概要
ここでは、WSR98においてSpirit of Junk Yardに搭載された走行データ計測システム「ＹＡＲＤ」について説明します。ＹＲＡＤは、各種センサからの走行データを取り込み、演算して、運転席の液晶ディスプレイに表示します。また、オンラインモードにおいては、計測データをＲＳ２３２Ｃインタフェースを通じてＰＣに送信します。ＰＣには小型軽量省電力のパームトップＰＣ「ＨＰ２００ＬＸ」を使用しています。
CONTENTS
- １．機能編
- 1.1 表示データ
- 1.2 送信データ
- 1.3 動作設定
- ２．ハードウエア編
- 2.1 全体構成
- ３．ソフトウエア編
計測したデータは演算されて、２４桁×２行のキャラクタ表示用液晶ディスプレイに集中表示する。切替スイッチによって、電力表示モードまたは電流表示モードに切替えることができる。表示の更新間隔は０．５秒毎である。表示内容は以下のとおり。
表示データ
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┌───────────────────┬──────────────┐
│ 表示データ │ │
┌─┼─────────┬─────────┤ 備考 │
│No│電力表示モード時 │電流表示モード時 │ │
├─┼─────────┼─────────┼──────────────┤
│１│ソーラー発電電力 │ソーラー発電電流 │ │
│ │ [W] │ [A] │ │
├─┼─────────┼─────────┼──────────────┤
│２│バッテリ電力 │バッテリ電流 │ 充電時：＋符号付き │
│ │ [W] │ [A] │ 放電時：−符号付き │
├─┼─────────┼─────────┼──────────────┤
│３│モータ電力 │モータ電流 │ 消費時：＋符号付き │
│ │ [W] │ [A] │ 回生時：−符号付き │
├─┼─────────┴─────────┼──────────────┤
│４│ 共通電圧[V] │ ソーラー、バッテリ、モータ │
│ │ │ のプラス端子とマイナス端子 │
│ │ │ 間の電圧 │
├─┼─────────┬─────────┼──────────────┤
│５│ソーラー発電電力 │ソーラー発電電流 │ │
│ │の積算値 [Wh] │の積算値 [Ah] │ │
├─┼─────────┼─────────┼──────────────┤
│６│バッテリ電力 │バッテリ電流 │ 充電時：＋符号付き │
│ │の積算値 [Wh] │の積算値 [Ah] │ 放電時：−符号付き │
├─┼─────────┼─────────┼──────────────┤
│７│モータ電力 │モータ電流 │ 消費時：＋符号付き │
│ │の積算値 [Wh] │の積算値 [Ah] │ 回生時：−符号付き │
├─┼─────────┴─────────┼──────────────┤
│８│ 速度[km/h] │ モータのパルスセンサからの │
│ │ │ 算出またはホイールのマグネ │
│ │ │ ットセンサからの算出の両方 │
│ │ │ に対応 │
└─┴───────────────────┴──────────────┘
ＬＣＤ表示イメージ
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電力表示：項目
┌──────────────────────────┐
│ 発電電力 バッテリ電力 モータ電力 共通電圧│
│発電電力積算 バッテリ電力積算 モータ電力積算 速度│
└──────────────────────────┘
電力表示：フォーマット
┌────────────┐
│ 999w+9999w+9999w 99.9V│
│9999h+9999h+9999h 99.9k│
└────────────┘
電流表示：項目
┌──────────────────────────┐
│ 発電電流 バッテリ電流 モータ電流 共通電圧│
│発電電流積算 バッテリ電流積算 モータ電流積算 速度│
└──────────────────────────┘
電流表示：フォーマット
┌────────────┐
│99.9A+99.9A+99.9A 99.9V│
│99.99h+99.99h+99.99h 99k│
└────────────┘
オンラインモード時には、計測、演算したデータをＲＳ２３２Ｃインタフェースを通じてＰＣに送信する。
送信データには「詳細データ送信」と「ダイジェストデータ送信」の２通りがある。
詳細データ送信は、計測した生の形に近いデータを短周期で送信するものである。大会終了後の走行データ詳細分析などに活用する。WSR98では２秒毎の平均データを送信した。
ダイジェストデータ送信は、比較的長い周期で、その間の平均値やそれまでの積算値を送信するものである。大会期間中に即グラフ化するなどして、走行抵抗の監視やバッテリ残量の推定に活用する。WSR98では１分間毎に送信した。
それぞれの送信内容は以下のとおり。
なお、ＰＣには小型軽量省電力のパームトップＰＣ「ＨＰ２００ＬＸ」を使用し、フラッシュメモリカードにデータ格納した。
詳細データ送信内容
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┌─┬───────┬──────┬─────┬─────────────┐
│No│ データ │フォーマット│ 例 │ 備考 │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│１│ソーラー電流 │ 99.99[A] │ '7.45' │ │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│２│バッテリ電流 │s99.99[A] │ '-3.66' │充電時：s ='-' │
│ │ │ │ │放電時：s ='+' │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│３│共通電圧 │ 99.99[V] │ '50.18' │ │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│４│温度１ │ 99[℃] │ '34' │ │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│５│温度２ │ 99[℃] │ '55' │ │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│６│温度３ │ 99[℃] │ '80' │ │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│７│今回の走行距離│ 99999[mm] │ '36491' │今回（２秒間）の走行距離 │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│８│スイッチ状態 │ 9 │ '0' │２つのスイッチのON/OFF状態│
│ │ │ │ │を記憶する │
└─┴───────┴──────┴─────┴─────────────┘
※「例」の場合の１回分のデータは以下のようになる。
"7.45 -3.66 50.18 34 55 80 36491 0"
※採集したデータは、区切文字（半角スペース）でフィールドごとに区切られた
テキストデータなので、簡単に表計算ソフトに取り込むことができる。
ダイジェストデータ送信内容
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┌─┬───────┬──────┬─────┬─────────────┐
│No│ データ │フォーマット│ 例 │ 備考 │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│１│ソーラー電力 │ 999[W] │ '374' │今回（１分間）の平均電力 │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│２│バッテリ電力 │ s999[W] │ '-184' │充電時：s ='-' │
│ │ │ │ │放電時：s ='+' │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│３│共通電圧 │ 99.9[V] │ '50.2' │ │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│４│速度 │ 99.9[km/h]│ '52.3' │ │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│５│ソーラー電力 │ 9999[Wh] │ '1234' │YARD起動時からの積算値 │
│ │の積算値 │ │ │ │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│６│バッテリ電力 │ s9999[Wh] │ '-1024' │YARD起動時からの積算値 │
│ │の積算値 │ │ │充電時：s ='-' │
│ │ │ │ │放電時：s ='+' │
├─┼───────┼──────┼─────┼─────────────┤
│７│総走行距離 │ 999.99[km]│ '312.51' │YARD起動時からの総走行距離│
└─┴───────┴──────┴─────┴─────────────┘
設定の手段は、その設定内容の特性から次の３段階に分けられる。
１）起動前：メインボード上のディップスイッチ
２）起動時：動作パラメタをダウンロード
３）走行中：運転席の切替スイッチを操作
┌─┬─────────┬────────────────────────┐ │SW│ 設定項目 │ 設定値 │ ├─┼─────────┼────────────────────────┤ │１│ 通信モード │ OFF:オンライン ON:オフライン │ │ ├─────────┴────────────────────────┤ │ │ PCと通信を行うか否かを設定する。 │ │ │ PCの準備を行えない時、YARDのみのデバッッグを行いたい時などにオフラ │ │ │インで実行する。なお、当然ながら、オフライン時は動作パラメタのダウン│ │ │ロードや測定データの格納はできず、動作パラメタはプログラム中に埋め込│ │ │んだ固定値を採用する。 │ ├─┼─────────┬────────────────────────┤ │２│ 走行検知手段 │ OFF:モータ ON:ホイール │ │ ├─────────┴────────────────────────┤ │ │ 走行した距離を検知するセンサを選択する。 │ │ │ センサとしては、モータのパルス信号とホイールに取り付けたマグネット │ │ │センサを選択でき、これらから走行距離や速度が計算できる。細かく測定で│ │ │きるため通常はモータのパルス信号を使うが、トラブル時を考えてホイール│ │ │からも情報を得られるようにしている。 │ ├─┼─────────┬────────────────────────┤ │３│ 測定値表示 │ OFF:通常表示 ON:生データ表示 │ │ ├─────────┴────────────────────────┤ │ │ そもそも検知したデータが正しいのかどうかを確認する時に、ONに設定し │ │ │て生データを表示する。ＡＤコンバータへの入力データやパルスカウントな│ │ │どの計測値そのものが表示できる。 │ ├─┼─────────┬────────────────────────┤ │４│ ダミーデータ生成 │ OFF:通常計測 ON:ダミーデータ生成 │ │ ├─────────┴────────────────────────┤ │ │ ソーラーカーにYARDを搭載して計測することは普段なかなかできないため │ │ │に、YARDのソフトウエアデバッグ用にあたかも計測したかのようにダミーの│ │ │データを生成して演算ロジックに受渡すことができる。 │ └─┴──────────────────────────────────┘
┌─┬───────────┬───────────────────────┐ │No│ 項目 │ 説明 │ ├─┼───────────┼───────────────────────┤ │１│発電データ係数 │ 各データの測定生データを実際の物理値に変換す│ ├─┼───────────┤るための係数である。 │ │２│バッテリ充電データ係数│ │ ├─┼───────────┤ │ │３│バッテリ放電データ係数│ │ ├─┼───────────┤ │ │４│共通電圧係数 │ │ ├─┼───────────┼───────────────────────┤ │５│詳細データ転送間隔 │ 詳細測定データをPCに送信する時間間隔である。│ │ │ │ ０．５秒単位に設定できる。送信データはその間│ │ │ │の測定値の平均値を送信する。 │ │ │ │ WSR98では「４」（0.5x4=2秒間隔）を採用した。│ ├─┼───────────┼───────────────────────┤ │６│ダイジェストデータ │ ダイジェストデータをPCに送信する時間間隔であ│ │ │転送間隔 │る。前項の詳細データを何回送信する毎にダイジェ│ │ │ │ストデータを送信するかを設定する。 │ │ │ │ WSR98では「30」（0.5x4x30=60秒間隔）を採用し│ │ │ │た。 │ ├─┼───────────┼───────────────────────┤ │７│軸１回転のパルス数 │ モータの軸が１回転した時に発生するパルス数で│ │ │ │ある。ＤＤＷモータの場合は、「12」である。 │ ├─┼───────────┼───────────────────────┤ │８│ギア比 │ モータの軸が１０００回転した時にタイヤが何回│ │ │ │転するかを設定する。 │ │ │ │ スプロケットの歯の数から計算するのだが、計算│ │ │ │が面倒なので、今後は前後のスプロケットの歯の数│ │ │ │を設定するように変更したい。 │ ├─┼───────────┼───────────────────────┤ │９│タイタ周長 │ タイヤの周長である。モータによって距離、速度│ │ │ │を算出する場合は、モータで駆動しているタイヤの│ │ │ │周長を、ホイールの回転によって算出する場合は、│ │ │ │そのホイールのタイヤの周長を設定する。 │ └─┴───────────┴───────────────────────┘
スイッチ１ ~~~~~~~~~~ ┌─────────────────┬─────────────────┐ │ OFF（下向き） │ ON（上向き） │ ├─────────────────┼─────────────────┤ │通常計測値表示 │スプリットメジャー表示 │ │ 1.1 表示データで説明した表示を行│ YARDは起動時からの計測値を行う他 │ │う。 │に、任意の区間の測定も行うことがで│ │ │きる。この区間の測定表示をする。 │ │ │ 表示（計測）できる項目は、時間、 │ │ │走行距離、バッテリ積算値、モータ │ │ │積算値、温度。 │ └─────────────────┴─────────────────┘ スイッチ２ ~~~~~~~~~~ 通常計測値表示時（スイッチ１がOFFの時） ┌─────────────────┬─────────────────┐ │ OFF（下向き） │ ON（上向き） │ ├─────────────────┼─────────────────┤ │電流表示モード │電力表示モード │ │ 1.1 表示データで説明した電流表示│ 1.1 表示データで説明した電力表示│ │モードの表示を行う。 │モードの表示を行う。 │ └─────────────────┴─────────────────┘ スプリットメジャー表示時（スイッチ１がONの時） ┌───────────────────────────────────┐ │ スイッチ２をON/OFFすることによって、区間計測のスタート／ストップが繰 │ │り返される。 │ │ なお、区間スター計測中にスイッチ１をOFFにして通常表示をさせても区間計│ │測は継続されている。 │ └───────────────────────────────────┘