KATOのC56(1−201)のテスト走行

 自作のパワーパックでKATOのC56(1−201)のテスト走行をしてみました。ACアダプターは15V/1.2Aのものを使用しました。

 HOのC56はNゲージに比べてかなり大きくて重い。「蒸気機関車スタイルブック」のC56の図面(1/80)と比べてみました。車輪の狭軌が16.5mmになっている以外は、ほぼ図面どおりですね。

 図面との比較
C56

C56


 周回する最低限のレールでテスト走行(加速、減速、フルスピードなどで前進と後進)
 
 ちょっと寂しいですが、C56だけの単機でのテスト走行です。まだブレーキの利き方の感覚が掴めていないオーバーランしています。流石、HOでスポーク車輪が回るのがよく見えてゆっくり回るとなんだか癒される。

 スケールスピードメーターで計測
 
Nゲージでスケールスピードメーターの動作を確認してますが、HOでは行っていなかったので、1/80に切り替えて計測してみました。
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    自作のパワーパックでもHOの車両は動かせる

     HOのC56を自作のパワーパックで動かしていますが、もともとACアダプターはロス分を考慮して、15V1.2Aを使用しています。KATOのパワーパックも公称出力電圧は12Vとなっていますが、実際は14Vも出ていることも考慮して選択しました。
     したがって、自作のパワーパックは回路図上は12Vとしていますが、実際は15Vで使用しています。その分、出力をボリュームで調整して下げています。そのボリュームを上げることでPWMの波高を上げて室内灯の明るさを調整できる機能にもなっています。
     HOでも制御回路はNゲージと全く共通でいいので、検討すべきは出力回路だけで、自作したパワーパックの出力素子はスイッチング電源用パワーMOS FETの2SK2232に統一して使用しています。耐圧や流せる電流はもちろん必要ですが、採用した理由は特に次の特性を重視しました。
    .好ぅ奪船鵐飴間(tr、ton、tf、toff)
    ▲疋譽ぅ鵝Ε宗璽拘屮ン抵抗(RDS)
    の2つの特性は重視しています。
    また、今では当然ですが、パッケージ全体が絶縁されていることも重要かもしれません。放熱対策軽減のためにもMOSでない出力トランジスタの使用は論外ですね。

     2SK2232の電気的特性(データシートから抜粋)
    2SK2232

     過電流保護で入れているポリスイッチ素子がNゲージ用に0.75A(実際は1.5Aで遮断)を入れているのでHO用に交換する必要かあります。モーター1台であれば、何も変更せずに使用できますが、重連+室内灯(30mA×16両)だと厳しくなるかもしれません。電流制限がかかったらポリスイッチ素子を交換すればいいでしょう。2SK2232の放熱はアルミケースに直接取り付けているのでケース全体が放熱してくれるので問題はありません。

     また、電流が足りない時には、ACアダプターは大電流タイプに交換すればよく、私は要らなくなったパソコン用の15V5AのACアダプターを再利用し、接続コネクターだけを変更して利用できるようにしました。

     15V5AのACアダプター(左)と15V1.2AのACアダプター(右)
    ACアダプター
     このACアダプターは車のバッテリー上がってエンジンがかからなくなった時に、緊急に充電できるので便利でした。大きなワニ口クリップを用意しておくと便利です。
    但し、過充電に注意して自己責任で行ってください。
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      HOのC56を入手したのでNゲージとHOとの比較

       KATO製のHOのC56(1-201)をオークションで落札でき入手しました。きれいな状態の中古品で動作も問題ありませんでした。中古品だと付属品がほとんど取り付けてあるので新品よりいいこともあります。ちゃんと取り付けてあることが条件ですが、写真や説明文からの見定めが難しくある意味賭けですね。

       まず、HO(16番ゲージ)といわれているサイズですが、レール幅が公称16.5mmということなのでしょうか。巷では日本の狭軌とモデル縮尺との関係でいろいろあるようですが、KATOのパッケージにはHOとあるのでそのまま採用しています。
       
      (1)Nゲージ(9mm)とHO(16.5mm)とのレール比較(KATO製レールでの比較)


      公称の寸法ではなく、ノギスによる測定による実寸法を表示しています。そのため誤差がありますので、ご了承ください。

      (2)KATOのHOのC56とNゲージのC56を並べるとこの大きさ違い
      C56
      C56

      (3)C56でのHOとNゲージの比較1(上段:Nゲージ、下段:HO)
      C56
      C56
       Nゲージを拡大して見た目のサイズを合わせてみると、どちらもなかなかのリニアリティのある再現がされていることがわかる。

      (4)C56でのHOとNゲージの比較2
        (左側:Nゲージ、右側:HO)
      C56


        (上段:Nゲージ、下段:HO)

       カプラー回り以外はほとんど差がないといえるぐらいである。Nゲージの最先端の表現がすごくなった。

      (5)C56でのHOとNゲージの比較3
        (左側:Nゲージ、右側:HO)

       キャブ内にNゲージではモーターが見えないが、HOでは旧態依然の構造で大きなモーターが鎮座している。キャブ内ではNゲージの方が進んでいる。

        (上段:Nゲージ、下段:HO)

       ギアが丸見えで埃やゴミなどを巻き込みやすい。

       設計や製造時期が違う2両ですが、HOは正面から見ると横太りという感じで、その点Nゲージの方がスマートである。Nゲージもサイズを越える素晴らしいできであることがわかる。HOもC11やC12が出ることを期待したい。

       最後に、自作のパワーパックでのテストをしてみた。電気的にはPWM方式でモーターを回しているだけなので、動作するのが当たり前ですが。短い距離(周回できるほどレールを購入していないため)でPWMのスロー動作を確認しました。
       
      Nゲージの新しいモーターは音が静かなのに対して、HOのC56はモーターの音が大きい。
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        無線(Bluetooth)によるコントロール

         ターンテーブルのコントローラ本体は完成していますが、すでに製作した小型多機能パワーパックには収納できないことがわかり、分離して別ケースに収めました。接続ケーブルで繋ぐのも今どきでないので、Bluetoothを利用してペアリングしたモジュールで自動的に接続するようにして無線で繋ぐようにしました。

         開発中のBluetoothの発信側のブレッドボードとコントローラ本体
        Bluetooth基板

         ブレッドボードでは開発ツールとしてArduinoのシールド基板に
        Bluetooth基板
         ブレッドボードではタクトSWが全て設けられないので、専用シールド基板を製作しました。基板上にある小型スライドSWはBluetoothモジュールの設定時に使うEN端子の接続用です。

         開発したBluetoothの発信側基板
        (左側から、専用シールド基板、汎用Bluetooth基板、パワーパック組込み用基板)
        Bluetooth基板
         Arduinoのスケッチは専用シールド基板で開発と改良を行います。汎用Bluetooth基板はBluetoothリモコンにしますが、バッテリーとケースをどうするかを検討中です。組込み用基板をパワーパック内に収めて、コネクタの加工が不要になり簡単に繋ぐことができます。ただし、パワーパックにスイッチを追加で設けることができないので、工夫が必要でありその方法を検討中です。ローターリーSWの余っている回路と押しボタンで選択して機能するように改造する予定でしたが、このアイデアはダメで、ロータリーSWが停止状態でのみ押しボタンSWが有効になるようにしてました。

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          KATOからC62常磐形の商品化決定

           KATOの2018年11月発売予定品の情報の中に、 C62常磐形の商品化決定という情報がありました。ゆうづるを牽引していたということで、20系のゆうづる寝台特急の発売に合わせての製品化決定のようです。但し、発売は11月かどうかは不明です。

           C62常磐形(KATOの発売予定ポスターから部分的に引用)
          C62常磐形
           シリーズ展開ですが、これも楽しみですね。
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            Bluetoothモジュールのペアリングと送受信に成功!

             諸先輩たちのブログを参考にして、Arduinoを利用してBluetoothモジュールのHC-05とHC-06のペアリングの設定を行い何とかうまく設定できました。やっぱり、一筋縄には行かなかったので、無線は苦手である。トラブルと何が悪のかわかりずらい。

             私の忘却防止のためにというか、忘れた時に再現できるようにまとまてみました。
             Bluetoothモジュール(HC-05とHC-06)のペアリング設定

             2台のArduino UNOにHC-05とHV-06をそれぞれ接続してアリング設定を行いました。
            ペアリング設定
            2組あるので、忘れるといけないので2組ともペアリング設定しました。

             製作したターンテーブルコントローラはスイッチとBluetoothの両方で操作できるようにしました。Bluetoothの操作はスマホで行っていましたが、いちいちスマホを立ち上げるのが面倒である。そこで、ペアリング設定して専用のBluetoothコントローラを考えていました。子機のアドレスを変更すればほかにも流用できるので、汎用としても使える。

             タクトSWの在庫が4個しかなく、その4個だけを接続してテストを行いました。

             ペアリングはできているのに送受信してみると、文字化けしていることがわかりました。いろいろ考えられる箇所を探っても問題がなかなか解決しませんでした。ヒントはBluetoothモジュールのデフォルトの通信速度は38400bpsということでした。設定では9600bpsに統一してスケッチ描いていたので、まさかでした。

             これで、スマホで操作していた自作のターンテーブルコントローラは、パワーパックからワイヤレスで操作することも可能になります。さらに、サウンドボックスもBluetoothで操作できる目処が立ちました。
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              ターンテーブルコントローラの原点復帰のテスト

               自作のターンテーブルコントローラが完成しましたが、まだまだ改良すべき課題もあり、開発していたブレッドボードに少し手を入れて、余計な部品を取り除き接続ケーブルのない専用開発ツールに整理して、いつでも使えるようにしました。

               専用開発ツール
              専用開発ツール

               原点復帰のテスト

              EEPROMを利用してセンサーを設けず、ソフトウェアだけで原点復帰を実現できたのでテストしてみました。
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                サウンドボックスのワイヤレス化の検討

                 ターンテーブルコントローラの自作が一段落したので、次にチャレンジするはサウンドボックスの無線化(Bluetooth)を検討することにします。
                 サウンドボックスの通信ポートの仕様が公開されず、KATOのスマートコントローラを購入して解析してみようとしましたが、Blutoothのペアリングのためのパスワードがわからないと自作のコントローラは接続できそうにありません。そこで、自作のBleuetoothモジュールとコントローラをサウンドボックスに内蔵して、通信ポートを介さないで無線化しようと考えています。

                 サウンドボックスに内蔵した場合、ターンテーブル制御に比べて簡単な回路でできそうである。但し、KATOのオリジナル回路に半田付けするので、元には戻せなくなります。Bluetoothモジュールが余っていることからそのライブラリーもあるので、Arduinoを利用して回路的には在庫のATmega328Pを利用して、サウンドボックスのSWの配線に半田付けで接続すればいいだけのはずです。
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                  小型ターンテーブルコントローラ 

                   KATOのターンテーブルを操作する自作の小型コントローラができました。自作のパワーパックに入れようとしましたが、無理なようなのでスピードメーター用に購入していたケースを利用することにしました。といっても基板が辛うじて入る小型ケースのため、取り付け部品の配置に苦労しました。

                   完成したターンテーブルコントローラ基板の動作確認
                   

                   小型ケースに収納(Bluetoothも内臓)

                   Bluetoothのペアリング表示LEDはKATO用レールへの給電コネクターが僅かに光っていますので、ペアリング状態が確認できます。

                   
                   KATOのコントローラよりも小型で多機能になったターンテーブルコントローラはこれで一応完成とします。なお、パワーパックに内蔵できた時には報告します。

                   KATO製と自作のコントローラのサイズ比較
                  サイズ比較
                  KATO製の約1/4弱ですかね。

                   【おまけ】自宅近くで捕まえたトンボ

                   トンボを捕まえたのは久しぶりで、写真を撮ったら逃がしました。私に捕まるぐらいですから、大分弱っていたのかもしれません。
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                    KATOのオリエント急行の走行

                     1988年にオリエント急行はいろいろな機関車が牽引して日本国内を走行したようです。その代表的な機関車としてEF58 61(お召機関車)が牽引してから、D51 498に交代して牽引しました。

                     EF5861とD51498が交代で牽引


                     続いて重連の機関車が交代で牽引
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                      カレンダ

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