Gitlab信号機を作る話 -トミカの光る信号機をハックする-

現在、３色のLEDを光らせるだけのGitlab信号機を作成しております。
状態を確認するだけの信号機でしたらLEDをそのままとしても良いですが、カッコ悪いので検討しました。
デザインを考えて成形とか考えましたがそこまでしたくないです。
だったら手っ取り早く販売している信号機のおもちゃをハックしよう！となりました。
いろいろおもちゃの信号機を調べましたが、今回のターゲットは「トミカ トミカタウン 光る信号機」で作成したいと思います。

もちろんですが、ハックは自己責任でお願いします。壊れても責任は持てません。すみません

おもちゃの動きを見る

はじめにこのおもちゃの動きを見てみます。

特徴を書くと以下のポイントです

• 電源は単四電池(1.5V) 2本
• 車道信号機がLED３つで表現されている
• 歩道用信号機がLED２つで表現されている
• 電源On/Offは天板にあるスライドスイッチ
• 天板にはリセットボタンがあります

てっきり信号機は車道のみ、信号の切り替えは信号毎に点灯ボタンがある程度と考えておりました。
しかし、もう少し高尚なものでした。

電源が入ると以下の様な動作をします。
1. 車道用の信号機が緑になります。(歩道用の信号機は赤色)
2. 歩道用の信号機が黄色 → 赤になります。
3. 歩道用の信号機の青 → 赤 (車道用の信号機は赤)
と繰り返し切り替わっていきます。
お子はこれに合わせてトミカる訳です。

リセットボタンを押下すると信号ははじめからになります。

おもちゃをバラす

さっそくおもちゃをバラしてみます。

子供用のおもちゃということでしっかりとした作りとなっております。
でも、シンプルにできています。
ベース（電池あり）をバラして、ケーブルを緩めて、信号をゆっくり引き抜けばばらせます。
基盤と電源は直接ケーブルをはんだ付けしていますので完全にはバラせませんでした。

てっきり基盤はベース（電池の部品）のところに入っていると思っていました。
が、信号の柱に基盤が入っていました。

基盤のバリは気になりますがw

解析する

さて、基盤があらわになったのでテスター片手に解析します。

一番重要なポイントはLEDに入る電圧（IC出力電圧）です。

計測ポイントはIC側の抵抗の足とGND(グランド)を計測します。
信号が点灯している時にか電圧はかからないのでタイミングは難しいです。
測定結果は約3Vでした。

あとは各抵抗を測って…

ICはパテで埋められていますのでブラックボックです。

分析する

先ほど解析から回路図にするとこんな感じです。
歩行者信号機 ( D1 , D2 ) 、車道信号機 (D3 , D4 , D5)です

もちろん、ピン配列とかは適当です。点線は無視してください。

ICでは順番に点灯する制御が入っています。
ICのVCCの入力が！とか言われてもめんどくさいので近いところに入れているだけです

実装を検討する

Gitlab信号機でこのおもちゃを動作させる部分は以下の部分を検討しております

• 車道用の信号機 (赤、青、黄)
• リセットボタン

車道用の信号機を光らせる検討

Gitlab信号機にてLEDを光らしている方法はGPIO ポートのHi電圧を直接LEDに入れています。
Raspberry pi のGPIOポートの出力電圧は3V程度です。
ちょうどICと同じ出力ですのでこのIC部分を置き換えればOKです…

なので、抵抗の足にケーブルをはんだ付けして引っ張ればOKでしょうか。
SMD抵抗なので難しいですが…

終いに

今回はおもちゃをバラしました

次回はこのおもちゃにGitlab信号機の配線を行い動かします！