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ATS列車自動停止システム 駅構内の工事 北側制御回路の工作

 

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 この新ATSシステムの設置作業も最後の山場に差し掛かった。 いよいよ残るは駅構内の工事に入ることにした。 設置に必要な制御機器の Sub-Assy 部品を工作したので、この部品を取り付ける工作を実施した。 今回は駅の北部の工作を報告する。

 

■ 駅北部の入場制御機器の設置工作

 制御機器類の設置工作は、右の写真のように、駅構内プレートをレイアウトから取外して移動台の上で作業を実施した。

 まず、駅北部の入場制御機器の設置場所に合わせて制御機器間の配線工作を実施した。 配線作業は、制御機器を取り付けた状態では工作できないので、事前に配線作業を実施している。 勿論、設置場所に合わせて配線の長さを決めている。

 下左の写真は、制御ユニット、信号機、センサ調整処理回路をまとめた基板を中心にして配線を実施したものである。 このセットを駅構内プレートに取り付けた状態を下右に示す。 配線類が浮き上がらないようにマスキングテープで止めているが、仕上げの段階では隠すつもりである。

 秋のゾーンに設置した通過センサからの配線を接続するコネクタとして、4本のピンホルダを先端に取り付けている。 

 

■ 出発制御機器の設置工作

 次に出発制御機器の配線作業として、まず、通過センサの取り付け工作から始めた。 設置場所が狭いために別体化した通過センサとその処理回路の取り付け位置を決め、線路側の穴あけ等の工作を実施する、 そして、処理回路配線のハンダ付けを実施する。 下左の写真。 工作場所が狭いうえに暗いので、見栄えよりも確実なハンダ付けを心がけたため、どうしてもイモハンダ状態となっている。 相変わらず下手ですね。 レールへの取り付け状態を右下に示す。 黒く太い熱収縮チューブは、投光用LEDの 100Ω抵抗が配線途中に挿入されているため、絶縁用に被せている。

 作業後に機能チェックを実施した。 安定化電源から 5volt を供給しセンサと調整回路の作動状態を確認した。

 次に、心配していた車両限界の確認である。 通常電車や列車ではOKであったが、Bトレの新幹線車両では、わずかに半固定抵抗部分が接触していた。 そこで、このユニットを外側に 2mm 移動させる手直しを実施した。 その確認時の写真を下に示す。 センサのポール部分と半固定抵抗部分との隙間は確保されているのが分かる。

 

 そして、レールへの給電配線を実施してレール部分の工作を完了する。 本線側と副本線がわの2セットを工作する。 下左の写真。

 次に、一番ややこしい中央制御基板の配線工作を始めるにあたり、部品と設置場所の現物を前にして急遽方針を変更した。

 当初は、ホーム先端の裏側に設置するPIC 用基板との配線を直接ハンダで接続の予定であった。 しかし、ハンダ付けによって配線を固定してしまうと、回路修正や不良個所の手直しが発生した場合、ハンダ付けした部分を取り外して作業しなければならないのではとの懸念があった。 このため、各ユニットが容易に取外しできるようにコネクタを使った配線方法に変更することにした。 このため、中央制御基板の空きスペースに急遽コネクタを追加し、配線を追加した。 その結果を上右の写真に示す。

 ここで、給電線との接続はターミナルブロックを使用した。 基板の脱着時に、レールも一緒に脱着させるのは大変なので、給電線の取外しが簡単に出来るようにブロックによる接続とした。

 

 そして、ホーム先端の裏側に設置するPIC 用基板と、信号機や通過センサなどとの配線具合を下左に示す。 もうゴチャゴチャである。 配線が完了した状態を下右に示すが、綺麗に収まっているのだ分かる。

 でも裏側が下に示すような状態である。 配線が飛び出して引っ掛ける恐れがあるので、最後には保護カバーが必要であろう。

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 出発信号の取り付け部分を右に示す。 従来からあったTOMIXの信号機は撤去して、手作りの信号機を鎮座させた。

 

■ 設置後の機能チェック

 北部構内の配線工事が完了したので、機能チャックのためにレイアウトにもどしてテストを実施した。

 

◆ 右回り線の入場制御のチェック

 制御電源を投入して信号機の動作を観察したが、スイッチON 後、緑からすぐに橙に移行し、そのままの状態であった・・・・・・・・・・・・( =_=;; ) 

 アッセンブラを一つずつ追っていくと、goto 記述の行先にミスを見つけて修正し、再チェックすると、正常に作用するようになった。 プログラムミスだった。

 

◆ 左回り線の出発制御のチェック

 今度は、出発制御の動作をチェックする。 このテスト走行によって、次の問題点が分かった。

  1. 何故か副本線側は赤信号を無視して通過してしまう。
  2. 最初にスイッチをON した場合とポイントを切り替えた場合、前方は通電状態なのに赤信号を表示する。 

  第1の問題点について:

 本線側は正常に作動しているのに、何故、副本線側で信号無視が発生するのか理解できなかった。 最初に疑ったのはPICマイコンのプログラム不良と考えて、PIC マイコン を本線側と交換してみた。 結果は同じであった。 次に、配線不良ではと考えてPIC マイコン を取り外し、ソケット部分の信号電圧をチェックしてみた。 通電具合や電圧をチェックしても、回路は正常に機能していることが確認できたが、後は何が考えられるのか頭に浮かばず、迷宮入りかと・・・・・ボケーと眺めていた。

 何気なしに入場側のポイントを見ている時、直線側にギャップが無い事に気が付いた。 旧タイプのポイントを使用していたのです。 この直線側の線路は本線の右側、即ち進行方向の右側ですからプラスとなります。 これがギャップ無しにまっすぐ繋がっていることになるので、ハッと気が付きました。

    本線と副本線のプラス側はつながっているのでは?                                         

 早速、ストック品のポイントを取り出して通電状態 (抵抗値の測定) をチェックしてみました。 その時の様子を下に示す。 下左が直進状態で抵抗は無限大、右側が分岐状態で抵抗値はゼロです。

   自分の推測は図星でしたね!                                                       

 旧タイプのポイントは、分岐状態と言えども、プラス側としている右側の線路は、本線側と副本線側は連通しているのです。 このため、副本線のリレーを切って通電を止めても、本線側から通電されてしまうので、列車を停止させることが出来ないのです。 信号無視された原因が判明しました。

 対策として、入場側のポイントを新タイプのポイントに交換する事です。 ちなみに新タイプのポイントで同じチェックをした状態を下に示す。

 思わぬ落し穴に、はまってしまいましたが、TOMIX製ポイントの新タイプは完全選択式と呼ばれている物です。

 

 第2の問題点について:

 こちらのトラブルはプラグラムの記述ミスであった。 出発制御の検討に示したフローチートの中で、最初の通電チェックとS2をチェックの後に記述すべき信号を緑にする記述が抜けていたのである。 このため、正常な待機状態になっているにも関わらず、赤信号を点灯した状態のままとなっていたのである。 単純なプログラムミスであった。

 

  駅構内の入場制御と出発制御の機能をチェックし、正常に作動することが確認できた。 そして設置工作の最後の作業として、駅南ゾーンの工作に安心して取り掛かる事が出来るのだ。

 それにしても、単純ミスが重なってしまった。 後期高齢者にとっては簡単なプログラムと言えども侮れないのだ。 バグを見つけて解決できた時の喜びは捨てがたいものがあるが、これもホビーとしての楽しみとして満喫することにしよう。

 

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 2019/8/31 作成