パワーウィンドウのAUTO化を0から作ってみるその1設計編

パワーWINDOWは、なんか助手席にAUTOモードが無いよね
いや、なに、もちろん、CORVETTE-C3は、
運転席側もパワーWINDOWのAUTOは無いわけではありますが、
AUTOって、WINDOW開け閉めがワンタッチでできるあれです。
Amazonに行けば、何やらAUTO化キットとかあるわけですが、、
仕様が、、長押しだったり、ダブルクリックだったり、、、誤動作の評価だったり、、、
まぁ買って研究してみるのも良いのですが、
仕様から察するに、マイコンを使用してると思うので、
分解したって、きっとなにやってるかわからなくて、改良もできないことになりそう。
ってことで、1から作ってみます。
パワーWINDOWはの仕組み
パワーWINDOWは、仕組みも何も、モータに電源をあたえてやるだけです。
+-をい逆転させれば、開閉が変わるだけです。
まぁこんな感じです。
ここは今回マイコン化するのもあるので、電気的なプッシュスイッチでやるためには、
こんな感じです。
リレーを2つ使って、こんな風につなぎます。
そう、あとはこのスイッチを電子回路でやってやれば良いですね。
電子回路でスイッチング
電子回路でスイッチングするには、もう、これ一択です。
そう、省電力用のMOSFETです。
えっと、、、こんな感じかな。
ダイオードは、、ここでは細かく触れませんが、、
リレーのコイルの逆起電力のためのMOSFETに危害が加わるのを防ぐためのものです。
①も②もスイッチでON/OFFするだけなのですが、、
スイッチを流れる電流が、②は①の1/100くらいですみます。
②は実際には、5Vで10kΩのR(抵抗)だとすると、、0スイッチに流れるのは0.5mA程度、
実際に、リレーのコイルに流れるのは、100mAくらいです。
そして、③はこのスイッチで流れる電流の部分を、マイコンにやらせます。
マイコンのPINをHIGHにすることにより、
実際には5Vの電圧が供給されて、MOSFETがスイッチングしますね。
スイッチをいくつつける?
市販のキットとかだと、ダブルクリックや、長押し等が主流です。
これは、既存のものに組み込むために、あらたにスイッチを新設し辛いということ、
そもそもスイッチを新設すること自体がカッコ悪いってことだと思いますが、、、
ここはあえて、トランザムナイトライダー仕様のごとく、
ゴテゴテつけたいので、
スイッチをとりあえず5コつけることにします。
即ち、
①UP(AUTO) 一回押せば閉まるまで動作
②UP 通常のUP。押してる時だけ動作
③DOWN 通常のDOWN。押してる時だけ動作
④DOWN(AUTO) 一回押せば全開するまで動作
⑤リセット AUTO中でも動作中止。
です。
因みにAUTO動作中は、どのスイッチを押してもAUTO動作が中止されるようにします。
回路的にはこんな感じ。
AUTOでONにしたスイッチをOFFにするタイミングの判断
全開や全閉したときを察知しなければならないので、
それをどうするかという問題があります。
回路的には、【OFFのための入力】となってますが、
ここがHIGHになれば動作止めるようのセンサ
なんていう都合のいいものをつくるのは大変なので、ここは工夫してみましょ。
それは、、
【パワーWINDOWのモータに直列に抵抗を入れて分圧して、そこの電圧を測る】
というものです。こういう感じです。
マイコン(ここではPIC)では、いわゆるA/DコーンバターじゃなくてADコンバーター、
即ち電圧を10BITとかで測れるので、それを利用します。
どう利用するかというと、パワーWINDOWモータの動作と消費電流の特徴を見ます。
昔は、、
大工さんが電動工具を使っていて、木の硬い部分にあたってヒューズを飛ばす
なんてことがあったくらいで、モータは、付加がかかると抵抗値が減少して、
通常より多くの電流が流れるという特徴があります。
図に書くと、、こんな感じです。
理屈はわかったので、、
理屈はわかったので、、
あとは実験してみます。
①実際にこれで正しいのか?(動作するのか?)
②モータの特性、消費電流を測ってみる
あたりです。
実験編へ、つづく