はちゅねタコメーター製作（妄想中）

AVR はちゅね RS125

出来事

  • AVRSPImkIIが届く
  • 準備試験用のパーツ（フォトカプラとか各種電子部品群）が届く
  • 作業用ノートにAVRstudio等を突っ込んで環境作成
  • タコメーターの作成に必要な基礎情報の収集完了
  • 基本仕様と大まかな処理フロー完成
  • 元絵の収集開始（はちゅね、かぐぁみね）

暫定仕様（案）

大まかな全体のイメージが固まってきたので箇条書きにしてみる。

  1. 表示系（優先順位順）
    1. 点火信号の受信
      1. 簡易タコメータ（バーグラフ）
        大まかなバーグラフ（レブrpmを最大とし、10sec保持のMaxを表示）
      2. シフトポイントインジケータ
        任意指定のrpmを超えると黄色LED点灯
      3. レブリミットアラートインジケータ
        任意指定のrpmまで500rpmを切ると赤色LED点灯
      4. 初音ミクアニメーション（タコ連動）
        ＞アイドル＝ネギ準備（２コマ：ﾟ△ﾟ＆まばたき）
        ＞走行中　＝ネギ振り（２コマ：ﾟ△ﾟ）
        ＞シフト超＝表情変化（２コマ：ﾟ□ﾟ）
        ＞レブ接近＝表情変化（２コマ：>□<）
        ＞信号待ち＝どんより（２コマ：=△=＆肩で息）
        ＞０ｒｐｍ＝居眠り（１コマ：居眠り）
    2. 周囲明度の測定
      1. CdSと1kΩと半固定抵抗（100kΩ程度）を直列に繋ぎ、CdSの電圧をADCに取り込んで計測。
        実測値を元に、LCDバックライトをON/OFFする敷居値を決定。
    3. 外気温の測定（将来実装。ポートを確保）
      1. 気温表示
        大きめのデジタル表示を数秒間隔で更新
    4. 方位の測定（将来実装。ポートを確保）
      1. デジタルコンパスによる進行方向の表示
        方位角（３桁）を表示、北の方向を16分割で大雑把に表示
        （参考１：http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=7915）
        （参考２：http://wiring.org.co/learning/examples/HMC6352sparkfun.html）

動作についての基本情報

パルスの間隔が 4ms とする時、その周波数は 1/0.004=250Hz。これをrpmに換算すると 250Hz*60sec＝15,600rpm。
ms単位のパルス幅を Pms とすると、60,000/Pms=rpm でrpm化できる。
　
Timer0 = 8bit = 256Ticks
Timer1 = 16bit = 65536Ticks
　
AVR基準クロックが20MHzの場合（Timer0）
周比が1の時　20MHz　１パルス0.05μS　一周12.8μS

分解能について

単純にTimer0のオーバーフロー割込"のみ"でパルス幅計測を行うと、15000rpm付近で600rpm以下の分解能となってしまう。
パルス検知時にオーバーフロー回数に加えてタイマー値も拾う事で、20000rpm付近でも10rpm前後の分解能を得られる。
なお低回転側の分解能は、Word型の限界である65535カウントから、72rpm（概ね1.0Sec）が限界となる。

処理フローイメージ

割込設定

  1. ピン変化割込(PCIx)を設定。
  2. Timer0を設定(クロック20MHzの分周比1/1)、オーバーフロー割込を設定

　
演算フロー

  1. ピン変化割込を有効化。Timer0を有効化。
  2. 一定間隔で表示フローをコール。
  3. 必要に応じてその他の計測処理もコール。
  4. 2へ戻る。

　
※ここの表示インターバルは、液晶実機の反応速度を確認してから決定する。
　なお、気温や方位は1sec〜数十sec間隔でもよい。
　
ピン変化割込

  1. TurnとTimer0を表示制御用変数（cTurnとcTick）へ代入。
  2. TurnとTimer0をリセット。
  3. 戻る。

　
Timer0オーバーフロー割込

  1. Turnをインクリメント。
    Turnインクリメント時にオーバーフローする（下記の閾値を超える）場合は、Stallフラグを立ててTurnをゼロクリア。
    閾値は200rpm（0.3sec）にあたる23437（=(15 * 20000000) / (64 * 200)）。
  2. 戻る。

　
表示フロー

  1. 別変数へ取り込んだ値を元に計算を実行（演算中の割込を考慮し、さらに別変数で演算を実施すること）。
    cTurnとcTickに数値があるとする場合、以下の式でrpmを算出。
    rpm = (60 * 20000000) / (cTick + (cTurn * $FF))
    ※20000000は基準クロック
  2. アニメーション用カウンタをインクリメントさせる。
    ただし、アニメーションモードが変化した時はゼロリセット。
  3. 各種描画制御処理を演算、LCDへの転送データを生成、表示を更新。
  4. 戻る。

懸案事項

  • 使用予定液晶の応答速度や実寸法。
  • エンジン点火信号の安全な取得方法。