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登山鉄道 新自動運転システム 運行不具合の対応 その２
■ はじめに
半年ぶりに登山鉄道の自動運転を作動させてみると運行パターンが正常に作動しないことが判明した。 そこで、その原因と判断したリレーを交換したが不十分であったので、考えていた対策を追加で実施した。
■ 対策案の実施
再発した不具合は、リレー接点が少し溶解を始めたため、接点の通電が不安定になってきたのではないかと推察する。 このため、新品に取り換えればシステムは復活するものと考えるが、根本原因に手を付けなけらば再発する恐れがある。 ちなみに取り外したリレーの端子抵抗は、5〜6Ω程度のわずかな抵抗であったが、状態は進行していくものと推察する。
このため、先回検討した対策案の内、（１）案と（２策を実施しすることにした。 その内容を回路図にて示す。
対策（１）は、2200μFと3300μFの二つのコンデンサのうち、片一方を切り離して 2200μFだけにした。 コンデンサの容量を大幅にダウンさせることによって、リレーを流れる電流が抑えられるものと考えた。 また、対策（２）の様に、通常時はコンデンサが放電状態になるように回路も変更した。 これによって電源スイッチのON/OFF時にコンデンサへの充電も無くなり、必要な時だけ充電することになる。 これによって、リレーに電流が流れる機会が減収するものと考える。 さらに、OFF時に、コンデンサの電荷を放電するようにした150Ωの抵抗は不要となるが、取り外すのも面倒なのでそのままにしている。
■ 信号機の取り換え
以前から破損していた信号機についても、今回取り換えることにした。 TOMIX製の信号機を応用したものであるが、根本部からポッキリと折れてしまった。 復活の手段はあるが、これも面倒なので、以前製作した信号機に取り換えることにした。
下左の写真が破損状態で、下右の写真はレイアウトに取り付けた状態である。
■ テスト走行の実施
ポイント駆動基板の修正が完了したので、テスト走行を実施した。
テスト結果は良好であるが、リレーを新品に変えた結果が表れただけであり、対策（１）と（２）の効果かどうかは時間が経ってみなければ判断出来ないのだ。 ただ、コンデンサ容量を少なくしても作動することは確認できた。 以前の実験結果は何だったのか振り返ってみる必要がありそうだ。
■ まとめ
今回の失敗を振り返って、反省点を整理しておこう。
- 電動ポイントの駆動回路としてコンデンサを使用する方式は、昔から鉄道模型の電子工作に使われてきた方式であるが、手動スイッチを使用する場合は問題ないものの、電磁リレーを使用する場合には、その電流容量に注意する必要があるようだ。
- 参考にした、「電子工作マガジン No.30」の記事では、DC12V/N4100HS3 12V のリレーが紹介されており、接点定格は3A であった。 さらに 9V では 2000μF 、12V では 1000μF のコンデンサを使用していた。 今回、自分が選択した仕様はかなり無理だったようである。 ちなみに、このN4100HS3 12V のリレーをさっそく注文して置いた。 もし、ダメになったらこちらに取り換えることにする。
- 今までは安易に電解コンデンサを使用していたが、その使い方も勉強となった。
- スケッチの修正など、パソコンからArduino に送信する場合、シリアル通信ポートを開けて置くと、いちいち配線を外す必要が無いのでこの配慮は有効であった。
- 回路の修正のために、基盤を取り外す必要があったが、ゴチャゴチャした配線の脱着が必要であり、誤接続の恐れもあった。 基板を分散する場合は、その配線接続の簡単化を考慮しておく必要があると痛感した。
- 手動運転と自動運転のスイッチ一つで切り替えれる工夫があると便利なのだが・・・・・・。
さて、リレーの耐久性や対策の効果についてまだ結論が出ていないのだ。 しばらく運転を楽しんだ後にその結果を報告することにしよう。
2019/1/21 作成