燃費計を作ろう

ＡＶＲマイコンで燃費計（燃費計測野郎）を作ってみました！？
（最終更新2008/10）
（初版公開2008/06）

■なんで作ったのか？

自家用車に燃費計が付いているから、ビートにも欲しいなと思った訳です
すでにネット上で公開されている物は高機能なんですが、そこまでは要らないしＡＶＲで自作している方も少ないので、作ってみました。

■とりあえず目標として

シンプルな装置とプログラムは全部ＢＡＳＩＣで作る

■燃費計算の仕組みと機能

一般的な方法として「走行距離÷使用燃料」でマイコンに自動計算させています

この装置の機能はシンプルで、下記４機能のみです
・装置の電源が入って切れるまでの燃費（今回燃費計測）
・装置をリセットするまでの燃費（合計燃費計測）
・走行距離表示
・使用燃料量表示

■製作とプログラムについて

マイコン用プログラムはＭＣＳ社製のＢＡＳＣＯＭ－ＡＶＲ（体験版）にて製作されています
ソースファイルをいじる人はＢＡＳＣＯＭ－ＡＶＲ体験版で修正してコンパイルすることが可能です
今回はATMEGA48を使っていますが、ATMEGA88/168でも動作します。ただしコンパイル時に”m48def.dat”　を該当マイコンに書き換えてコンパイルして下さい。
ＡＴＭＥＧＡ４８以外を使用する場合、コンパイル時に体験版制限エラーが出てしまうかもしれないですが、その場合は48のままコンパイルした物でも動くと思います
※ コンパイル済みのプログラムもアップロードしてあります

この装置は８Ｍｈｚ動作専用です。マイコンのヒューズビットの書き換えが必要になります

■回路について

参考回路を公開しています。回路図の描き方が良く判らないので、決まりごとを無視しているかもしれません
また、何度か基板を作成しなおしているので、回路とプログラム（ポートの割り当て関係）に効率の悪い部分があります。

■プログラムの書き込みについて

私はプログラムの書き込みにはＩＳＰを使用しています。
公開している回路図にはライター部の回路は書かれていませんので、別途ライター用意してください
※もし自作される場合は、ストロベリーリナックス社（http://strawberry-linux.com/）にてＲＳ２３２Ｃ用のＩＳＰ変換機が販売されています。パソコンにＲＳ２３２Ｃがある場合は、このＩＳＰ変換機が最も安価だと思います

■使用部品について

回路図の中に使用部品リスト一覧を書き込んであります。ほとんどネット通販で調達可能です

■製作費用について

部品代は３０００円前後です。送料や単体で購入できない部品や、新規でＡＶＲを始める場合は５０００円以上は必要です
これは、細かい部品は１個単位で買えないのと、何店舗か利用しないと部品がそろわない為です

■車との接続方法

接続に必要な配線
・アクセサリー電源
・アース（ＧＮＤ）
・スピード信号（黄色・赤）　※白・青の隣です。黄色・赤は２本あるので注意。また赤・黄色は違います
・インジェクタ信号（黄色）　※私は３番インジェクタに接続しています。

信号線はシールド付きのケーブルを使って下さい（普通の線だとオーディオ等に変なノイズが入るようになります）
ホームセンター等で売っているオーディオ用のシールド付ケーブルを切って使うのが簡単だと思います
電源ラインには１Ａ未満のヒューズを入れてください。

ＥＣＵからインジェクター信号線・スピード信号線を探して結線してください
結線は確実に行ってください。適当にやるとエンジンが不調になります。

■ハードウェア上の制限

正確な数値というよりは参考値レベルだと割切ってください

・ビート以外の車では試してないので、どうなるかわかりません
・インジェクタやスピード信号が特殊な車種には対応していません

燃料消費量９９．９リットルまでしか計算しないように作ってあります。
ＥＥＰＲＯＭに走行、ガソリンデータを書き込んでいる為、装置寿命があります

■画面の説明と使い方■
	■ハードウェアの説明ＭＥＮＵキー・・・画面を切り替えますＵＰキー・・・・・・数値を増やします（＋）ＤＯＷＮキー・・数値を減らします（－）＆実行設定スイッチ・・画面表示を通常モード・設定モードを切り替える為のスイッチですＬＥＤ・・・・・・・・インジェクターの状態＆エンジン停止確認ランプ ■エンジンを切るときの注意■ エンジンを切ったときに走行データを書きこんでいます。ＡＣＣ状態で一呼吸おいてから電源を切ってください書き込み終了時インジェクターモニターが点滅をします
※インジェクタモニターについての補足※ 燃料噴射中に点灯し無噴射状態では消灯します。エンジンブレーキ中には消灯する事がありますが、ＥＣＵの燃料カット機能が動作しているので正常な状態です。
通常モード（設定スイッチを通常モードにした状態です）
	●起動画面電源を入れるとこの状態になります ※追記・・・公開版は"ネンピケイソクヤロウ"と表示されます
	●合計モードデータクリアするまでの状態を表示しますＡＶＧ（AVeraGe)--燃費（100m単位) Ｒ（Ｒｕｎ）--------走行距離（100m単位）Ｆ（Ｆｕｅｌ）--------消費燃料（100ｃｃ単位）
	●今回表示モードエンジンをかけてから燃費計の電源が切れるまでを表示します
	●データクリアモード燃料・走行データをクリアしますＤＯＷＮキーを押す事で実行され、合計モード画面に切り替わります
設定モード表示（設定スイッチを設定側にした状態に追加表示される画面です）
	○デバックモードスピード信号・インジェクション信号を表示しますデータクリアモードでリセットされますＳＰＤ＝スピード信号のカウント数ＩＮＪ＝インジェクション信号時間
	○セッティング　スピードパルス設定１信号あたりの走行距離を設定します。単位はミリですＵＰキー・DOWNキーで数値を設定してください ※ビートの場合は３９２位を設定しています（３９２ミリ）
	○セッティング　インジェクション設定１秒当たりの燃料噴射量（ｃｃ）を１０倍して設定しますＵＰキー・DOWNキーで数値を設定してください数値が小さいほど燃費が良く表示されます ※ビートの場合は１１１位を設定しています（1１ｃｃ）
	○設定記録モードスピードパルスやインジェクション設定の内容を記録させますＤＯＷＮキーを押すと実行され、合計モード画面に切り替わります

■初期設定
私のホンダビート用初期数値が入っていますので、流用される場合はインジェクタ数値・スピード信号数値の初期設定を変更する場合があります ※初期値※ ＳＥＴ　ＳＰＥＥＤ　ＰＵＬＳ　＝　３９２ＳＥＴ　ＩＮＪＥＣＴ　ＰＵＬＳ　＝　１１１設定方法（簡単な方法）簡単に設定する事ができますが、設定値を何度か設定しなおす必要があります ○スピードパルス車のトリップメータと燃費計の走行距離データをリセットします。そして何キロか走って下さい燃費計にはいい加減な走行距離が表示されますが、”SET　SPPED　PLUS”画面で、数値を変更して車のＯＤＯメータと同じ距離が表示されるように、調整して下さい ※ポイント・エンジンはかけたままにする・SET SPEED PULS画面にてDOWN/UPボタンで数値を変更・MENUボタンで画面を切り替えて燃費計の走行距離を確認する ○インジェクタ数値普段、満タン方法などで計算している燃費と燃費計の数字が同じになるように "SET INJECT PLUS"画面にてDOWN/UPボタンで数値を変更 MENUボタンで画面を切り替えて燃費計の燃費を確認するまたは、燃料が満タンの時にリセットして、次回給油の時の給油量と燃料消費量が同じになるように数値を変更する　　この値はあくまでも参考値ですので、あとは実走して数字が合うように（妥協できる数値に）調整して行きます設定方法（一応正規な方法）面倒ですが、たぶん正規の手順です。作った人間が言うのも何ですが、私はこの方法を使っていません１－－セルフのスタンド等で燃料を出来る限り満タンにする２－－車のトリップメータをリセット３－－車をＡＣＣ状態にして燃費計の電源を入れる４－－データクリアモードにして、クリアを実行する５－－燃費計を設定モードにする（スイッチを切り替える）６－－エンジンをかけて走行（１０キロ～２０キロ位）７－－燃料補給前にデバックモードを表示させ、ＳＰＤとＩＮＪの数値を調べる８－－燃料を入れ、使ったガソリンの量と走行距離を調べる ○スピードパルスの計算方法　　走行距離（ミリ）÷ＳＰＤ数値 ○インジェクション数値の計算方法　　ガソリン使用量（ｃｃ）÷（ＩＮＪ÷１００）これらの２個の初期データを燃費計に入力してくださいこの値はあくまでも参考値ですので、あとは実走して数字が合うように（妥協できる数値に）調整して行きます

■製作例等
ユニバーサル基板にて製作したテスト用です撮影時には設定スイッチがありませんでしたこのページはこの基板をベース作成しました
ビートへの実装を考えて小型化したバージョンです感光基板にて基板を起こして製作を簡略化したものです
基板とＬＣＤを分割した状態非常に単純な構造です
側面かなり厚いですが、実物はこれよりも５ミリほど薄くなっています。（撮影時にスペーサが無かった）ボタン類は全て側面上へ移動しました
使用部品基板を作ってしまいましたが、部品数はこれだけです。一応セラロック仕様になっていますが、ＡＶＲの内臓発振回路でも動作します。ユニバーサル基板でも十分製作可能な物です。

■参考にした場所等

○ブレッドボードラジオ(http://bbradio.hp.infoseek.co.jp/index.html)・・・・ＢＡＳＣＯＣＭ－ＡＶＲの使い方について
○O-Family(http://www.ne.jp/asahi/shared/o-family/index.htm)・・・・ＢＡＳＣＯＭ－ＡＶＲマニュアル等。助かりました
○Palmの燃費計（http://www.geocities.jp/elec_craft/Nenpi-kei.htm）・・・ＰＩＣマイコンによる燃費計（高機能）
○Presso in the Room(http://presso.sub.jp/index.php)・・・・ＰＩＣマイコン＋パームを使った元祖燃費計
○ＭＣＳエレクトロニクス（http://www.mcselec.com/）・・・ＢＡＳＣＯＭ－ＡＶＲの販売元・体験版あり

■追記

●補正数値（参考）
スピードパルス　ODOメータ基準　392～393
ＧＰＳ基準　397位
インジェクタ　111→107
上記が私のビートの場合のベスト値でした

スピードパルスについては規格で決まっているらしく１パルス　392.5ミリのようです。タイヤ計が違ったりする場合は走行距離も変るので、ナビなどのGPSと比較して修正するのも方法です

●エンジン停止検知はインジェクタ時間が２０ミリ秒以上続き、スピードパルス０の時エンジン停止としています
ビートの場合、ＡＣＣ状態ではインジェクタに電圧がかかっているようなので、それを利用しています

●エンジンスタート時の燃料噴射はカウントしていないと思います（電源が断続的に切れているため）

●画面表示をカスタムしたい場合は、プログラム最後の方にある、コメント”ＬＣＤ表示用”から下が画面表示部分です

●燃料タンクに燃料を入れすぎると危険です。またキャニスターなどのパーツ寿命を縮める原因になるので、補正がすんだら給油時にフル満タンにするのはやめた方が良いと思います

■画面の説明と使い方■
	■ハードウェアの説明ＭＥＮＵキー・・・画面を切り替えますＵＰキー・・・・・・数値を増やします（＋）ＤＯＷＮキー・・数値を減らします（－）＆実行設定スイッチ・・画面表示を通常モード・設定モードを切り替える為のスイッチですＬＥＤ・・・・・・・・インジェクターの状態＆エンジン停止確認ランプ ■エンジンを切るときの注意■ エンジンを切ったときに走行データを書きこんでいます。ＡＣＣ状態で一呼吸おいてから電源を切ってください書き込み終了時インジェクターモニターが点滅をします
※インジェクタモニターについての補足※ 燃料噴射中に点灯し無噴射状態では消灯します。エンジンブレーキ中には消灯する事がありますが、ＥＣＵの燃料カット機能が動作しているので正常な状態です。
通常モード（設定スイッチを通常モードにした状態です）
	●起動画面電源を入れるとこの状態になります ※追記・・・公開版は"ネンピケイソクヤロウ"と表示されます
	●合計モードデータクリアするまでの状態を表示しますＡＶＧ（AVeraGe)--燃費（100m単位) Ｒ（Ｒｕｎ）--------走行距離（100m単位）Ｆ（Ｆｕｅｌ）--------消費燃料（100ｃｃ単位）
	●今回表示モードエンジンをかけてから燃費計の電源が切れるまでを表示します
	●データクリアモード燃料・走行データをクリアしますＤＯＷＮキーを押す事で実行され、合計モード画面に切り替わります
設定モード表示（設定スイッチを設定側にした状態に追加表示される画面です）
	○デバックモードスピード信号・インジェクション信号を表示しますデータクリアモードでリセットされますＳＰＤ＝スピード信号のカウント数ＩＮＪ＝インジェクション信号時間
	○セッティング　スピードパルス設定１信号あたりの走行距離を設定します。単位はミリですＵＰキー・DOWNキーで数値を設定してください ※ビートの場合は３９２位を設定しています（３９２ミリ）
	○セッティング　インジェクション設定１秒当たりの燃料噴射量（ｃｃ）を１０倍して設定しますＵＰキー・DOWNキーで数値を設定してください数値が小さいほど燃費が良く表示されます ※ビートの場合は１１１位を設定しています（1１ｃｃ）
	○設定記録モードスピードパルスやインジェクション設定の内容を記録させますＤＯＷＮキーを押すと実行され、合計モード画面に切り替わります

■初期設定
私のホンダビート用初期数値が入っていますので、流用される場合はインジェクタ数値・スピード信号数値の初期設定を変更する場合があります ※初期値※ ＳＥＴ　ＳＰＥＥＤ　ＰＵＬＳ　＝　３９２ＳＥＴ　ＩＮＪＥＣＴ　ＰＵＬＳ　＝　１１１設定方法（簡単な方法）簡単に設定する事ができますが、設定値を何度か設定しなおす必要があります ○スピードパルス車のトリップメータと燃費計の走行距離データをリセットします。そして何キロか走って下さい燃費計にはいい加減な走行距離が表示されますが、”SET　SPPED　PLUS”画面で、数値を変更して車のＯＤＯメータと同じ距離が表示されるように、調整して下さい ※ポイント・エンジンはかけたままにする・SET SPEED PULS画面にてDOWN/UPボタンで数値を変更・MENUボタンで画面を切り替えて燃費計の走行距離を確認する ○インジェクタ数値普段、満タン方法などで計算している燃費と燃費計の数字が同じになるように "SET INJECT PLUS"画面にてDOWN/UPボタンで数値を変更 MENUボタンで画面を切り替えて燃費計の燃費を確認するまたは、燃料が満タンの時にリセットして、次回給油の時の給油量と燃料消費量が同じになるように数値を変更する　　この値はあくまでも参考値ですので、あとは実走して数字が合うように（妥協できる数値に）調整して行きます設定方法（一応正規な方法）面倒ですが、たぶん正規の手順です。作った人間が言うのも何ですが、私はこの方法を使っていません１－－セルフのスタンド等で燃料を出来る限り満タンにする２－－車のトリップメータをリセット３－－車をＡＣＣ状態にして燃費計の電源を入れる４－－データクリアモードにして、クリアを実行する５－－燃費計を設定モードにする（スイッチを切り替える）６－－エンジンをかけて走行（１０キロ～２０キロ位）７－－燃料補給前にデバックモードを表示させ、ＳＰＤとＩＮＪの数値を調べる８－－燃料を入れ、使ったガソリンの量と走行距離を調べる ○スピードパルスの計算方法　　走行距離（ミリ）÷ＳＰＤ数値 ○インジェクション数値の計算方法　　ガソリン使用量（ｃｃ）÷（ＩＮＪ÷１００）これらの２個の初期データを燃費計に入力してくださいこの値はあくまでも参考値ですので、あとは実走して数字が合うように（妥協できる数値に）調整して行きます

■製作例等
ユニバーサル基板にて製作したテスト用です撮影時には設定スイッチがありませんでしたこのページはこの基板をベース作成しました
ビートへの実装を考えて小型化したバージョンです感光基板にて基板を起こして製作を簡略化したものです
基板とＬＣＤを分割した状態非常に単純な構造です
側面かなり厚いですが、実物はこれよりも５ミリほど薄くなっています。（撮影時にスペーサが無かった）ボタン類は全て側面上へ移動しました
使用部品基板を作ってしまいましたが、部品数はこれだけです。一応セラロック仕様になっていますが、ＡＶＲの内臓発振回路でも動作します。ユニバーサル基板でも十分製作可能な物です。