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卓上レイアウトで楽しもう 自動運転 その26 再開する

 今年も暮れが迫って来た。 クリスマスシーズンが近づいてきたので部屋の飾りを兼ねて卓上レイアウトを再開した。

 

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■ 今回のレイアウト

 今回は右のようなレイアウトとした。 大きな周回路と行止まりの駅を配置したもので、駅を出た電車は周回路を周遊した後、リバース線を通ってもとの駅に戻ってくるパターンである。

 一方、周回路の中央にはヤードを設け、ここに留置していた電車と交代させながら次々に周遊させようとする目論見である。 即ち、周遊パターンと電車交代パターンを設けて、それを自動運転させて運用させようとするものである。

 

 このパターンには、一つのエンドレールと、7個のポイントが配置されているので、これらの処理回路や駆動回路が必要となってくる。 今回は今までのストック品の中から回路を改良して対応することにした。

 

■ ポイント駆動ユニットの追加

 最初に、ポイントが7個も配置されているので、これらを駆動させるユニットが必要となってくる。 今までの手持ちの回路では4個までしか対応できないので、追加が必要となった。

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 幸いにも、今年の9月から始めた「新しい動力測定装置を作ろう」のプロジェクトによって、今まで8の字パターンの線路を制御していたポイント駆動ユニットが不要となっていた。 そのユニットを右に、回路図を下に示す。

 コンデンサ方式によるポイント駆動回路の初期の作品であり、「コンデンサ方式のポイント駆動ユニット」(2016/1/23)にて工作したものである。 Arduino のデジタル出力信号によって2C接点のリレーを駆動し、二つのポイントを同時に切り替えるよう構成している。 ポイント駆動回路にはそれぞれコンデンサを配置し、さらにこの回路セットを2組用意している。 即ち、二つの信号によって4個のポイントが駆動出来る構成である。

 しかし、初期の工作品であるため、リレーの駆動は、Arduino のデジタル出力そのままを使ってリレーを駆動するという、かなりヤバイ構成であるが、これでも作動していたので、そのまま採用することとするものの、12volt 入力部のDCジャックは使いずらいのでピンヘッダを使った配線に変更した。

 加工した駆動ユニットを上に示す。 実は、このお蔵入りになりかけた駆動ユニットを生かそうとして考えたのが、今回のパターンなのである。 エヘヘ・・・・・・・。

 

■ レールエンドの改良工作

 ストック品となっていたレールエンドが有りました。 これは、「車止め試作4号」(2017/7/12)にて工作したもののひとつである。 その後、麓駅のホームがレイアウトの大改造によって、1面2ホームが1面1ホームになったため、余ってしまっていた物です。 「登山鉄道の自動運転システム 構成要素と制御回路の検討」(2019/8/16)参照。

 このレールエンドの到着信号は、反射式のフォトインタラプタが、平行リンクの腕に塗られた白色ペンキに反応しています。 「マイクロスイッチを使った車止め」(2017/7/3)。 腕がセンサの下に来ると信号が反応します。 そして、この信号を中央の制御基板上で処理してマイコンの入力信号としていました。 この場合の処理回路を下左に示します。

 今回は、この処理回路をレールエンド内で処理して、出力された信号を直接マイコンに入力出来るように改造しました。 この場合の回路ずを下右に示します。

  

 とは言っても、レールエンド上の基板は、パテで保護してしまった後なので、下左の写真のように別基板とチップ部品を使ってコンパクトに収め、それをレールエンド後ろの隙間に押し込んで、MTテープでぐるぐる巻きにしてしまいました。 下右の写真。

 レールエンド全体を建物等を工作して覆ってしまえば見栄えがするのですが、面倒でしたので・・・・・・・・・・・・・・。

 

■ レイアウトの様子

 おおよその運行パターンを想定して、線路のギャップ、給電部、センサなどを組込んで走行テストを実施しました。 操作はまだ手動です。

 給電制御は、「モータドライバBD6231を使って簡易コントローラを作る」(2020/3/19)で工作したユニットを使用ししています。 問題無く走行出来ましたが、ACアダプタとして、DC12v-1.5Aの物を使用しましたが、ポイント切り替え時に電車が一時停車する現象が発生しました。

 上記のレポートでも報告したように、このユニットでは二つのポイントの同時切替に際しては電流値が不足するのが原因と推定しています。 今まで卓上レイアウトで使用してきたユニットでは、一つずつ制御するようにしてきましたので、問題無いはずですが、今回新しく使用しようとしている上記のポイント駆動ユニットでは問題になるかも知れません。

 建物などを置いた状態を下に示します。

 通過センサは、色々なタイプを工作していましたので、どれを使用しようかと迷いながら設置しました。 また、それぞれのタイプでは処理回路もいろいろでしたので、改めて整理しなおして資料としてまとめました。 後期高齢者になると、記憶が抜けてしまうので、この様なまとめておくリストが必要になってしまいます。 ちなみに、駅の入口のセンサは、信号機のあるセンサを選択しました。

 

 今回の報告はここまでとして、次は、運行パターンと回路の構成の検討、スケッチの記述などを検討していきます。 なお、制御用のマイコンは、Arduino Nano Every を使用します。 IOポートが足りるかな?

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 2020/11/7 作成