前回はLEDディスプレイのカバーを完成させていた。そして今回はそのLEDユニットを車内に固定する為のマウンタをCADで設計し、3Dプリンタで出力した。写真がそのマウント一式。上のアームは車内のサンバイザーに固定するためのパーツで、もう片方はLEDユニットをアームに固定するためのもの。

Tの字になった凹凸を嵌め合わせる事でスライドし、位置を調整することができる。位置決め後は写真には写っていないけど、下部にM4ボルトサイズの穴にタップを切っていて、ボルトを締めることで固定ができる。

LEDユニットには固定用の突起があり、これをマウンタの穴に合わせてM4ボルトで締め込んで固定。この箇所もタップを切っている。

OK。前後位置、角度が調整できるマウンタが完成した。これを車内に持ち込んでみよう。

サンバイザーと天井のカバーにマウンタの爪を引っ掛けて固定。黒くてゴツくてけっこう目立つな。いかにもDIYといった雰囲気を醸し出している。この後はLEDを点灯し、ミラーやレンズ、アクリルの切れ端に投影させてコンバイナの構想を練った。

ブレッドボードと裸のArduinoでのテストは取り回しが悪いしショートさせる危険性もあるので、次はArduinoのケースを作るようにする。

ロードバイクで坂中心のルートを走っていると、自分が今登っているのか下っているのかが分からなくなる。今日は脚が回らない、えらく調子が悪いなと後ろを振り返ってみると、平坦だと思っていた道は、実際には結構な勾配がついていた。みたいな事がたびたびあって、自分の感覚と現実の剥離がストレスに繋がって気持ちが悪い。

そこで自転車用の勾配計が欲しいんだけど、GarminやSIGMAなどのハイエンドサイクルコンピューターには気圧勾配計が付いている機種があるものの大変高価で、他の安価なガジェットと言えば上の画像のようなアナログ勾配計が販売されている。

しかし、このアナログ勾配計は電源いらずで安価なものの、単純な構造ゆえに走行中に勾配を確認する用途には向いていないという事は明白なんだよな。勾配に特化した自転車用のメーターを探しても見つからないし、どうしたものかな。

現在製作中の自作ヘッドアップディスプレイが完成間近なので、次の題材はこれや！という事でArduinoでロードバイク用のデジタル勾配計を作る事を考える。勾配が計測できるサイコンを買うのが最良の解決法だけど、そんな事は十分理解したうえで突き進みたい。

小型のArduinoと自宅に在庫しているマトリクスLED、3Dプリンタ製のケースで図のような感じに仕上げたい。電源は9V電池、もしくはモバイルバッテリー経由のUSB給電。Li-poバッテリーを使うことも考えたんだけど、非常に扱いが難しいバッテリーなので今回はパスということで。

これだと、高度は気圧高度センサで取得すればいいものの、水平距離をGPSもしくは車輪のマグネット経由で計測する必要があるので仕組みが複雑になってしまいそう。もっと単純でいいんだ。なので、

正確な道路勾配は計測できないだろうけど、目安としては十分なんじゃないかな。

だいたいの構想がまとまったので、早速AdafruitのArduino互換機と加速度センサをスイッチサイエンスで購入した。技術が低いので実現できるのかは不明だけど、とりあえずブレッドボード上でテストしていきたいと思います。

自転車にのるはずが雨だったのでDIYヘッドアップディスプレイの制作を進める。前回の記事でマトリクスLEDマウントの設計を失敗していたが、設計のミスを直し、続けてLEDのカバーを3Dプリンタで作った。

内部の出っ張りはマトリクスLEDを固定する用。側面の2つの穴はタクトスイッチと光センサ(CDS)を固定する穴。天面の穴は配線を通す穴となる。

マウントに固定したLEDを静かに挿入。

LEDマウントとカバーは少しの抵抗がある程寸法がピッタリなので、ネジや接着剤で固定しなくても大丈夫だった。

心配なので後から排気用の穴を電動ドリルで空けた

苦手なハンダ付けに進む。まずはスイッチの端子に配線をハンダ付け。後から熱収縮チューブでハンダ付けした箇所を覆った。

続けて光センサも処理。

あまり配線の数が増えると鬱陶しいので、スイッチと光センサのマイナス線はマトリクスLEDのマイナスへ合流させる。

ハンダ付けを行ない、絶縁テープで保護。

2mm厚のカバーをM4ボルトで固定。

最後に配線をチューブで覆い、ディスプレイ部が完成した。無骨でかっこいい。

5ヶ月程前に自作HUDのLED表示をテストしていたが、その後仕事の繁忙期を迎え、休みが殆ど無くなり、会社の犬としてただ只管に働いていた。そして齢35にして老眼を患った。つらい。

しかし、間もなく自分の時間を持てるようになる予定で、製作を再開するにあたり、まず各ユニットの配置を検討してみた。

まずコンバイナー（最終的に数字が表示される部分）はメーターフードの上に置く事は当然として、LEDをどこに配置するか。他のDIYHUDの事例を見てみると、コンバイナーとLEDorLCDは近い位置に置かれている事が多く、レンズを使用して焦点距離を調整し、ミラーを介して最終的にコンバイナーへ投影されるが、コンバイナとLCDを近く配置すると大きく仰々しい姿となってしまう。

そこで、少しでもスマートにする為、LEDユニットはサンバイザーあたりに設置してみようかと考えた。サンバイザーを使用するとHUDが使えない事になるが、この箇所に設置すれば直射日光も避けられるし、ユニットにスイッチを付ければ少し手をのばすだけで表示の切り替えやON,OFFを操作できるんじゃないだろうか。

焦点距離は名刺サイズのカード型ルーペで調整。ここらへんの検証は机上ではあるが、仮置きのコンバイナーとLED、レンズで試していて、大丈夫そうだとの手応えを得ている。

LEDが固定されていない状態なので、まず台座を作らなければならない。2つのLEDがピッタリとくっついた状態にする必要があるが、基板のネジ穴は非常に小さい。我が家のローエンド3Dプリンタの精度では少々厳しい条件か。

基板のネジ受け穴の直径は1mmに満たない程。これで成功かと思いきやミスをおかしていた。

基板と台座の接合は問題無いものの、LED同士に2mmの隙間が。CADでの設計ミスだな。ネジ穴はタップを切らずに、直接ネジ自体をタッピングビス的にねじ込ませてみたが、うまく接合する事ができた。

CADデータは修正してあるので、次は修正データの出力と、LEDユニットのカバーを用意したい。