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鉄道模型工作室 マイコン式の運転操作台を作ろう 信号系の配線
配線の仕上げとして信号系、即ち Arduino 周辺の配線作業を実施する。 そして確認テスト中に、またまたコード化基板の不具合を見つけてしまったのである。
■ キャラクタディスプレイモジュールの配線
キャラクタディスプレイモジュールの配線は、Arduino との接続の他に、バックライトや表示明るさの調整のための回路が必要である。 そこでこのための配線から実施した。 文字表示を調整する可変抵抗が必要なので、10KΩ半固定式抵抗を取付ける小さな基板を切り出し、専用の配電板を作った。 そして、ここからモジュールへの配線を取付け、配線の先はピンホルダとピンヘッダをハンダ付けした。
キャラクタディスプレイモジュールとArduino への配線の様子を下に示す。
Arduino へはL字型のピンヘッダを使用して、水平方向への配線となるように考慮している。
■ ロータリスイッチのコード化基板の取付け
ロータリスイッチの情報をコード化するユニットは先に報告したものを取付けた。 ユニットとスイッチの間は配線を固定している。
■ 全体の配線状態
全体の配線の様子を下に示す。 Arduino 回りはスッキリしているが、中央部の配線はゴチャゴチャとなってしまった。 もう少し余裕を取るべきだった。
蓋を開けると中は空っぽである。 走行させる電車などを保管する場所に使えそうだ。
■ 機能テストの実施
単純な周回路を構成した卓上レイアウトを組立て、マスコンやブレーキ操作の確認を実施した。 信号機回路はまだ未接続である。
ディスプレイも表示され、正常に作動しているような感じであった。 そして室内灯の点灯状態を確認する。 コアレスモータ搭載の機関車が動き出し前に点灯させることが出来たが、調整範囲は狭かった。
マスコンやブレーキ、および車種の選択レベルの表示も異常無く、車速表示もOKであった。
列車もスムーズに発車して行き、惰行運転、制動時の走行なども良好であったが、途中でマスコンの異常に気が付いた。 今まで表示されていた１レベルが０表示となり惰行運転モードに入ってしまうのである。 あと、３レベルも０表示で２と４は正常である。 一端電源を落としてから再表示させると最初はOKなのに、途中から０表示に変わってしまうのである。
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■ コード化基板の作りなおし
回路構成を間違えたかと心配したが、ブレーキダイヤルと車種指定ダイヤルは正常であった。 そこで、このユニット部分を浮かして各チャネル出力部の電圧を測定した。 その結果を右に示す。 黄色で示した部分は、HIGHであるべきなので４ボルト以上になるはずであるが、約１．８ボルトしかないのである。
これは、どこかのダイオードの取付けを逆にしたのではないかと疑って、ダイヤルごと取外して観察した。 目視ではよくわからにので、テスターのダイオードチェック機能を使って方向をチェックしたが、間違い箇所は見つからなかった。 こうなると我が頭では混乱の渦の中である。
もう一度、電圧測定を実施したが、結果は同様であった。 やはり原因不明である。 何か所は、電圧がジワリと変化している部分があったので、原因はダイオード自身ではないかと疑った。 どこかのダイードがいかれてしまって機能しなくなっていると勝手に推測して、このユニットを破棄することにした。
問題のチップ部品による工作を止めて普通の部品を使うことにした。 と言うのは、マスコン用なのでダイヤルの選択数は少なくても良い。 そこで、８個から６個に減らすと回路が少し単純になり、基板の裏側だけで配線が可能となったのである。 こうして新しく作ったユニットを右上に示す。
上左の写真は、新旧のユニットを並べた状態で、ここから配線類を取外し、新しいユニットを取付けた。 上右の写真。 そして操作台に取り付けた。 ダイヤルの回転範囲は、今まで５段階であったが、今回の変更で逆にひとつ増やして使用することにした。 ロータリスイッチの回転制限パーツの設定を変えたのである。
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こうして新しいユニットに交換後は、正常に作動するようになったので、次の確認ステップに移ることにしよう。
2021/4/30 作成