CBR600RR レースベースのデータロガー
CBR600RR レースベースのデータロガー ストロークセンサー編の続きです。

構想から約3か月、やっとブレーキ圧力センサーが完成しました。
失敗すると危険なブレーキ周りで且つ特殊な人にしか需要がないのであまり詳しくは書きませんが、とにかくパーツ選びに時間が掛かりました。
（詳しく知りたい方はご連絡ください）

油圧ラインには規格が沢山ありますが、今回の圧力センサーの場合は、最終的にバイクのブレーキラインに接続できなければなりません。
バイクのブレーキラインでよく使用されるAN3規格の液圧センサーなどそう都合よくあるわけもなく、センサーと変換アダプターを相当数調べました。

まずバイクのブレーキ圧力に耐えられるセンサーである必要がありますし、センサーの製造メーカーがデータシートを公開している必要もあります。
また、ブレーキという重要部品に使用するため信用できる製造メーカーである必要もあります。
そんな汎用センサーの接続規格は当然ながらAN3ではないため、変換アダプターを介してバイクのブレーキのラインに接続しなければなりません。
（バイク用の専用品は当然売られてますが高価です）

規格と言ってもPT（日本テーパーネジ）・NPT（アメリカテーパーネジ）・I.F（インバーテッドフレア）・C.C（コンケーブフレア）・AN（米空海軍標準規格）などなど…これらの規格にプラスしてネジのサイズまで組み合わさってきます。
色々と調べた結果、これらの条件を満たすパーツを揃えることができたので、ブレーキ圧センサーを作成することにしました。

購入した各パーツを組んで圧力センサーをブレーキラインに接続します。
今回は実際のバイクで試さず、手元にあったCBR600RRの純正マスターシリンダーを使って耐久性のテストを行いました。
ブレーキを強く掛けたままにして丸一日放置し、接続部やセンサーからフルード漏れがないかを確認。
また、手で思いっきりブレーキを握ってセンサーが計測できる最高圧力を超えないかを確認。
同様に破壊圧力を超える可能性がないかの確認を行いました。
（このセンサーの場合は最大計測値の3倍が破壊圧力）

今回のブレーキ圧力センサーにおいては、こういった安全性の確認が最重要だと考えています。
サーキットの300km/h近い速度でブレーキが抜けたら確実に終わりますので…

ブレーキラインにセンサーのラインを割り込ませて油圧を計測できるようにします。
この辺りのフィッティングは車種によって違うため、車種毎に調査して用意する必要があります。

車両に取り付けた後、車両のCANデータ用のADカプラーにデータシートに書かれている電圧が来ているか確認します。

若干の誤差はデータロガーのアプリの方で補正できるので、計算式にちょっと手を加えて正確なデータが出るようにします。

センサーや配線が干渉してハンドル操作を妨げたり、センサーが壊れたりしないように各部を確認します。

センサー取り付け後に実際にデータロガーを起動し、ブレーキを色んな圧力で握ってデータに反映されるかを確認。
全く問題なくブレーキ圧力の数値が取れました。
これで次回走行からブレーキ圧のデータも取得可能となりました。
（リアブレーキは基本使わないのでフロントのみです）

パーツ代も結構安く抑えることができたので苦労した甲斐がありました。

あとは乗り手が頑張ってタイムを出すだけです(笑)

CBR600RR レースベースのデータロガーの続きです。

レースベース車両のハーネスにはユーザーが自由にセンサーを追加できるようにAD入力カプラが用意されています。
AD入力は0～5Vの入力を受け付け、入力されたデータはCANデータとして取り出すことが可能です。

HARC-PROのデータロガーでこのCAN信号を拾ってあげることでオプションセンサーのデータを可視化できます。
オプションセンサーにはサスペンションのストロークセンサーやブレーキの液圧センサーなどがありますが、自分で何らかのセンサーを追加することも可能です。

ちなみにHRC製のストロークセンサーは、1箇所約10万円します…
前後取り付ける場合、取り付けステーまで含めるて25万円くらいになります。
なかなかポンと出せる金額ではないので、自分でストロークセンサーを作ることにしました。

お金を掛けずに気軽に使いたいということで、赤外線を使った距離センサーを使うことにしました。
今回使ったのは「シャープ測距モジュール GP2Y0E02A (アナログ出力)」でモジュール1個が750円（税込）です。

長さが2cmもない小さなモジュールです。
モジュールへの供給電圧は2.7～3.3Vとなっており、AD入力カプラから出ているセンサー用の供給電圧12Vとはマッチしません。
モジュールから出力される信号は最高で2.8Vなので、ADカプラの入力値である0～5Vの範囲に収まるためそのまま使用可能です。
ということで、供給電圧だけ12Vを3.3Vに下げればいいので、電圧を降圧するDCDCレギュレーターを使用します。

使用するのはROHMの三端子DCDCレギュレーター 3.3V BP5293-33です。
価格は1個280円（税込）です。

この2つのパーツを組み合わせて供給電圧12V・0～2.8V出力の距離センサーモジュールの試作品を作ります。

センサーは防水ではないのでホットボンドで固めてます。
ホットボンドだと熱に弱いので、熱を持つものの近くに設置する場合だと熱に強いシーリング材などで防水処理した方がいいと思います。

試作した距離センサーモジュールがシャープのデータシート通りの値を出力するかテスターを使ってテストします。

距離を変えて出力される電圧を計測します。

データシート通りの電圧が出ているので問題なさそうです。
センサーとしては問題なさそうなので前後用に2つセンサーを作成します。

車両側のADコネクタと接続するためのコネクタは住友電装の6181-0072となります。
このコネクタは既に旧式扱いとなっているため、国内では手に入りにくい状態となっています。

自作したセンサーを車両に取り付けていきますが、このセンサーは赤外線を使用しているためセンサーの先に赤外線を反射できるものが必要となります。
今回使用するセンサーの場合、データシートによると反射する物体とセンサー間の距離は4cm～50cmである必要があります。

取り付け場所によって配線の長さも変わってくるため、最初に取り付ける場所のめぼしを付けておく必要があります。

私のCBR600RRの場合だとステム周りの隙間が割と少なく、ラジエーターを止めているボルトにステーを共締めしてフロント用のストロークセンサーを取り付けることにしました。

フロント用のADカプラはフロントのエアダクトのところにあるフロントカプラブーツ内にある白テープが貼られてない方（AD1）のカプラに接続します。

カプラとラジエータのボルトは逆側にあるので、上側に配線をグルっと這わせて反対側に持って行きました。

この時点で実際にロガーの電源を入れてちゃんとCANデータとして取得できるのかを試します。

HRCが出してる資料の「ロガー用CAN メッセージリスト一覧表」を見るとAUXAD1～4のFactor項目に「0.019531」と記載されているので、CANデータで取得した値にFactorの値を掛けることで0～5Vの値を取り出すことができます。

次に「測距モジュール GP2Y0E02A」のデータシートを確認します。
センサーから対象物が50cmの距離の時に0.55V、10cmで2.0V、4cmで2.2Vを出力と書かれています。
この数字だけ見てグラフにすると微妙に直線になりませんが、データシートのグラフ的には直線になっていると思われるため、50cmの時と4cmの時の電圧を使って2点を通る直線の方程式を出します。

y = -278.78787878788 * x + 653.33333333333
（割り切れないので切り捨ててます）

xに電圧を入れれば距離のyを導き出せます。
ちなみにこの式はcmではなくmmが出るようにしています。
また、xの電圧の部分は、上に書いたCANデータの数値にFactor値を掛けた値で取り出した数値を入れる必要があります。
尚、この方程式で出せるのはストローク量ではなくセンサーから対象物までの距離（mm）です。

実際にデータロガーで使用する場合は、センサーからの距離ではなくストローク量として出す式にしてあげる必要があります。

車両に取り付けたセンサーを実際に動かしてデータロガー上に数値を出してみると…

実際にノギスで測った距離とロガーに出てる数値が全く合わない（汗）
そして偶に数値が飛んだり計測不可になったり。

半日悩んで色々試した結果、センサーとの距離を測る対象物にしているフロントフェンダーの材質の反射がダメっぽい。
（後日やったリアフェンダーの反射もダメっぽかったけど、そっちは取り付け位置が悪かっただけかもしれない）

なので赤外線をしっかり反射できるように、非光沢な白色のカッティングシートを前後のフェンダーのセンサーがあたる部分に貼り付けました。

本当はセンサーがあたる部分だけでいいので、もっと小さい面積で構わないのですが、位置決めとか面倒だったので大きく切って貼り付けました。
これで試したら方程式を使ってロガーから出た距離と実測値が一致するようになって問題解決！

リア用のカプラー情報も書いておきます。
リア用のストロークセンサーはリアカプラブーツ内の灰色のカプラで白テープが貼られてないAD3のカプラに接続します。

ストロークセンサーはそこから下へとそのまま配線を這わせ、ステーを間に入れてリアの上部フェンダーにネジ止めしました。

この辺りはマフラーの熱を結構受けるため、夏だとホットボンドはちょっと危ない気がします。

後ろのセンサーはインナーフェンダーを対象物としました。
CBR600RRの場合、リアサスのストロークはプロリンクを介しているのでかなり少ないはずですが、このセンサーではセンサーとフェンダー間の距離を測るため、実際のサスのストローク量よりも結構多くなると思います。
細かくやりたい人は、実際に計測して係数を調べることで近い値が取れると思いますが、私は面倒なのでそこまでやりません。
あくまでもセンサーと対象物との距離をストローク量としてデータ上で見ます。

もちろんリアのインナーフェンダーにも白のカッティングシートを貼りました。

データロガーソフトの計算式をストローク量が取れるように変更し、
前後共に実測値と同じストローク量がロガーで取れるようになったため、自作ストロークセンサーは無事に運用に漕ぎつけることができました。

ただ、赤外線センサーの性質上、雨の日は水滴が邪魔をして正しい値が取れない可能性が高いと思われます。
正確にストローク量を測りたい場合は、やはりHRC製のストロークセンサーを使用するのが間違いないと思います。

まあ、2千円くらいで1センサー作成できると思えば、性能的には十分ではないでしょうか。