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新ATSに挑戦 制御ユニットの機能チェック
■ はじめに
製作した制御ユニットの機能チェックのために、書斎の床の上にレイアウトをくみ、システムの作動状態を観察した。
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■ 床上テスト用のレイアウト
製作した制御ユニットの機能チェックのために、右のようなレイアウトを構成した。 レールはTOMIX の C140 と S140 をしようした、 通過センサやコントローラは先の机上のレイアウトで使用したものを使用している。
制御ユニットの（１）はオプション回路対応のユニットを使用し、（２）は通常用のユニットとしている。 （1）のユニットとブレッドボードを使ってオプション回路の検討で出来るようにと考えて構成したのであるが、当てが外れてしまった。
下の写真のように、Bトレの車両を右回りに走らせたのだが、オプション回路の検討どころではなくて、基本の制御がうまく行かなかったのである。 （1）のユニットが制御する閉塞区間を通過できないのだ。
最初は原因が分からずウロウロしたが、前方区間の信号待ちの状態で停止したままとなっていることに気が付いた。 先回示したフローチャートの中のS1チェック後のS2の信号待ちのために停止していたのである。
当初は前方の信号がOFFのまま、即ち電車はいませんので通過はOKですよと、S2信号をLOWの状態にしておけば、先方の区間の信号が無くても対応出来ると考えていたのでこのようなレイアウト構成にしたのであるが、よく考えると、S2の信号は一旦は、ONにさせてからOFFにする必要があったのである。 これが制御のポイントであったはずなのに、自分でその落穴にはまってしまうとは・・・・・・・・・・・・・・・トホホ・・・！
ユニット（１）のロジックを変えるためにPICを取り外して修正する作業を実施したが、修正は一回では済まなかった。 そこで、再びブレッドボードでの回路を持ち出しPICkit3 を接続して修正と調整を実施した。 先方の通過信号S2を使用せず、S1を通過後はタイマーを作動させて数秒の間は後続の列車を停止するロジックに変更した。 そして、このタイマーが作動している間は橙色の信号が点灯するようにした。
テストの様子を動画にしてみました。 途中でアレー？と思うような動きがありますが、なんとか動いているようです。 ４匹の赤ネズミが“ダルマさんが転んだ！”と言って遊んでいるようですね。
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■ 閉塞区間の変更
ロジックの変更で対応できるようになったが、このロジックが必要となるのは先方区間が未工事の場合なのである。 と言うのは、この新ATSのレイアウトへの組込みは、一度に実施するのは苦しいので、少しずつ設置作業を進めるつもりでいるので、どうしても未設置の区間が出来る。 そこで、この時に使用できるようにと考えているのである。
そしてオプション回路の検討は、やはり正式なロジックを組み込んだユニットで実施したいので、レイアウトの構成を変更した。 工事区間手前用のロジックを制御ユニット（２）に組み込み、ユニット（１）の前方に配置するように変更した。 右の写真。
また、ユニット（１）のオプション回路用の接続ポートをブレッドボードに接続しているので、ここから制御用電源を投入している。 そして、安全のために、過電流防止のためのポリスイッチを、逆接続防止のためのダイオードを挿入している。 下の左右の写真参照。
逆接続防止のダイオードは、電圧損失があるため、貴重な5ボルト電圧から1ボルト近くも失われてしまいます。 この損失を小さくするにはショットキーダイオードがよいとのことですが、よく分かりません。 リレーやLEDは逆接続しても問題無いようですので、PICだけでも保護するようにダイオードを入れて置く事を考慮中です。 PICの場合は、電圧が１ボルト程度低くなって問題ないようですので。
制御ユニット（２）の様子を下に示す。
SLも順調に走行可能です。 このテストの中で、制御回路の電源投入後、本来は緑色の信号が点灯しなければならないのに、赤色が点灯し列車も停止してし舞う不具合がたびたび発生しました。 最初のS1信号のチェックに問題があると見て、ダブルチェックが必要なのかと考えたのですが、コンフィグの説明を調べた時に、パワーアップタイマの有効・無効の設定が出来ると記されていた事を思い出し、
_PWRTE_ON
記述をついかしてみました。 その効果かはありましたね。 以後、この様な不具合は発生しませんでした。
次回は、PWM制御方式のコントローラとフライホイール搭載の電気機関車で室内灯を組み込んだ客車を牽引した旅客列車を走らせてみる事にします。 PWM制御、フライホイール、そして室内灯の影響具合を検証する予定です。
問題ないはずだよ・・・・！ と思っておられるかも知れませんが、いやいや・・・・・・。
2018/9/20 作成