速度表示ランプ の巻



速度表示ランプ  エンジンの回転速度がある程度以上になったらLEDが点灯する装置を作ってみました。
加速する際にエンジンを停止するタイミングを知らせる目的です。


タコメータじゃだめな理由
 現在使っているスピードメータは自転車用なので、タイヤから拾うバルスは1回転につき1回。反応がすごく遅い。
それなので、エンジンの点火からパルスを拾うタコメータを付けたが、これもイマイチ反応が遅い。  スピードメータよりは全然速いが、役に立つレベルではない。 しかもデジタル表示だから、数値がパラパラ変わって 良く読み取れない。  しかもウチのチームの場合、加速は全開でやる方法を採っているのに加えて、最近は圧縮アップ、その他で加速が良くなって きているため、なおさらメーターがあてにならない。
それなので現実は、エンジンの音や加速のリズムにより、勘でエンジンを止めるタイミングをとっていた。


重要性
 速度を出しすぎると無駄にエネルギーを使ってしまうので、できるだけ低めの速度で、規定時間ギリギリにゴールできる のがいい。
例1) 速度25km/hで1000khを走ったときに消費する燃料が1Lだったとすると、このときの燃費は1000km/L。
速度が27km/hにアップすると、空気抵抗が(27÷25)^2=1.1664倍になるから、1000km走ったときの 燃料消費は1.1664Lである。このときの燃費は、857km/L
かなり違うね。
例2) 100kmを25km/hの速度で走ると4時間かかる。
別の走り方で、初めの40kmを40km/hの速度で1時間かけて走り、残り60kmを20km/hで3時間かけて 走ると、トータル100kmを4時間かけているので平均速度は25km/hで同じ。
必要エネルギーを比較すると(単位は気にしないで)・・・
25^2×100=62500
40^2×40+20^2×60=88000
後の走り方の方が使うエネルギーが大きい。
要するに、平均速度が同じでも、速度変化の少ない方がいいので、スピードの出しすぎは損。
だから速度を出しすぎないために狙った速度でエンジンを止める事は重要である。


回路製作のコンセプト
 当初は、設定した速度になったら自動でエンジンが停止し、ドッグクラッチもカットするシステムにしようかと思いましたが、 難しいのと、トラブったときに面倒なのと、融通が利かないのでやめました。
そこで、最もシンプルな方法として、エンジンを止めるタイミングをランプで表示することにしました。
そういう機能のあるタコメータとか売っているのかもしれませんが、現在使っているタコメータを買うときも、気に入ったのが 売っていなかったので、あまり探す気にはならず、趣味で作ってみることにしました。
電気回路は詳しくないため難しい事はできないので、燃料噴射コントローラの応用です。
エンジンの回転をフォトマイクロで拾って、ある設定速度以上になったらLEDを点灯させるものです。
燃料噴射コントローラを応用しているから、多少作れる自信があるし、前回の余った部品が使える。
特にポテンショメータとダイヤルが高かったので、これが使えると殆ど費用発生なし。



動作原理
 回路構成は、燃料噴射コントローラを2段につなげたようなもの。
スリットのセンサの信号@の立下りでマルチバイブレータからの出力パルスAが出ます。
この出力パルスとセンサの信号のアンドを取って、その出力Bを2段目のマルチバイブレータに入れています。
エンジンの回転速度が低い場合は@とAは重なりませんが、エンジンの回転速度が上がってくると@とAが重なり Bのパルスが出るようになります。
このBのパルスの出力の立下りでマルチバイブレータからパルスCがでるので、LEDが点灯します。
パルスCの幅をエンジンの回転周期以上にしておくと、出力波形が途切れなくなります。
一段目のマルチバイブレータのパルス幅はポテンショメータで調整できるので、この幅を変えることでLEDの点灯 するエンジン回転速度を設定します。
ということで、燃料噴射コントローラが作れたなら、ちょっと部品が増えているけどこれも作れるはず。



フライホイール部に付けたセンサー テスト
 とりあえず回路が出来たので取り付けてみました。
フライホイールに取り付けたスリット板がフォトマイクロを通過する事でエンジンの回転を検出しています。
エンジンを空ぶかしをしてみると、回転速度が高くなったときにLEDが点灯します。
一応考え通りに作動しているようです。
ポテンショメータのつまみを調整することでLEDの点灯する回転速度が変化しますが、実際の設定は走ってエンジンを 停止してみて、狙いの速度で止められるか試さないとうまくいきません。

結果
目盛1回目2回目
6.538.5 km/h38.3 km/h
6.737.5 km/h36.8 km/h

上の結果は、発進して加速し、LEDが点灯したらエンジンを停止して惰行状態に入り、スピードメータの値が落ち着いた ときに速度を読んだものです。 表中の目盛とは、ポテンショメータのつまみの位置のことです。

これならば、ほぼ狙い通りの速度でエンジンを停止する事が出来そうです。
4個並んだLEDは明るく点灯するので、非常に見やすく、タコメータは殆ど不要となりました。







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