピードメーター。
な、なんと!
メーター屋さんに再度送り返したら、向こうのお店では正常に作動すると言う 驚きの答えが帰ってきました。いったいどういう事なのでしょうか?

そこで今日は、お客さんのお父上で、電気工学のスペシャリスト、鈴木パパをお招きして、センサーの動作原理の話を伺う事となりました。

パパは自動車や産業機械の電気回路の設計などの仕事を長らく尽力された方で、自動車の回路にもすこぶる強い。

そこで、今回のバルケッタのスピードパルスセンサーの作動ロジックを説明してもらいました

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これはオープンコレクター回路 と呼ばれる仕組みで、分かりやすく言うと、コレ単体は電気で動くスイッチみたいなもので、これだけ12Vを入れたところで、なにも起こらないのです。
ここに抵抗を入れることで、初めてスイッチングし始めます。このセンサーだけでは何も出来ず、信号を使う側に入るプルアップ抵抗によって初めて可動するのです。

Img_0753

この抵抗によって作動電圧が変わるのですが、メーターシステム内で何オームが使われているかは分かりません。

そして信号の状態を視覚化するには、オシロスコープが欠かせません。

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パパさんにコードを頂いて、マイオシロも作動するようになりました。

今は結線して、シャフトを回していない状態

Img_0755

で、シャフトを回すと

Img_0756

HとLの信号が出ているのが分かります。

電気ドリルで回転させると

Img_0764

いっぱいパルスが発生しているのがわかります。

ところで、このメーター、正常に機能しているクルマの電圧を測ると
センサーが静止状態で6.8V

Img_0704

センサーが可動状態で、3.5Vです。

Img_0705

これは基盤のどこかで、変圧されて7Vでシステムが動くように設定されているそうで、機械側が何ボルトを必要とするかをするかは抵抗の大きさによって決めることができます。センサー側はそれに追随する形になるので、何ボルトでも信号を出すことが出来るわけです。

ではなぜ、ウチで動かずメーター屋で動いたのでしょう?
おそらくは7Vを供給する部分が壊れて規定電圧を発生させられず、システムを構築できない状態がウチで作動が確認できない状態

メーター屋では、直流12Vの大電流、大電圧の信号をいきなり、信号線に入れてしまうので、保護回路を突き破って強引にシステムを動かしてしまうのではないかと考えました。

そもそも7Vが定格の電圧部分に12Vを入れてしまい、本来であれば抵抗が機能してパルス信号を汲み上げる、いわば自然吸気的ですが、それをはるかに大きな電圧を希望していないのにセンサーから無理やり回路に食わせてしまう、いわば強制吸気、すなわちターボみたいなものです。
そればかりか、メーターのほかの部分に大きな負荷がかかると思います。でも、12Vを入れると作動してしまう所を見ると、回路内に断線は無いことが確認できます。

Img_0516

いくつものコンデンサーでノイズを消すほど弱い信号回路に12Vを流してしまうのは破壊しかねる可能性があると思いますが・・・

いとも簡単に作動ロジックを解読した鈴木パパには本当に感謝です。

Img_0517

ちなみに、このメーター基盤にも日本スタイル、ヨーロッパスタイルがあることも教えてくれました。

Img_0520

さて、修理は可能なのでしょうか??

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