にぱにま～ゆ

最近アクセスが増えたなぁと思ったら、ウラルジャパンの公式Facebookで紹介されたみたいですね。
更新頻度の低いブログなのに大変光栄です。

しばらく電子工作ネタが続きますからウラルの情報を求めてリンクを辿って来た人にはなんじゃこりゃ感が否めません、でも当分このネタで引っ張りますのでご容赦下さいw

さて、前回のアイデアを基に回路図を引きました。
自分が使うものですから、フェイルセーフは全く考慮せず、最低限の部品で構成します。

主要な部品はリニアレギュレータとマイコン、FETぐらい。
あとはいくつかの抵抗とコンデンサーです。

回路図をもとにして基板も設計していきます。

今回は面実装部品で構成します。
サイズが小さく出来るというのもありますが、アキシャル・ラジアル部品に比べて振動に強いというメリットもあります。
デメリットは部品が小さく組み立てが面倒くさい事でしょうか？
想定しているチップ部品の中には1.6x0.8mmといった米粒より小さなものがあり、加齢で弱り始めた視力では半田付けが辛くなってきました。

この後もしばらく煮詰めて、タカチのSW-40(30x20x40)に収められるサイズにする予定です。

マイコンを制御するソフトウェアもほぼ完成し、デバッガー上では良好な動作をしております。

速度が要求される器機ではないので、お手軽にBasicでプログラムして最終的にマシン語にコンパイルします。

今のところ順調ですが、机上の理論通りに動かないことが間々ありますから油断は出来ません。
テスト回路を使った机上での実験→試作品作成&実験→実車での実験としばらく掛かりそうです。

前回の実験はヘッドライトのインテリジェント化（大げさ）を想定した物です。

ウラルはメインキーOnで常時点灯になるので、スターターに回すべき電力が減少してしまいます。
そのためエンジンが動作していないときはヘッドライトを切ってしまおうという考えです。
ついでに信号待ちなどの停車時に電力の消費を少なくするため、ギアがNの時にじんわりと減光する仕組みを付加します。

これぐらいの仕組みならディスクリートで組めなくもないのですが、部品点数が増えるのでマイコン制御で検討します。

また、減光モードが邪魔になるケースが考えられるため、常時点灯モードも付加して車検などに備えます。
この辺りの自由度の高さはマイコンならではですね。

以下、アイデア＆覚え書き

・センシング
ニュートラル・エンジン稼働 検出　
お手軽に分圧回路か？
14v時 1.8kΩ + 1kΩ で 5mA流しロジックレベルを得る。
前回の計測結果を見るとフォトカプラ等でアイソレートする必要もあるまい。

減光時の輝度設定
VRの値をGP4端子(AN3)で読み取り、PWMのデューティを決定、ADC使用。

・スイッチング
Nチャネル パワーMOS FETを使用してマイナスコントロール
5v駆動可能でon抵抗が低い製品を選定。
IRLB3034PBFが候補、40v 195Aとにわかに信じがたいスペック。
ヘッドライトの制御ぐらいじゃ放熱器いらなさそう。

・制御
使い慣れたPICマイコンで上記の部品を制御。
ADCとPWMを使用するため、それらの機能を備えた12F683を使用する。

pin	function	I/O	application
1	VDD+	5v
2	GP5/T1CKI/OSC1/CLKIN	OUT	N/C
3	GP4/AN3/T1G/OSC2/CLK	IN	PWM duty set
4	GP3/MCLR/VPP (input only)	IN	N/C
5	GP2/AN2/T0CKI/INT/COUT/CCP1	OUT	FET CTRL
6	GP1/AN1/CIN-/VREF/ICSPCLK	IN	Detect Running
7	GP0/AN0/CIN+/ICSPDAT/ULPWU	IN	Detect N
8	VSS-	GND

ピンアサインはこんな感じか？

大まかなロジック

初期化
↓
GP2 ヘッドライトオフ
if GP0 Hi（ギアN以外）→ 常時点灯モードへ
↓
if GP1 Hi (エンジン始動) → GP2 ヘッドライトオン
↓
if GP0 Lo (ギアN) → 減光モード
GP0/GP1 監視しつつ 5000ms ウェイト（N検出5秒後から減光開始）
↓
PWM スタート
AN3で得たデューティ比になるまでループしながらデクリメント
減光中もGP0/GP1を監視、検出したら即PWMを停止してGP2を制御（N以外GP2オン エンジン停止 GP2オフ）

この仕様を元に回路図を引き、PCBの設計とプログラミングを行う予定。

ウラルの電装に付加機能を付けるべく調査中です。

エンジンの稼働状態を検出するのは何処が良いか？
幸いウラルには近代的なデンソー製のICオルタネーターが搭載されているため、オルタネーターのL端子がそのまま使えそうです。
とりあえずチャージランプの電圧を監視すれば良いのかな？

どうやらキルスイッチとL端子は回路がつながっている様子。
単純に Eg停止→0v Eg稼働→12v にはならず、キルスイッチOFFかつエンジン停止状態ではなぜか6vが印可されている。
ICレギュレータ内の残圧だろうか？そもそも電圧の計測場所が間違っているのか？
謎。

↑ 電圧の計測はチャージランプの緑-GND間。
キルスイッチをOFFにしてエンジンの停止を確認したら、すぐにRUNのポジションに戻せば良いので特に問題は無いか...

つづいてニュートラルの検出は何処が良いか？
これもニュートラルランプで検出するのが簡単かと。

こちらは予想通りの動作でした。
ニュートラル点灯で1v以下、消灯で12v以上。

↑ 計測ポイントはニュートラルランプの灰-GND間。

コネクターの種類も調査。

ヘッドライトに接続する4ピンのコネクターはTE Connectivity社製みたい。
確信は持てないが、fastin-faston 250 シリーズの180901と180900じゃないかと。
入手が困難であればコネクターハウジングを使わず、250サイズの平端子を直接繋いでも良いかも。

調査中であるゆえ、記事中の事象や考察は間違っている可能性があるので注意されたし、あくまでも覚え書きです。

一旦取りつけたファーストエイドボックスですが、色の違いが少し気になっていたため、MGマウント塗装のついでに塗り直しを行いました。

ツールボックスの塗装で余った塗料を使用して銃架と一緒にスプレーガンで塗装します。

ついでに取りつけボルトをあらかじめ用意しておいたステンレスボタンキャップボルトに交換。
トランクリッドのステーに共締めするため板厚が増し、元々付いているネジではロックナットのナイロン部分にネジが掛からないのでした。
いずれ緩んで外れてしまいそうなので、元々付いていた16mmから少しだけ長い20mmのボタンキャップボルトに交換です。

この手の特殊なボルトはホームセンターなどではまず在庫していません。
ひと昔前なら入手に大変苦労したところですが、今ではネジ専門のネットショップが無数にありますから簡単に手に入れることが出来ます。
良い時代になったものですね。

そして装着！

後付け感は無くなり、遠目には標準装備のようです。

ファーストエイドボックスに何を入れるか？
これを考えるのも悩みどころです。

ファーストエイドボックスを本来の目的で使用する確率はとても低いですから救急用品にこだわる必要も特にありません。
海外のショップではシャレでウォッカの小瓶とオイルサーディンの缶詰を詰め合わせて販売しているところもあるようです。
フタを開けたらマトリョーシカが並んでいるとか、ネタに走るのも良いかなぁと考えましたが、とりあえずは普通に救急セットで打線を組むことにしました。

救急セットと救命ハサミ、とげ抜きピンセット

救急セットの中身は

　・サーマルブランケット
　・ウォータープルーフ絆創膏
　・ノンアルコールワイプ
　・ハイドロコロイド絆創膏
　・滅菌ガーゼ
　・包帯
　・防虫ワイプ
　・サージカルテープ
　・鏡
　・安全ピン
　・三角巾
　・綿棒
　・ラテックスグローブ
　・防水メモ帳
　・4色ボールペン

箱に収めるとこんな感じです。

まぁ、使うことは無いでしょうから自己満足なんですけどね。

先日購入したMGマウントの装着を実施しました。

船に大穴を開けることになるので失敗は許されず慎重に作業を進める必要がありますが、なにぶん情報が少なく国内外のWebをあさっても取り付けの事例はほとんど出てきませんでした。

とは言え位置決めさえ正確に出来れば難しい作業ではないのが救いです。
最も必要なのは船に大穴を開ける勇気かもしれません。

穴を開けてから「位置が違ってましたテヘペロ♪」というわけにはいかないので、マウントの当たり面を模したモックアップを作成して位置を割り出します。

↓作成したモックアップ

実物を計測してノミとヤスリで整形しました。
まさか銃架の取りつけで木工をするハメになるとは思いもしませんでしたが...

位置合わせをしてみると、予想通りフットレストとバンパーの取り付けボルトが下側のマウントと干渉することが判りました。
MGマウントを加工する方が簡単なので、マウントの干渉部分を切削することで船側の加工を最低限で済ませるようにします。

一旦バンパーの取り付けボルトを外し、モックアップを適切な位置に配置。

その状態で位置をマークして穴を開ける場所を割り出しました。

下穴を開けてから50mmのホールソーで一気に加工！

見事な大穴が開きました。

加工済みのMGマウントを仮付けして船にネジ穴を開けてから付属のボタンキャップボルトとロックナットで固定します。

MGマウント自体、製造時に出来たと思われる微妙なゆがみがあり、船の板金と完全にフィットする訳ではありません。
微妙な隙間が出来るため、あまり強くボルトを締めると船の板金が歪むので注意が必要です。
と、いうかそれに気付いたのは僅かに歪ませた後でしたが...ｗ
ロックナットですし、軽くテンションが掛かる程度に締め込めば十分です。

船の板金とMGマウントの接触部には液体ガスケットを塗り、雨水が入らないようにシーリングしました。

黒色のままでは少し違和感があるので近い色で塗装。

そしてとりあえず完成！

手探りの状態で作業したと考えれば及第点でしょうか？

1月は今日で終わりですが、とりあえずあけましておめでとうございます。
早いものでウラルに乗り始めてから三年目を迎え、今年は車検というイベントが待ち構えています。

さて、真冬の寒さに乗車が億劫になる今日この頃、ウラルをいじってお茶を濁すことにします。

ウラルジャパンからなじみのバイク店を通していくつかの部品を取り寄せました。

↑ファーストエイドボックスとMGスタンド

ファーストエイドボックスの赤十字マークはネジで固定する仕様です。
ところが付属の袋ナットでは、ネジが底付きして固定できないという罠。

いや、無理やりねじ込めば締結できるのかもしれませんが、ネジ部の溶接が折れてしまいかねないので、やむなく普通の4mmナットで固定したのでした。
むしろ、これぐらいのイベントが無いとロシア製品を買った気がしませんね。

さっそく側車に装着！
取り付けはトランクリッドのステーに共締めするだけなのでとても簡単です。

若干色があっていないので塗りなおしたいなぁ。
でもまた取り外すのも少々面倒くさい...。

知人の話によるとフタの防水性に難が有るため、あまり重要なものは入れないほうが良いとのこと。
結構厚いゴムパッキンがついてるんですけどね。

つづいて実用性皆無なMGスタンドの取り付けを検討します。

ウラルのWebサイトにある説明では、船の形状は昔から変わっていないためすべてのモデルに取り付けできると書いてあります。
しかし実際にはフットレストやバンパーの留めネジに思いっきり干渉するわけで、相当な加工を余儀なくされます。
部品名称こそкомплект установки турели（タレット取り付けキット）となっていますが、キタコや武川のような親切なキットをイメージしてはいけません。
バイクカスタムではおなじみの「付く」んじゃなくて「付ける」んです。

まずは何処をどのように加工すればよいか目安をつけるためモックを作ります。

試作１号は加工が簡単な木っ端でつくりました。

これを基になるべく船側は温存し、ステー側を加工する方向で考えたいと思います。

うまく装着できるかは今のところ未定です。
取り付けられた暁にはPKMの電動ガンでも買っちゃおうかなぁ♪

オイルクーラーを取り付けてからまもなく二ヶ月が経過します。
パーツメーカーやショップが出しているキットとは異なり、自分で考えて組み付けた部品は信頼性のチェックも自分で行わねばなりません。
しばらくの間は近所を回って様子を見ておりましたが特に大きな問題も起きていないようなので、最近では少し信頼して高速道路も走れるようになりました。

・発生した小問題点
オイルクーラーコアとANアダプタのクラッシュワッシャー部分からごく微量のオイル滲みが発生。

一度分解して確認してみると、クラッシュワッシャに段差が付いていることに気付きました。
どうやらバンジョーを取り付けることが前提の座繰りに対して、クラッシュワッシャーが微妙に大きく密閉出来なかった様子です。
マツダ車用の14mmワッシャ-がちょうど良かったので問題解決。

んで、実際の所オイルクーラーの効果ってどうよ？
と言うのが肝心なのですが、高速道路を80km/hぐらいで巡航したときの油温は90℃強とずいぶん下がり、以前の120℃近い温度に比べて相当下がっているようです。(スピンオンフィルターカバーだけでも10℃ぐらい下がってたけど。)
市街地走行でも以前なら間違いなく100℃を越えていたコースを走っても、80～90℃をキープしています。

しかし、走行風が当たってこそのオイルクーラーですから、渋滞に30分も捕まればみるみるうちに120℃を越えてきます。
そこでPCケース用の冷却ファンを取り付けてみましたが、これがどの程度効いているかかなり微妙です。

↑ 使用したのは山洋の4600rpm 2ボールベアリングタイプ。
使用環境温度を外れている上、そもそも防水でもないのですが、あくまでも実験的なものなので壊れても良いかなぐらいの勢いです。

渋滞にハマるとシリンダー温度の上昇は防げませんから、オイル温度だけにこだわってもあんまり意味がないのかもしれませんね。

ひと月ほど検証を重ねてやっとオイルクーラーの装着に漕ぎ着きました、以下その経緯です。

オイルクーラーコアのマウンターをダウンチューブに取り付けるためのステーを作成しました。

↑ フラットバーやホームセンターで売られているL字ステーを適当に溶接して作ったマウント。
見栄えが悪いのはご愛敬です。

↑ オイルクーラーコアを付けるとこんな感じに・・・。
ゴムブッシュを使ってフローティング構造にすることで振動対策もバッチリ？です。

この状態で2週間ほど走りステーの信頼性を担保しました。

次にフィッティング。
比較的安価で信頼性のあるキノクニ「ランマックス」シリーズで統一します。
タイトな空間なため曲げやすいナイロンメッシュホースを使用しました。

↑ 薄刃のカット砥石を装着したサンダーを使用するとメッシュがほつれずキレイに切断出来ます。

現物合わせでフィッティングします。

エンジンとクレードルフレームの中央は合致しておらず、若干船側にオフセットしているため、フィッティングも左右対称ではありません。

横からフロントフェンダーとのクリアランスを確認します。

オイルクーラーコアよりオイルフィルターの方が突出しています。
しかもオイルクーラーコアの下縁はクロスパイプより上に位置しており、路面とのクリアランスも損なわれていません。
なかなかスマートに設置できたのではないかと自画自賛。

まだ近場をおそるおそる走らせている段階ですが、多少油温が下がったような気がします。
少なくともオイルクーラーコアは60℃ぐらいになっていますから熱の交換は行われている様子です。

オイルラインの改造は走行不能になるトラブルを起こす原因になりかねませんから、いきなりオイルクーラーを装着することはせず何段階かに分けて慎重に進めていく予定です。

まずは先日作成したオイルブロックを装着してオイルが正しく流れるか？オイル漏れが起きないか？などを検証します。
自分で適当に設計した部品ほど安心できないモノはないですからね。

んで、早速問題発生！
アダプタボルトがフロントカバーのセンターボルトに底付きしてしまい、オイルブロックが固定できません・・・

↑ 底付きしてこれ以上ねじ込めないアダプタボルト

このセンターボルトが長すぎるのが原因ですから、一度外して切断することにしました。（覚え書き カバー側 M20x15 P1.5 二面幅24mm）

グラインダーでさっくり切断して再度装着。

↑ 1cm近く切断してもまだこの飛び出しっぷりです、まぁアダプタボルトが底付きしなければ良いので…

無事オイルブロックを装着することが出来ました。

INとOUTをバイパスするオイルラインを耐圧ホースで作成してその途中にフローモニターを取り付けてみました。

では早速エンジンを掛けてオイルを回してみます！

設計通り正しくオイルが流れたようでひとまず安心しました。
ところでアイドリング程度の回転数でこんなにオイルが流れているとは予想外です。
もしかすると最近のモデルは初めからハイボリューム仕様なのでしょうか？
比べてみないと判りませんね。

今のところオイルブロックのOリングやフィッティングの接合部からオイル漏れはない様子です。

オイルラインの改造は下手をすると出先で走行不能に陥る可能性がありますから、慎重に検証しながら何段階かにわけて実施する予定です。
その第一弾となるフィッティングパーツがキノクニから届きました。

↑ キノクニのランマックスシリーズはアールズの赤や青と違い、黒と銀を基調にした落ち着いた色合いです。

それに合わせて先日削り出したオイルブロックもアルマイトを施すことにしました。
A2017は腐食しやすいので耐腐食性の向上も兼ねています。

アルマイトに使用するのはレッツアルマイトのキット。
今までにもキャリパーサポートなどを何個も施工して大変良い結果を納めています。
成功のポイントは
・電極の接続は念入りに行うこと
・温度の管理（20℃ ±5℃）をしっかり行うこと
・陰極は陽極以上の面積を確保すること
でしょうか？

↑ 温度の管理には凍らせた水入りのペットボトルを使用。
陰極は鉛板より入手が容易なアルミ板を使用しています。

電解中は水素と酸素が大量に発生します。
無臭で人体に害もありませんが、むせるような感覚がしますので換気はしっかり行います、可燃性ガスも出てますから。

低めの温度で長めに電解することでアルマイトの難しいA2017も問題なく施工出来ます。

電解が終了したら着色工程です、フィッティングに合わせてブラックアルマイトにする予定でしたが黒色の染料を持っていません。
しかし、アルマイトの染料は混色が可能ですから色の三原色さえ揃えれば、殆どの色が再現できます。

青・赤・黄の染料を上手く混ぜると黒っぽい色になります。

15分ぐらい染料に漬け込んで着色完了！

最後に酸化皮膜の穴を閉じる封孔処理です。
酢酸ニッケル溶液で10分ほど煮込むだけ。

とても酸っぱいニオイがするので家の人に怒られないようにしっかり換気します。

んで完成！

適当に調色した割にはわりかし黒ですね。

酸化皮膜は硬質で電気を通しません。
アルマイトが成功したかはテスターを当て通電するか確認するとすぐに判ります。

プローブの先端で軽く引っ掻いても傷が付かないくらいの硬度があります。

次はオイルクーラー（コア）の取り付け場所と方法を考えねば！