DR650SEに流れるウィンカー(自作)を装着  (2017年6月〜2018年5月)

「流れるウィンカー」は、英語で "Sequential Turn Signal" と言うそうです。
トラックなどに昔から装着されていましたが、最近、車検でも認められるように
なったので、自作してみました。


こんな構成でいきます。

個々のウィンカーにマイコンを搭載します。
ウィンカーは、コントローラのコマンドを受信して、その通りの動作をします。
ウィンカーとコントローラは、RS-422の平衡信号線と電源線の合計4線で接続されます。
電源線には最大で0.4A程度しか流れないので、細い線で充分です。

非同期通信は、送信側と受信側のマイコンのクロックがマイコン内蔵のCR発振に
よるものなので、ボーレートを厳密に決めることができません。そこで、送信する
データのLSBを必ずHighとして、スタートビットの長さを受信側で測定することで
送信側のボーレートを測定、サンプリング時間を可変することにしました。

コントローラからは3本の状態表示用の信号が出力されます(オープンコレクタ出力)。
入力と出力が3本ずつ同じに見えますが、ウィンカーがONの状態でハザードONに
なればハザード動作しますし、ハザードSWはオルタネート式ではなくモーメンタリ式の
SWにするのです。DRにはハザードSWが付いていないので別途防水タイプのSWを増設する
予定なのですが、オルタネート式の防水SWはロック機能を設けるためか外形が大きく
なるので、モーメンタリ式にした方が好都合です。価格も安くなりますし。

そういうわけで、入力と出力はコントローラ側で優先順位を付けて動作が異なる
場合があるので、コントローラから別途出力することにします。


試作・実験回路です。上側にウィンカー4回路、下側がコントローラです。
全部でマイコンが5個載っています。
RS422インターフェースは無く、マイコン同士を直結しています。


いつものように、ALLアセンブラでソフトを書きました。


うまく動作するようになりましたので、基板化します。
DR650のウィンカーボディにすっぽり収まるような形の基板を作りました。
これは裏側(光らない面)です。


この面が光ります。
光を反射するようにレジストは白色にしました。
全面にLEDが付きます。あと、安全のためFUSEを1列毎に入れてあります。
テールランプのLED化とほぼ同じ回路ですが、ウィンカーボディの形状のため、
左端の列だけLEDが3個になっています(他の3列は4個)。
全部で15個のLEDが付きます。


部品実装前に、試しに仮止めしてみました。
ぴったりの大きさです。


部品を実装したところです。

U3がマイコン(ATTiny25)です。

U1がRS-422のレシーバです。
R1(120Ω)で終端しています。
この抵抗は0.1Wぐらい喰うので3216サイズ(3.2mm×1.6mm)なのですが、
基板設計時にミスって2012サイズ(2.0mm×1.2mm)でパターンを作ってしまいました。
実際の部品の方が大きくハンダが片側にしかできないので
片側は直接レシーバICの足にジャンパー線で繋いでいます。

それ以外の大半がLEDの定電流ドライブ回路です。


 
こちらが光る面で、LEDを実装してあります。


 
ウィンカーボディとステーを止めてある金具(ラッチ)です。
基板はウィンカーボディとウィンカーレンズの間に挟み込むように
取り付けるので、基板の厚み分、なるべく深く差し込むために加工しました。


 
これは電球をはめこむ金具ですが、ウィンカーのステーの強度を保つために必要です。
出っ張りを削りました。


ウィンカーボディをウィンカーレンズを接続するネジの支柱部分も削ります。
ウィンカーレンズ側のネジの支柱部分も削りました。


こんな感じで電動リューターでガリガリやりました。
電動リューターを買っておいて良かったです。手でやってたら日が暮れるところでした。


ようやく基板がウィンカーボディにはまりました。
前後左右4個のウィンカーボディを加工するのに丸1日かかりました。


これは4個のウィンカーを制御するユニットです。ウィンカーリレーに相当するものですが
リレー」と言うには複雑過ぎるものですので「コントローラ」と言うべきですね。
コネクタだらけです。
基板は70mm×50mmの大きさです。

中央のU1がマイコン(ATTiny441)です。
その左側のU2はRS-422のトランスミッター(4ch)です。
4個のウィンカーにそれぞれコマンドを送信して、流れるウィンカーを形成します。

ウィンカーが受け取るコマンドは
 1. 1列だけLEDを点灯させる。
 2. 2列のLEDを点灯させる。
 3. 3列のLEDを点灯させる。
 4. 4列のLEDを点灯させる(フル発光)。
 5. LEDを全て消灯させる。
 6. 4列のLEDを20%の光量で点灯させる。
 7. 自己認識させる。
があります。
この7種類のコマンドを4個のウィンカーに送信します。

「流れるウィンカー」の動作の他に、
「ハザード動作」「前側2個のウィンカーを車幅灯として動作」 できます。

また、個々のウィンカーユニットが「前の左」・「前の右」・「後ろの左」・「後ろの右」の
どれであるかを認識させる機能があります。
コントローラのコマンドは一斉送信ですので、個々のウィンカーは自分用のコマンド
なのか、そうでないかを把握しないといけないのです。自分用のコマンドでない時は
何もしません。

例えば、左側にウィンカーを出す時は
 1. 「前の左」・「前の右」・「後ろの左」・「後ろの右」 は全消灯しろ
 2. 「前の左」・「後ろの左」の1列を点灯しろ
 3. 「前の左」・「後ろの左」の2列を点灯しろ
 4. 「前の左」・「後ろの左」の3列を点灯しろ
 5. 「前の左」・「後ろの左」の4列を点灯しろ
 6. 2.に戻る
という風にコマンドを出します。

(コマンドは常に4個のウィンカーユニットが受信しています)。


 
これが裏側です。シルク印刷がややボケています。
写真を撮る時に手ブレしたのではありません。 "Made in China"の品質ですね。
5枚で $5US という安さなのでしょうがないです。
パターンの途切れやショートはなく、実用上の問題はありません。

この面は、ウィンカーSW(Lerf/Right)、ハザードSWの入力回路(3入力)です。
誤動作しないように割と厳重にフィルタリングしています。


コントローラの上下にアクリル板を付けて保護しておきます。
全く防水ではありません。
シート下のCDIユニットの上に両面テープで固定します。


これが新たに作ったハーネスです。


 
こんな感じです。 

点滅の時間はいろいろやってみて、
  項目    時間   
 1〜3列    0.13秒  
 4列  0.2秒
 全消灯  0.26秒 
    合計  0.85秒 

 1分間に70回の周期

が良さそうでした。

あとは車体に取り付けるだけです。


コントローラはCDIユニットの上に両面テープでくっつけました。


快晴の昼間に点灯させています。
ヘッドライト(H4)と比較しても充分な光量があると思います。


これがリアビュウ。
ウィンカーレンズ・ウィンカーボディはUSA製の社外品です。純正品と互換のあるものです。
ウィンカーレンズは白色半透明にしました。この方が流れる感じがよくわかると思ったのです。


ハザード動作させています。


こちらは、 全消灯→車幅灯→全ON を繰り返してみました。
実はハザードSWを押しながら電源ONすると、デモンストレーションモードに
なるのでした。



2017年の6月頃から設計、基板を作り始め、お盆の頃にはウィンカー部・コントローラ部が
できあがり、さあ、双方を繋いで動作確認のための配線をしようと思ったら、、、
コネクタの圧着がうまくできません。

コントローラはコネクタだらけになるので、コントローラ基板を小さくするために
コネクタのピッチ1mmの超小型のコネクタ(JSTのNSHコネクタ)を採用したのが失敗でした。
ピッチ2mmのコネクタ(JSTのPAコネクタ)に変更し、基板を作り直しました。

そうこうしているうちに秋がやって来て、ツーリングに出かけたり、DR-Z400の
ジェネレータが壊れて修理したりしているうちに冬が来てしまいました。
やっと春が来て、再開しました。
結局、ほぼ1年間の気の長い開発となりました。


【消費電力の計算】

ウィンカー動作時は以下のとおり。

   電流  時間   積分値 
 1列め   0.08A   1.0   0.08
 1・2列め   0.16A  1.0  0.16
 1・2・3列目   0.24A  1.0  0.24
 1・2・3・4列め   0.30A  1.5  0.45
  全OFF  0.00A  2.0   0.00
            合 計   6.5  0.92 

平均すると 0.142A 
14Vで1.98W、2灯で4W程度。

ノーマルだと21Wのランプが2灯、DUTY=50% として、21W

1/5程度になりました。


車幅灯として動作時

4列動作 0.3A で、DUTY=20%なので 0.06A。
14Vで0.84W 2灯で1.7W程度。
テールランプもLED化していて、0.9W
合計で、2.6W

ノーマルのテールルランプは5W

約半分で済んでいます。