アナログ信号（正弦波）の入力方法
ここに紹介している回路は
C.S.Projectで取り扱っております。車速信号波形の調査・調整が必要なため、ポン付けが自分で出来ない人は一度相談下さい。
外車とかＭＴ車両に見られるアナログ（正弦波）、ABS信号をナビにつないでも信号を認識しないことがあります。
では、どうしたら良いか？？
矩形波に変換しちゃえばいいのです。
国産AT車両はメーターパネルで４パルス（日産は多パルスを２パルス）に変換しますが、ＭＴ車両は基本的に速度パルスが必要ないためこのようなことに困ってしまうことがあるかもです。
まず、制限波を矩形波に変換するにはいろいろな方法があります。
・ツェナーダイオードを使う
・ゼロクロスコンパレータを使用する。
てなわけで、難しそうなゼロクロスディテクタコンパレータにチャレンジしてみました。
ネットには文献も見当たらず、実験基板を何枚も作って、わかったことをここに纏めてみます。
下記は74HC14を使用した回路です。デュティー５０％にはなりません！はい
74HC14に入力されるマイナス信号は内部寄生ダイオードによってクランプされますが、適切な設計をしないと壊れます。
尚、ホール素子を使用した矩形波の場合はオルタノイズ対策しないと、悩むことになります。
入力前信号の電圧波形(+2V～-2V矩形波）とダイオード後段の電圧
+2V～-0.7Vになっている。
何故？DUTY50%にならないのか？？
74HC14が電圧を認識するのはHI側が最低2.7Vからですので正弦波が立ち上がってからでは駄目なのです。それは以下のようなイメージになります。
LMC6772を使用して正弦波がマイナス側からプラス側になるポイントを矩形波の立ち上がりと立下りの電圧出力に変換すればいいだけです。ただし厳密に変換しようとすると、難しくなるのと、入力波形の電圧によって精度が左右されるので、ま～最低＋３Ｖ～－３Ｖ以上でやってみましょう。
（LMC6772は入力・出力ともレイルツーレールのちょっと特殊なコンパレータです。さらに電源電圧を超えた入力でも波形反転することがありません。車種によってはパルスとかが電源電圧付近まで波形が立ち上がるので、このコンパレータを選定しましたが、分圧すればそれはそれで別なコンパレータでもいいのですが・・・チップワンストアで７００円します）
以下の回路がゼロクロスディテクタコンパレータです。
下記のＲ４、Ｒ７で電圧の分圧を行い比較基準電圧とします。Ｒ１４
がヒステリシス抵抗となります。
LM393となっていますがLMC6772を使用します。入出力ともレールツーレールで出力は電源電圧以上(少しだけ）にすることが可能です。
注意しなければならないことは、入力電圧が５Ｖ？？１２Ｖ？？決め打ちすることが必要です。入力電圧＋数ミリボルトまでの許容電圧がありますが、さすがに電源電圧の２倍以上は定格を超えるので壊れる可能性があるからです。（電源電圧を超えた場合でも位相反転はしないみたいです）
抵抗値が書いてないのは理由があります。それは、疑似信号を入力して抵抗値はオシロスコープを見ながら、決める必要があるからです。（抵抗の誤差によって、計算値とならないため）特にヒステリシス用Ｒ１４の抵抗がキーポイントになります。この抵抗で、ディテクト最小電圧とヒステリシスを調整することになります。
Ｒ１４はヒステリシスの抵抗ですが、調整の感覚は入力信号の最少電圧を決める感じです。抵抗を小さくすれば、正確なデュティー５０％に近くなりますが、信号ノイズで誤動作するためヒステリシスを持たせることが必要です。Ｒ７、Ｒ１４を極短に小さくすると、発熱したり、ボリューム抵抗が燃えて、最悪火災となります。実際ボリューム抵抗が燃えて、煙噴きました
最初はＲ４、Ｒ７、Ｒ１４を１０Ｋボリュームで調整してから値を決めるのがいいです。
信号電圧＋３．５Ｖ～－３．５ＶではＲ４を１．７Ｋ～２．４Ｋの範囲で調整するといい感じになります。
抵抗Ｒ８はコンパレータの出力がオープンドレインのためにプルアップしてます。またコンパレータの電源は単電源の１２Ｖとし出力は５Ｖ電源をＲ８でプルアップしてます。トランジスタはコンパレータの出力がデュティー５０％に近づくほど０Ｖに近くなるため増幅のため必要となります。概ねデュティー５０％で２Ｖ出力になるようにＲ４を調整すればいいみたいです。
日産とかホール素子を使用してない場合は周波数が高くなると、高電圧になるものがあります。３０Ｖなんてのもあるみたいです。
この場合はクランプする必要がありますので、上記の回路では壊れます。
さてさて、これで矩形波にはなりますが、このままでは周波数が高いため使えません。出力を分周して周波数を低くする必要があります。分周は
・カウンタを使用する
・プログラマブルカウンタを使用する
・PICを使用する
以上の方法があります。
カウンタは偶数倍の分周に向いてます。1/2 1/4 8/1・・・
プログラマブルカウンタは入手性が悪く最近は廃番になってきてます。
一番簡単なのがPICです。これを使用する場合は偶数分周と奇数分周で立ち上がりエッジと立下りエッジの使い分けと計算を自分なりに勉強してプログラムしてみてください。ヒントはN-1の式を使用するってとこです（笑）
パルス変換の試験
周波数は2000Hz
電圧はHI側0.3V LO側0.1V
とりあえず矩形波(SIN波はまたあとで）
分周は1/3 みごとに分周されてます。（分周比は自在にできるため、とりあえず1/3にしてみました）
DUTYは５０％にはなりません。
1000Hzだと奇麗に50%になります。
１０陪に拡大
立ち下がりは奇麗です
立ち上がりは若干遅れが見られます。
1000Hz
0.5v～-0.5v
1/3矩形波に分周されてます（とりあえずLotus用に1/3にしてます1/1026まで可能です）
