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ビデオスーパーインポーズ
赤外線計測ラップタイマーの製作

95/11/16初版

97/ 1/10改定

はじめに

　500円でワンチップマイコンが売っているので、せっかくだから使ってやろうってので作ったのが、このビデオスーパーインポーズ赤外線ラップタイマーです。

　本当は、シフトポジションや走行速度も出したかったのですが、500円マイコンでは今の仕様が適当でしょう。

動作説明

　映像文字挿入部は、ビデオスーパーインポーザ MSM6237をワンチップマイコン PIC16C57で制御します。 MSM6237 は、ビデオの同期信号 /H.SYNC と /C.SYNC を必要とするのでビデオシンクセパレータ LM1881 で同期信号を抽出しています。

　赤外線検出部については、家電用リモコンの受光モジュールを流用し、スタートラインに設置した 38KHz変調の赤外線を受光させます。

　ソフトウェアは、Microchip社のアセンブラ mpasm ver1.21でアセンブルしてあります。 mpasm は ftp://ftp.microchip.com/pub/ で入手する事ができます。

　PIC16C57ではサブルーチンを１Ｋバイト分のエリアにしか配置できないことと、スタックエリアが２ワードしか無いこともあり結構面倒でした。

製作

　部品点数が少ないので超簡単です。加島の場合、回路図決定後３〜４時間で作ってしまいました(もっとも、論理設計に１ヶ月, ソフトウェア作成に３週間かかっていますが)。

　また、他人が製作するにあたって問題になりそうなのはPIC16C57へのプログラム書き込みでしょうか。このあたり、実費で書き込みサービスをしてあげられるかもしれないので、ご希望の方はメールで連絡を下さい。

　回路図中には記してありませんが、PIC16C57, MSM6237, LM1881, 74HCT04 の電源ラインに0.1μF程度のパスンを入れておいて下さい。さもないと、保証付きで誤動作します。 ;(^^) 　赤外線送信部は防水性能が重要であるので、ＶＵ管と言ういわゆる排水管を使ってケースを作ります。

　配水管を15〜25cmに切断し、前側に永久蓋, 後ろ側にはひねると取れるタイプの蓋を取り付けます。

　永久蓋には長方形の赤外光が出る穴をあけて、透明アクリル板もしくは赤外線フィルターで水が入り込まないよう接着します。

　諸回路や電池ボックスなどは発泡スチロールを丸く切って内部に固定すると良いでしょう。

　当然、後ろ側のひねると取れる蓋が付いているのは電池交換や電源スイッチ操作のためですから、その役目が果たせるような構造にしなければなりません。

使用方法

　まず、致命的バグから紹介します;(^^)。

　それは、VIDEO IN に何らかの映像が入力されていないと画面が乱れてしまう事です(計測機能は生きています)。

　一旦乱れてしまうと、タイム一覧表示モードまで正常に表示できなくなるので、なるべく映像信号を途絶えさせないよう注意する必要があります。

設置

　本機は、ビデオ映像にラップタイムをスーパーインポーズして出力するので家庭用ビデオカメラ１台だけでは、重ねた映像を録画することができません。
　これは、ビデオレコーダとカメラが一体になっていて、カメラ - レコーダ間が直結になってしまっているので、本機を使って文字を挿入することができないためです。
　また、誰かにストップウォッチで計ってもらえば？と思えるほど意味のない使い方ですが、秋月などで売っているブルーバックジェネレータを入力に接続し、出力を液晶モニターなどに接続するといったこともできます(本機には NTSC信号生成機能がないため、何らかのビデオ信号を入力する必要があります)。
　受光モジュールは家電用であり、テレビのリモコンに反応するのでギャラリーにイタズラされないよう注意しましょう。
　赤外線送信機は送出窓を縦にしてスタートラインに設置します。
　パイプ型形状は某社のホットラップに似ているので同じように設置固定すればよいでしょう。
操作
　操作ボタンは、スタート, エンド, リセットの３ボタンのみです。電源投入後しばらくすると、PUSH STARTの画面になります。走行会などではピットでエンジンを始動した時の状態と言えるでしょう。
　ピットロードに入り本コースに入るときにスタートボタンを押します、この時画面は READYの表示になります。
　最初の１周目はたいがいウォームアップ走行ですから、最初の赤外線検出までは計測が開始されません。
　ぐるっと廻ってきてスタートラインを通過し、赤外線を検出すると、計測が開始され、画面には、"LAP 01"が表示されます。
　以降赤外線を検出する毎にラップ数, 直前のタイムが中央に表示されます。
　何周かすると１ヒートが終了するわけですが、計測を終了するには、エンドを押下します。すると、"LAP CONTENTS" 画面になり、周回したラップ毎の計測リストが表示されます。
　スタートボタン/エンドボタンがそれぞれ次頁, 前頁となっており、タイム表示横に矢印があればページをめくることができます。
　また、リセットボタンを押す事により、PUSH START画面にジャンプし、再び計測を開始することが可能です。
```
	タイトル画面		電源オン
	      |
	PUSH START表示		ピットロードからコースへ進入、スタート押下。
	      |
	  READY表示		最初の赤外線検出待ち
	      |
	    計測		ヒート終了時エンド押下
	      |
	   結果表示		リセットボタン押下により、PUSH START画面に
	   			戻る。
```

最後に

　上位のPICマイコンを使えば、速度表示やシフトポジションの表示ができると思います。シフトポジション表示は、スピードセンサーとエンジン回転数の比とあらかじめ設定するギヤ比でクラッチの状態とシフトポジションを割り出す方法が利用可能でしょう。

　この方法ですと、タコメータ信号と車速信号のみでシフトポジションが表示可能です。Version2.0あたりで考えてみましょうか。

参考文献

PIC16Cxx Applications Handbook V1.1	Parallax, Inc.
PIC16Cxx PIC Tools Manual V3.1	Parallax, Inc.
MPASM 1.21 User's Guide		Microchip
標準LSIデータブック			沖電気(株)