自作 YPVS PIC12F683版設計図 : ここんところ++

ベルーガさんにお渡ししたYPVS12Fの回路図とソースコードを展開しておきます。
自分のものとの違いは、YPVSのテーブルを10ずつ小さくしているのと、ノイズリダクションを試しに入れています。
テーブル調整のお陰でオイルポンプやバルブの調整しなくて済みました。

SDRもエイプも、そしてPIC12Fも、小さくてパワフルなものが大好きなのです。
自分は信号待ちセッティングしたいけど、だれでも作れる物がやっぱり良いですよね。

取り付けの際の注意事項としては、

組立て後の各種通電チェックは必ず行う
動作し始めてからは暫く熱を持っていないかチェック
YPVSの全開、全閉の角度が広がっているので、オイルポンプ、バルブのワイヤーをチェック
特にオイルポンプの調整はアイドリングさせてポンプが動作している事を必ず見る
キーオンでYPVSが全開になるまで待ってバルブのワイヤー調整をする

オイルポンプのセッティングが変わりますので、下手をすれば焼きつきます。

PICがよーわからんけど、もっとよく知りたい人は

8ピンPICマイコンの使い方がよくわかる本 (基礎入門) [単行本（ソフトカバー）]
がまずは超お勧め。
プログラムはHITEC-Cが買収される前の旧式の書き方ですんで注意が必要。
#define _LEGACY_HEADERS
とプログラムの先頭に書けば、最新のMPLABでも、この本に記載のソースコードが使える。

【2017/08/27】上記の本は古くて苦労すると思うので今はこちらが良いと思います。

たのしくできるPIC12F実用回路 [単行本]

鈴木美朗志

東京電機大学出版局

2013-09-20

回路図

このプログラムはバルブ開度のテーブルを二つ持っている。
スイッチはバルブ開度のテーブル変更に使う。
別に不要でオープンのままだとテーブル２が使われる。
テーブル１はノーマル風、テーブル２はアグレッシブ版。

以下ソース。
~~GPLv2で配布です。~~修正BSDライセンスで配布です。つまり何でもご自由にって事で。
[コードを表示する]

/** -----------------------------------------------------------------
 YPVS12F
 build:   2012/12/23 version 1.0
          2012/12/28 version 1.1 NR追加
 author:  Rilassaru
------------------------------------------------------------------ */

#include 
#include 
#define _XTAL_FREQ 8000000 // 8MHz
#define LED GP1
#define MC1 GP4
#define MC2 GP5
#define MODE GP3

#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define TIMEOUT_COUNT 7     // この回数タイムアウトしたらエンジン停止

#define INSENSITIVE_RANGE 6 // 不感症領域
#define WIDE_RANGE_RATIO 3  // 特別な不感症領域の倍率
#define BRAKE_TIME 120      // ブレーキを掛ける時間(x 22us)
#define DRIVE_TIME 1        // 立ち上がりの最小時間(x 22us)
#define MT_STOP_TIME 90     // TA8428Kは切り替えにSTOP時間100us必要
#define NR_DATA_NUM 10      // NoiseReduction用データ配列数(3以上必要)
#define NR_TRIGGER 80       // 電気的ノイズと判断する領域(実測で決める)

#define FULL_CLOSE_TARGET(x) (gPotTable[x][0])
#define FULL_OPEN_TARGET(x) (gPotTable[x][10])

__CONFIG(
    FOSC_INTOSCIO &   // 発振機 内臓利用
    WDTE_OFF &        // ウォッチドッグ 無効
    PWRTE_ON &        // パワーアップタイマー 有効
    BOREN_ON &        // ブラウンアウト検出 有効
    MCLRE_OFF &       // ~MCLR 無効
    CP_OFF &          // コードプロテクション 無効
    IESO_OFF &        // IEスイッチオーバー 無効
    FCMEN_OFF         // フェイルセーフクロック 無効
    );

// ポテンションメータテーブル
const unsigned int gPotTable[2][11] = {
//0    1    2    3    4    5    6    7    8    9   10(Krpm)
//-- 2013/02/24
180, 180, 180, 180, 180, 190, 274, 347, 436, 490, 490,
160, 160, 160, 160, 160, 170, 220, 330, 490, 490, 490
//-- 2013/01/02
//190, 190, 190, 190, 190, 190, 274, 357, 446, 500, 500,
//170, 170, 170, 170, 170, 180, 230, 340, 500, 500, 500
//-- 2012/12/23
//190, 190, 190, 190, 190, 190, 274, 357, 446, 500, 500,
//170, 170, 170, 170, 170, 180, 270, 360, 500, 500, 500
};


// Engine state
typedef enum{
    EG_STARTED,        // EG_STARTED
    EG_INIT_OPEN1,    // 電源オン時の最初の全開動作
    EG_INIT_CLOSE,    // その次の全閉
    EG_INIT_OPEN2,    // その次の全開
    EG_INITIALIZED,    // 全開のままエンジン起動待ち
}EG_STATE;

// Moter state
/*
IN1 IN2 OUTA OUTB  
H   H   L    L  BRAKE
L   H   L    H  逆転
H   L   H    L  正転
L   L   OFF     (ハイインピーダンス)  ストップ
*/
typedef enum{
    MT_BRAKE,
    MT_OPEN,
    MT_CLOSE,
    MT_STOP
}MT_STATE;

MT_STATE mt_state[3] = {MT_STOP};

#define MTBrake() {MC1=1;MC2=1;}
#define MTOpen()  {MC1=0;MC2=1;}
#define MTClose() {MC1=1;MC2=0;}
#define MTStop()  {MC1=0;MC2=0;}

EG_STATE gEGState = EG_STARTED;
unsigned int gRPM = 0;
unsigned int gPot = 0;

int MoterHead(unsigned int pot, unsigned int rpm, unsigned char mode);
unsigned int PotNoiseReduction(unsigned int pot);

/** -----------------------------------------------------------------
          1|VDD    PIC12F687    VSS|8
  OPEN <- 2|GP5(MC2)        GP0/AN0|7 <-Potension meter Analog IN
  CLOSE<- 3|GP4(MC1)        GP1/AN1|6 ->LED
  MODE -> 4|GP3/~MCLR  GP2/AN2/CCP1|5 <-PULSE
------------------------------------------------------------------ */

/** -----------------------------------------------------------------
 void main(void)
 メイン関数
------------------------------------------------------------------ */
void main(void)
{
    OPTION_REG = 0b10000010;    // PUしない
    WPU        = 0b00000000;    // PUしない
    OSCCON     = 0b01110000;    // 8MHz
    TRISIO     = 0b00001101;    // IN: GP0/GP2/GP3/ OUT:GP1/GP4/GP5
    ANSEL      = 0b01010001;    // AN0選択、Tad(Fosc/16)=2.0us
    CMCON0     = 0x7;            // コンパレータ無効
    ADCON0     = 0b10000001;    // 右詰、VDD、AN0利用

    int ii;
    gEGState = EG_INIT_OPEN1;

    MTStop();    // モータ初期値
    // スタートアップデモ
    for( ii = 0; ii < 10; ii++ ) {
        __delay_ms(100);
        LED = !LED;
    }
    LED = 0;

    // Input capture初期化(*1)
    CCP1CON = 0;    // 一度リセットする必要がある
    CCP1CON      = 0b00000110;    // every 4th rising edge
    CCP1IF = 0;    // 設定後は必ずIFをリセット

    // タイマー初期化
    T1CON  = 0b00110100;        // T1CKPS 1:8
    TMR1IF = 0;
    TMR1L  = 0;
    TMR1H  = 0;
    
    // 割り込み初期化
    GIE = 1;
    PEIE = 1;
    TMR1IE = 1;        // Timer1 intterupt on
    TMR1ON = 1;        // Timer1 start
    CCP1IE = 1;        // Capture interrupt on

    // NR配列の初期化
    for(ii = 0; ii < NR_DATA_NUM; ii++) {
        GO_DONE = 1;
        while(GO_DONE);
        gPot = PotNoiseReduction((ADRESH * 256 + ADRESL)+1);    // Analog input
    }
    
    // メインループ
    while(1) {
        LED = MODE;        // モード表示
        GO_DONE = 1;        // 変換開始
        while(GO_DONE);    // 変換待ち Tad*11=22us
        gPot = PotNoiseReduction((ADRESH * 256 + ADRESL)+1);    // Analog input

        if(MoterHead(gPot, gRPM, MODE)) {
            __delay_us(MT_STOP_TIME);
        }    
    }
}

/** -----------------------------------------------------------------
  unsigned int PotNoiseReduction(unsigned int pot)
  ポテンションメータのノイズ除去
  @param pot ポテンションメータ(1～1,024)
  @return ノイズ除去後のポテンションデータ
------------------------------------------------------------------ */
unsigned int PotNoiseReduction(unsigned int pot)
{
    static unsigned int pots[NR_DATA_NUM] = {0};
    unsigned int ave;
    int ii;
    
    ave = pots[NR_DATA_NUM-1];
    for(ii = (NR_DATA_NUM-1); ii > 0; ii--) {
        pots[ii] = pots[ii-1];
        ave += pots[ii];
    }
    ave /= NR_DATA_NUM;
    pots[0] = pot;
    // ノイズ判定
    if((pot > ave+NR_TRIGGER) || (ave-NR_TRIGGER > pot)) {
        return ave;
    }
    return pot;
}

/** -----------------------------------------------------------------
  void MoterHead(unsigned int pot, unsigned int rpm)
  モータ制御
  @param pot ポテンションメータ(1～1,024)
  @param rpm 回転数(0～9,999)
  @oaram mode 0 or 1
  @return 100usの待ち時間が必要な場合 0以外
------------------------------------------------------------------ */
int MoterHead(unsigned int pot, unsigned int rpm, unsigned char mode)
{
    unsigned int target;
    static char brake_count = 0;
    static char open_count = 0;
    static char close_count = 0;
    int iRange = INSENSITIVE_RANGE;

    // パルスが入っているならどこからでもEG_STARTED
    if(rpm > 100) {
        gEGState = EG_STARTED;
    }


    // --------------------------------------------------------------
    // モード別のターゲット設定とモード遷移
    // --------------------------------------------------------------
    switch(gEGState) {
    case EG_STARTED: {
        unsigned int index;

        // アイドリング状態の時は過敏に反応しない
        if(rpm < 2000) {
            iRange = INSENSITIVE_RANGE * WIDE_RANGE_RATIO;
        }
        // 1万回転以上は使わない
        if(rpm > 10000) {
            rpm = 9999;
        }

        // ターゲット算出 (*2)
        index = rpm / 1000;
        if(gPotTable[mode][index+1] >= gPotTable[mode][index]) {
            target = gPotTable[mode][index]
                + ((((gPotTable[mode][index+1] - gPotTable[mode][index]) * ((rpm%1000)/100)))/10);
        } else {
            target = gPotTable[mode][index]
                - ((((gPotTable[mode][index] - gPotTable[mode][index+1]) * ((rpm%1000)/100)))/10);
        }             
        break;
    }    

    // 電源オン時の最初の全開動作
    case EG_INIT_OPEN1: {

        target = FULL_OPEN_TARGET(mode);
        if(pot >= FULL_OPEN_TARGET(mode) - (INSENSITIVE_RANGE * WIDE_RANGE_RATIO)) {
            gEGState = EG_INIT_CLOSE;
        }    
        break;
    }    
    
    // その次の全閉
    case EG_INIT_CLOSE: {

        target = FULL_CLOSE_TARGET(mode);
        if(pot <= FULL_CLOSE_TARGET(mode) + INSENSITIVE_RANGE) {
            gEGState = EG_INIT_OPEN2;
        }    
        break;
    }    
    
    // その次の全開
    case EG_INIT_OPEN2: {

        target = FULL_OPEN_TARGET(mode);
        if( pot >= FULL_OPEN_TARGET(mode) - INSENSITIVE_RANGE) {
            gEGState = EG_INITIALIZED;
        }    
        break;
    }
    
    // 全開のままエンジン起動待ち
    case EG_INITIALIZED: {

        target = FULL_OPEN_TARGET(mode);
        iRange = INSENSITIVE_RANGE * WIDE_RANGE_RATIO;
        break;
    }    

    default:
        break;
    }
    
    // --------------------------------------------------------------
    // ポテンションメータと比較して制御
    // --------------------------------------------------------------
    if((MT_OPEN == mt_state[0] && MT_OPEN == mt_state[1] && MT_OPEN == mt_state[2]) ||
        (MT_CLOSE == mt_state[0] && MT_CLOSE == mt_state[1] && MT_CLOSE == mt_state[2])) {
        iRange /= 2;
    }
    
    if(target > (pot+iRange)) {
        mt_state[0] = MT_OPEN;
    } else if(target < (pot-iRange)) {
        mt_state[0] = MT_CLOSE;
    } else {
        mt_state[0] = MT_STOP;
    }


    // --------------------------------------------------------------
    // BRAKE制御    
    // --------------------------------------------------------------
    if(MT_STOP == mt_state[0] && MT_STOP == mt_state[1]
            && (MT_OPEN == mt_state[2] || MT_CLOSE == mt_state[2])) {
        brake_count = BRAKE_TIME;
    } else if(MT_OPEN == mt_state[0] && MT_STOP == mt_state[1]) {
        open_count = DRIVE_TIME;
    } else if(MT_CLOSE == mt_state[0] && MT_STOP == mt_state[1]) {
        close_count = DRIVE_TIME;
    }

    if(open_count > 0) {
        open_count--;
        mt_state[0] = MT_OPEN;
    } else if(close_count > 0) {
        close_count--;
        mt_state[0] = MT_CLOSE;
    } else if(brake_count > 0) {
        brake_count--;
        mt_state[0] = MT_BRAKE;
    }
    // --------------------------------------------------------------
    // モータ出力
    switch(mt_state[0]) {
        case MT_BRAKE: MTBrake();   break;
        case MT_OPEN:  MTOpen();    break;
        case MT_CLOSE: MTClose();   break;
        case MT_STOP:  MTStop();    break;
        default:       MTStop();    break;
    }
    mt_state[2] = mt_state[1];
    mt_state[1] = mt_state[0];

    if(mt_state[0] == MT_STOP && mt_state[1] != MT_STOP) {
        return 1;
    }    
    return 0;
    
}    

/** -----------------------------------------------------------------
  void interrupt ISR(void)
  割り込み制御関数
  Timer1、Captureを処理する
------------------------------------------------------------------ */

void interrupt ISR(void)
{
    static int timeout_count = 0;
    // Input capture 
    if(CCP1IF) {
        // タイマーリセット
        TMR1H=0;
        TMR1L=0;
        // (*1)
        gRPM = 60000000UL/(unsigned long)((CCPR1H*256)+CCPR1L);

        CCP1IF = 0;
    }    

    // Timer1 タイムアウト→エンジン停止と判断
    if(TMR1IF) {
        gRPM = 0;
        if(TIMEOUT_COUNT < timeout_count++) {
            if(EG_STARTED == gEGState) {
                gEGState = EG_INIT_OPEN1;
            }
            timeout_count = 0;
        }    
        TMR1IF = 0;
    }
}

/** -------------------------------------------------------------
// *1 Input capture 補足
-----------------------------------------------------------------
動作8Mhz、Fosc/4 でTimer最小値は (1/8000000)*4 = 0.0005(ms)
プリスケーラを1:8 とすると 0.0005(ms)*8 = 0.004(ms) ←分解能
最大値は 0.004(ms)*65535 = 262.14(ms)

1000rpm は60(ms)、10000rpm は6(ms)間隔のパルス
4回Edgeでカウントするとそれぞれ240(ms)/24(ms)

Capture割り込み時の回転数は 
 count/0.004(ms)*60000(ms)
色々省略して
 60,000,000/count で回転数が出る。

-------------------------------------------------------------- */

/** -------------------------------------------------------------
// *2 Target 計算 補足
-----------------------------------------------------------------
Targetを算出
(d) ... Table間の差分を100分する;
d = (gPotTable[index+1] - gPotTable[index])
(x) ... 1000桁以上を無くして100で割る
x = ((rpm%1000)/1000);
(y) ... 目標値
 = dx + b

target
  |  /|dy
  |_/_|
  |  dx
  +-+-+-+-+-+-...>rpm
  0 1 2 3 4 5...
-------------------------------------------------------------- */

コメント一覧 (9)

- 1. かえぅすき
- 2013年03月20日 22:46
- やっぱオタフクですかね。
- 2. 日景
- 2013年03月20日 22:49
- すごいぼくにはぜんぜんわからんｗ
- 3. あつし
- 2013年03月20日 23:27
- すごい・・
  
  プログラミングできると世の中すべて楽しくなりそうです。。。
  
  いつかはiPhoneでＣＤＩのタイミングやいろんなコトできたらいいなぁと妄想していました（笑）
  
  挫折した経験からよくわかるのですが、こんなに貴重なプログラムを公開していただいて、ありがたいことです。
  
  ・・・だけど、僕のＳＤＲ、空冷化してＹＰＶＳを外しちゃったんだよな・・・（爆）
- 4. Rilassaru
- 2013年03月20日 23:39
- あつしさん
  iPhoneよりはAndroidの方がとても簡単す。
  本も良いのが出てるです。
  
  このプログラムは短い癖にこり過ぎてて最早参考にならないと思います。
  もっとシンプルで簡単に出来れば良いのですが、そこはセンスですからね～(汗
  
  エアプランツさんの空冷化初号機と聞いてます。
  幕張で一度見ましたけど、音がいいっすね～。
  YPVSが無いのは残念ｗ
- 5. Rilassaru
- 2013年03月20日 23:41
- 日景さん
  今読み返すと自分自身でよく分からんようになってますｗ
- 6. Rilassaru
- 2013年03月20日 23:43
- かえぅさん
  うん、やっぱりオタフク
  でも、カゴメウスターをカレーにかけるのがも～っと好きです
- 7. あつし
- 2013年03月21日 00:42
- Rilassaruさん＞
  
  僕のＳＤＲは３号機です～
  
  Androidか・・とりあえず立ち読みしてみよう。
- 8. いで
- 2013年03月21日 00:54
- これってポテンショメータテーブルのトコの数値を変更して
  PICに書き込めばセッティング変更可能って事でしょうか？
  
  オモシロソウっすね(^O^)
- 9. Rilassaru
- 2013年03月21日 02:01
- いでさん
  そう、そのとおりです。
  本当に単純なフィードバック回路なんです。

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