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そうだ!制御ボックスを作ろう~♪ その8 [レイアウト]

坪尻信号機システムをロジックICで考えてみました。

坪尻駅ポイント配置図.jpg

坪尻駅のポイントは片開きポイントの抱き合わせです。

ポイント切り換えパターンは4つ。

制御ボックスのポイント切り換えトグルスイッチと連動して4つのパターン時の信号を抽出します。

坪尻信号機配置.jpg

坪尻ロジック42.jpg
(修正版)

リレーだけと違って、配線はスッキリしますね。

これで行こうかな。

制御ボックス用部材が到着しましたので、制御ボックスを先に製作しましょ。


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そうだ!制御ボックスを作ろう~♪ その7 [レイアウト]

パーツの在庫が無いらしくて、納期が決まらず未だ到着は未定です。

待ってる間に、坪尻の信号機制御回路を作っておきます。

P1050351.JPG

ポイントの切り換えと連動して信号機を点灯させます。(青と赤だけ)

坪尻信号リレー配線図2の4.jpg

リレーは買ってあったので、組んでみますか。

P1050350.JPG

上段の4個は「G5V-2 DC5」、残りは「G5V-2 DC12」です。

果たして、思い通りに動いてくれるのやら・・・・(^^;

ロジックICなら、ANDゲートが4つ入ってるICなら1個と終段の極性反転用にリレー4個で出来ちゃうのかな・・・(^^ゞ


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そうだ!制御ボックスを作ろう~♪ その6 [レイアウト]

並列で接続するLEDの数が増えるほど、青と赤の明るさのバランスが際立ってきます。

妥協点を探るべき、いろいろ実験してみました。

2色LEDGND抵抗3.jpg

2個1セットで青のプラス側に510Ω、共通GND側に1kΩを入れました。
(青プラス側に1kΩ、赤プラス側に510Ωのほうが配線は楽ですね)

肉眼で見る感じは明るさのバランス揃っています。

2色LED2抵抗.jpg

こちらのほうがもっとバランス取れて明るさもちょうどいいので、これで行きことに決定です。

トグルスイッチを発注しないと。


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そうだ!制御ボックスを作ろう~♪ その5 [レイアウト]

注文していた2色LEDが到着しました。

買ったのは、3mm径の赤・青2色LEDです。

P1050341.JPG

HPの説明と違ってVFにバラツキがありますね。(^^;

早速、ブレッドボード上に組んで実験です。

2色LEDGND抵抗2.jpg

手っ取り早く、GND側に1個の抵抗から実験開始です。

10個の2色LEDを並列接続しています。

抵抗は1kΩです。

赤のほうが暗いですね。

これで行くか、明るさを揃えるべきか微妙なところです。


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そうだ!制御ボックスを作ろう~♪ その4 [レイアウト]

親爺ぃレイアウト給電2.jpg

WPP切り換えトグルスイッチは9か所に変更しました。

2色LED位置4.jpg

2色LEDは、「北1」「北2」「坪1」「坪2」「浦1」「浦2」が2個づつの12個、「坪4」が18個、「北3」が14個、「浦3」が6個と合計50個。

当初計画してたLED1個に2個の抵抗(2色LEDだから倍ね)、合計100個の抵抗の節約のために、邪道と言える方法をsinさんから提案されました。

2色LED抵抗.jpg

本来並列接続では、1個のLEDには1個の抵抗(2色LEDは1個に2個)使うと言われてきました。

上図のようにやると、LEDの個体差によって明るさのバラツキ、最悪LEDがご臨終になります。

LEDの電圧-電流特性の立ち上がりの速いLEDがIFを超えてしまうのです。

この辺の詳しい説明は、ここを参照してください。

古いLEDのデータシートでは、同じ型番のLEDでも、Vf=2.8~3.2Vとか書かれていて、同じ型番のものでも0.5Vくらいのバラつきがありました。

しかし、最近のLEDのデータシートを見ると、Vf=3.1Vと表示されています。

このことから、もしかすると最近は製造精度が上がってVfがかなり一定になっているのではないかと推測されます。

さらに、ご臨終になる場合は、If=20mAとかのLEDの限度の20mA以上流れた時です。

制御ボックスではそこまで明るく点灯させることは無いのです。(If=5mAくらいかな)

「坪4」なんて18個のLEDを並列接続でやらないといけません。

多少の明るさのバラツキあっても、うまくいけば抵抗は32個がたったの2個で済んでしまいますね。

青LEDも赤LEDも同じ電流制限抵抗値が同じなら、100個がなんと9個になってしまいます。

まあ、注文したLEDが到着しないことには先には進めないのですけどね。


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そうだ!制御ボックスを作ろう~♪ その3 [レイアウト]

制御ボックス内のパワーパック給電まわりの配線図を書いてみました。

パワーパック給電2色LED2.jpg

トグルスイッチは4極双投(12Pスイッチ) ON-OFF-ONです。

土佐北川駅構内の給電配線のみでこれですから、全部の配線はどうなるのでしょうか・・・

2色LED位置2.jpg

赤丸が2色LEDなのですが、総数49個になりました。(^^ゞ

電流制限抵抗なんて98個も使うのね。(他人事モード)

決まったところで、部品を調達しますか。

12Pトグルスイッチって意外と高いのね。(^^ゞ


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そうだ!制御ボックスを作ろう~♪ その2 [レイアウト]

いつまでも悩んでいても先には進めません。

土佐北川駅の給電とポイントスイッチ、坪尻駅のポイントスイッチを残して他は撤去いたします。

親爺ぃレイアウト給電2.jpg

パワーパックの給電点の名前をつけておきます。

全部で10か所ですが「坪3」は「坪4」から給電を分配します。

WPPの切り換えは制御ボックス内でやるので、レイアウトから制御ボックスに配線数は9X2本の18本。

親爺ぃレイアウトポイント.jpg

ポイントもPP給電点同様に名前を付けます。

ポイントは6か所ですので、レイアウトから制御ボックスへは、1か所につきソレノイドに2本の合計12本、共通のプラス線(19V)1本と共通GND線1本の総計14本になります。

電飾は、セクションが3つと秘密の電飾用なので、レイアウトから制御ボックスへはプラス線(12V)4本と共通GND線の合計4本。

部埼灯台などの電飾ギミック用に、プラス線(5V)とGND線の2本。

ポイント連動信号機への配線が、2本x6か所の12本。

親爺ぃレイアウト信号機.jpg

連動が多いものの、信号機の数は凄まじいものがありますね。(^^ゞ

見落としがなければ、総数51本、アンフェノール36ピンコネクタが2個あるので十分間に合うことになります。

問題は、制御ボックス上でWPPのどちらのPPがギャップ区間を専有してるかを、目視出来るようにするかですね。

1つの案として、2色LEDを使うことを考えました。

制御ボックス2色LED.jpg

土佐北川駅構内ギャップ区間を例にして、PP切り換えトグルスイッチに連動して、青・赤2色LEDで青PPが専有なのか赤PPが専有なのかを区別できますね。

ただこの場合、2色LEDの3連直列接続が出来ないので、全て並列接続なってしまって、制御ボックス内の配線が凄まじいものになってしまうのですよね。(^^ゞ


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そうだ!制御ボックスを作ろう~♪ [レイアウト]

 親爺ぃは、悩んでいた。

電飾に始まり電気系ネタで記事を繋いでは来たものの、ネタが尽きてしまった。

寒さのピークは過ぎたとはいえ、まだまだ廊下でのレイアウト作業は気の重い親爺ぃなのです。

せめて3月くらいからなら廊下で作業する気も起きるのですが・・・・

あと半月なんとか作業部屋で過せないものかと思案を巡らせていたのです。

そんなとき・・・閃いた!

全通試験をやるには、制御ボックスを作り直さなければ動かせないのです。

P1050270.JPG

ご覧のように、多度津まわりは大幅に変更になっています。

ギャップ位置.jpg

このように変更しないといけません。

パワーパックもWPP仕様に変更だし、電飾はセクションごとに点消灯させるようにします。

さっそく無駄な配線の整理をするべき、裏蓋を開けたのです。

P1050204.JPG

 うぅぅ・・・、なんという配線の数なのでしょうか・・・・(゜ロ゜)ギョェ

自分で7年前くらいに作ったとはいえ、よくまぁ~間違えずに配線したもんですね。

この中から無駄な配線を1本1本探しだして行くなんて・・・・

萎えた!気持ちもあそこも完ぺきに萎えました。

こうしてレイアウト作業の進展しない日々が流れて行くのです。


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WPPによるATS自動列車停止の検証実験 [レイアウト]

WPP(ダブル・パワー・パック)によるATS制御実験をお見せします。

ATS実験.jpg

P1050328.JPG

PP1の管理下の特急が間違ってPP2の管理下に誤進入してしまう実験です。

特急を先発させて、後から普通をのんびり走らせます。

動画をご覧ください。

普通車に特急が追いつかれてしまうという、意図しない結果に終わりましたが、ATSは効くことが分かりました。

動力性能に差があり過ぎたので、撮り直しします。

鉄コレ第9弾の20m級、東武と秩父を使います。

どちらも動力ユニットは「TM-09」です。

同じ動力でも東武が若干逃げ気味でしたね。

東武のほうが軽いので加速が違いますね。

続いて、単線区間にありがちな正面衝突の実験です。

PP1の東武は時計回り、PP2の秩父は反時計回りをします。

ギャップに同時に進入しない限り正面衝突も回避出来そうです。

これだけだと寂しいので、フレキシブルレールのお話でも。

2本のフレキシブルレールを金属ジョイナーで接続する場合は、レイアウトに設置する前にやってしまったほうがいいことがあります。

P1050325.JPG
(画像はKATOフレキシブルレールと金属ジョイント)

2本のフレキシブルレールを真っ直ぐな状態で繋ぎ、金属ジョイナーとレールの隙間にハンダを流し込むようにします。

レールの外側・内側もハンダ付けして一体化してしまうと、綺麗なカーブを描くことができます。

P1050326.JPG

フィーダー配線もレイアウトに設置する前に片付けておきましょう。

これにて実験はすべて終了しました。

やっと、レイアウトの製作に戻れますね。


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KATO電動ポイントをトグルスイッチで制御 [レイアウト]

最新のスローアクション付き記事は、

KATOの電動ポイントをスローアクションポイント化してトグルスイッチで切り替えちゃおう~♬

KATOの電動ポイントをスローアクションポイント・・・その2

を参照してください。

KATO編です。

初めにお断りをしておきます。

親爺ぃは、PECO使いであり、道床付きレール・ポイントには興味はありません。

言わば、道床付きレール・ポイントに関しては、TOMIX派でもKATO派でもない、どうでもいい派の人間です。

そんな親爺ぃが、見たまま感じたままを記事にしています。

P1050312.JPG

手元にあるKATOのポイントは「20-221 電動ポイント4番 (右)」です。

中を見てみましょう。

P1050313.JPG

P1050314.JPG

両端に永久磁石の付いた樹脂製の部品(黒色)を、ソレノイドが引き寄せたり離したりして、ポイントを切り換えています。

P1050315.JPG

P1050316.JPG
(真ん中の黒いやつの裏にロッドは繋がっています)

樹脂製の部品が動くことによって、この細いロッドが左右に動き、連動されたトングレールが動くようになっています。

KATO電動ポイントの特徴は、ソレノイドを覆う銅板の中に隠されています。

P1050317.JPG

サーモスタットです。

温度が70度に達すると内部のスイッチが切れ、温度が下がるとスイッチが入るようになっています。

このサーモスタットは一体なんのためにあるのでしょうか?

場所柄、ソレノイドの温度を監視して、何らかの事情でソレノイドが高温になった時の安全装置なのでしょうかねぇ・・・

純正ポイントスイッチは、PECOやTOMIXの純正ポイントと同じに、レバーを倒すと一瞬スイッチが入り、倒しきると切れるようになっていますので、ソレノイドには電流は流しっぱなしってことはないのです。

1つの推測として、電流を流し続けているのかと思い、DC12Vを流し続けてみました。

1.ポイントの切り換えが出来ます。

2.ポイント裏面のプラカバーのソレノイドあるあたりが、火傷するくらいかなり熱くなります。(^^ゞ

3.ポイントの切り換えが出来なくなります。(^^ゞ

4.サーモスタットが効いたのか、裏面が冷めて来ました。

以降、1~5を繰り返します。

結論は、電流を流し続けては使い物にはならないということです。

他に考えられるのは、純正ポイントスイッチの作りがチャチだから、スイッチが壊れて電流がソレノイドに流れ続けた時の対策用なのかもね。(かなりいい加減)

いろいろ推理しても答えの出ない謎のサーモスタットであります。

トング給電反位.jpg
(定位時)

トング給電定位.jpg
(反位時)

KATOとTOMIXは、トングレールにはレールとトングレールを内部(赤線)で繋ぎ、給電するようになってますので、トングレールをレールにPECOほど密着させなくても、通電不良は起きません。

サーモスタットの謎を残したままですが、配線図です。

KATO電動ポイント.jpg

KATOの場合は、電解コンデンサは35V1000μFでOKです。

これにて終了って訳にいかないのが、KATOポイントなんですね。

KATOの電動ポイントはマジマジ見ると、いくつかの疑問点が見つかります。

<第1の疑問点>
ここで脱線しないのかという疑問。

段差.jpg

P1050323.JPG

こんなんで大丈夫なんですかねぇ?(^^ゞ

車両がここを通過するときに、跳ね上げられて脱線ってないのでしょうか・・・(^^ゞ

TOMIXやPECOポイントには見られません。

<第4の疑問点>
接点不良しないのかという疑問。

接点.jpg

ポイントを切り換えた時に、通電するレールを切り換えるスイッチです。

パワーパックからの電流が流れるところです。

ここは何回も切り換えていると、いずれは接点不良を起こすでしょうね。

御座敷レイアウトならまだしも、レイアウトに固定しているのを想像すると・・・(^^ゞ(^^ゞ(^^ゞ

設計が古いのでしょうねぇ。

などなど、心配の種の尽きないKATOポイントですね。

<あとがき>
今回、KATOとTOMIXの鉄道模型メーカー2社の電動ポイントを観察して感じたことを。

TOMIXは、ユーザーに楽しく車両を走らせることを考えている企業ですね。

多少のおもちゃ感があるのですが、ポイントのトラブルを極力回避するように設計しています。

好感の持てる電動ポイントでした。

KATOは、老舗の看板にあぐらをかいた企業です。

今回の4番ポイントは7~8年前に購入したものですが、未だに現行品として売られているものです。

ユーザーからトラブル報告はお客様相談室にあがっていると思われるのですが、なんら改良や新製品が出ていないのが現状です。

新しい車両の開発に力を注ぐのは結構なことですが、それを走らせるためのポイントにも目を向けるべきではないでしょうか?

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