機関区用の小型ポイントコントローラの製作

 実家の座敷レイアウトの機関区のポイントを増設したので、小型ポイントコントローラを製作することにしました。前回、製作した小型ポイントコントローラと同じケースを使って同様に製作しました。違うのはパネル面とトグルスイッチの位置とコンデンサー容量です。コンデンサー容量は機関区のため同時切替がなく、ポイント1個しか動作させないので最低限の25V1000μFにしました。実は以前10個で100円という超安価で購入しておいたものの残り6個を使いました。
 従って、購入したのは小型トグルスイッチ6個、LEDランプ、ラグ版の2100円とケースの108円で完成しました。

 製作中の小型ポイントコントローラ
小型ポイントコントローラ

 一応、完成した小型ポイントコントローラ
小型ポイントコントローラ
 取敢えず必要な4ポイントのみスイッチをつけましたが、残りはレイアウト変更後に改修することにしました。ACアダプター電源は要らなくなったスキャナー用のものをプラグを変更してリサイクルしました。
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    実家の座敷レイアウトの支線用パワーパック2

     前回は、支線用パワーパックにパネルを貼り、出力端子を付ける所まで行ないましたが、3Dプリンタでツマミも出来たので内部配線をしました。

     支線用パワーパックの内部配線
    内部配線

     完成した支線用パワーパック
    支線用パワーパック
    ―侘呂錬海弔如∈犬ら機関区用、支線ホーム用、リバース線用です。
     ・Y字ポイントの先で引込み線でギャップ切っているので、機関区用で操作
     ・本線から終着するホームは本線側で操作し、リバース線に入る場合には支線ホーム用で操作
     ・リバース線はほとんど1方向なので操作しなくてもいいが、待機する場合にはOFFに操作
    ▲櫂ぅ鵐箸狼ヾ惷萋發離櫂ぅ鵐藩僉併団蝓
     ・小型ポイントコントローラに端子を増設できないので機関区内のポイント切替えを追加
     ・ポイントはシングルなので25V1000μF×2(先日のバーゲン品:1本で10円)
    DCジャック端子
     ・1つのACアダプターで他のパワーパックなどが操作できるようにDCジャックを2つ用意
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      小型ポイントコントローラの改修

       実家のレイアウト変更に伴い先日製作した小型ポイントコントローラも変更する必要があります。100円ショップの葉書ケースを使用してパネルを貼っていたので、古いパネルを剥がして新しいパネルを貼りトグルスイッチの変更を行ないます。

       古いパネル(右側)を剥がして新しいパネル(左側)を貼る
      小型ポイントコントローラの改修

       トグルスイッチを変更する
      小型ポイントコントローラの改修
       古いスイッチの穴はパネルで隠れるので、変更した新しいスイッチの穴を開けてトグルスイッチを取り付ける。

       小型ポイントコントローラの改修が完了
      小型ポイントコントローラの改修
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        実家の座敷レイアウトの支線用パワーパック1

         実家の座敷レイアウトのために複線用パワーパックと小型ポイントコントロールボックがあります。本線から引込み線に入って終着駅と支線用に入るように最終形で増設された線路にしました。そこで、複線用パワーパックと独立して機関区とリバース線に入る操作ができるように支線用パワーパックを作ることにしました。
         この支線用パワーパックではリバース線の操作をどのように実現するかが課題でした。また、小型ポイントコントロールボックの端子を増設できないので使い分けも検討しました。

        【仕様】
        ・ケースは100円ショップの葉書ケース
        ・他のパワーパックと同じ2ハンドルPWM方式
        ・パワー供給は、支線ホーム(終着ホーム兼用)、リバース線、機関区の3つに分ける
         (3つの線路はギャップで区切ることになる)
        ・機関区用ポイント切替にスイッチを1つ装備
        ・リバース線用のポイント切替はパワー供給スイッチ連動させる
        ・ACアダプターの端子は2つ設ける

        【操作】
        (1)小型ポイントコントロールボックで切替える
        ・本線から引込み線に入る時は、支線のパワー供給はOFFにして本線のパワーを使用する(終着ホームに到着)
        ・本線から引込み線を切り離すと、Y字ポイントが連動してポイントのギャップで切断される
        (2)支線用パワーパックで操作
        ・終着ホームから機関区に入る時は、終着ホームと機関区のパワー供給を同一方向でONにしてバックする
        ・支線ホーム(終着ホームと同じ)から列車の向きを変えるためリーバス線に入る時は、支線ホームとリバース線のパワー供給を同一方向でONにしてリバース線に進入する。
        ・リバース線から戻ってきて支線ホームに入る時、支線ホームのパワー供給の極性を逆にする。
         連動してリバース線のポイントが切り換る。従って、専用のポイントスイッチは省略されています。
        ・向きが変わった列車は支線ホームから機関区でも本線でもどちらでも行くことができる。

         回路図
        回路図
         回路は加減速をロータリーSWで行なう2ハンドルPWM方式です(DC方式は省きました)。なお、回路図ではわかりませんが、ポイント切替えのスイッチ1つとパワー供給のスイッチ1つを9Pトグルスイッチにして連動させて支線ホームのパワー供給とリバース線のポイント切替えを行えるようにします。

         ケース加工と部品の配置とパネル検討
        支線用パワーパック
         パネルは紙に印刷して位置関係を確認しました。ツマミは仮に他のパワーパックのもので3Dプリンタで製作する予定です。
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          お着替えパワーパック

           自作したパワーパックのツマミにはKATO製パワーパックのツマミを転用していました。しかし、なかなか安く入手することができず苦労していました。

           3Dプリンタでまずやりたかったことの1つがツマミの自作でした。最初は熱可塑性粘土を利用してコピーしてみましたが、出来上がりが今一で、シリコン樹脂を使って本格的にコピーして製作したらKATO製パワーパックよりも高くついてしまうので中断しました。

           今回、マイ3Dプリンタで3Dソフトで設計することからできるのでいろいろな分野で利用できるので、3Dプリンタの導入を決めました。本格的に3Dソフトでツマミを設計して出力してみました。

           ツマミA
          ツマミA

           ツマミB
          ツマミB

           3Dプリンタで製作
          3D出力
           1回目は残りの黄色フィラメントが試しに出力したのですが、製作途中でフィラメントが無くなり失敗してしました。1kgの白色フィラメントを購入して2回目の製作をしました。

           2回目の試作したツマミ
          ツマミ完成
           CADソフトではローレット軸対応用に設計しましたが、3Dプリンタではそこまでの精度がありませんでした。そこで適当な穴を開けておき、後で加工することにしました。

           壊れたロータリSWのローレット軸だけを取り出して、半田こての先を交換して熱加工することにしました。加工は温度が200度に制御する必要があり、上り過ぎないように注意しました。加工した後は樹脂を取り除くようにすれば何度でも利用できます。また、先端を元に戻せば普通に半田こてとして使えます。

           改造した半田こての先端
          半田こてを改良

           1回目の試作した黄色ツマミを装着(左のツマミは失敗、右のツマミは成功)
          黄色ツマミを装着

           2回目で試作した白色ツマミを装着
          白色ツマミを装着
           CADデータはあるので、今後は簡単にツマミを製作できるので、色違いで着せ替えることが出来ます。他のツマミも設計して色を統一するなどできるのでいろいろ楽しんでみたいと思います。

           【おまけ】引き出しのツマミに変更
          ツマミを変更
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            安価な複線用の2ハンドルPWM式パワーパックの製作3

             製作した複線用2ハンドルPWM式パワーパックを実家のレイアウトで使用していたら、珠にフルスピードになるという現象がありました。急遽、持ち帰って原因を調べてみましたが、珠に起きる現象なので再現性がなかなか取れずく苦戦しました。まずは、半田付け箇所を疑い再工事してみましたが直らず。

             原因追求のテスト走行
            テスト走行

             再利用していたボリュームも新品に交換してみましたが、直りませんでした。幸い試作用のPWMもモジュールでICの差し替えができるようにしていたので、ICを簡単に交換できるため、まずコンパレータLM393を交換してみたが駄目で、次に555を交換してやっと直りました。どうも発振が不安定だったようです。

             これで実家のレイアウト用のパワーパックを試作用から新しいパワーパックに変更完了です。

             設置の状態(同じ100円ショップのケースが並ぶ)

             電圧降下対策で2箇所から電力供給したいので、追加加工で出力端子を2個づつにする予定です。なお、試作用パワーパックの減速ボリュームをばらしてカムと配線を変更して反対回しに改良できたので、すべて動作を統一できました。
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              安価な複線用の2ハンドルPWM式パワーパックの製作2

               安価な複線用2ハンドルPWM式パワーパックの回路は今まで製作したパワーパックと基本的に同じですが、接続と部品と端子数など細かいところが違うだけです。PWMモジュール基板は試作用パワーパックから移設して、コンパレータの2/2を追加使用できるようにしました。操作切替はトグルスイッチに変更したので、同時に操作できなくなりますが、切替ながら独立して操作できます。
               過電流保護素子のポリスイッチが1つしかないので共通に入れましたが、構想時には各々に入れる予定でしたが購入し忘れたの1つで誤魔化しました。だいたい動力車3台までは正常動作しますので問題はありません。

               製作したパワーパックの回路図
              回路図
               パワーパックの内部配線(VRのSWは利用していません)
              内部配線
               試作用パワーパックと製作したパワーパック
              (ACアダプター端子2つ設けてポイント切替ボックスにも供給できるようにしました)
              新旧パワーパック
               製作したパワーパックの動作確認


              追伸:あまりにも安いのでポイント切替用にコンデンサー(25V1000μF)を購入しました。なんと10個で100円です。
              コンデンサー
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                安価な複線用の2ハンドルPWM式パワーパックの製作1

                 実家の座敷レイアウトが複線になったことから専用に試作用パワーパックを作り直して、安価な複線用の2ハンドルPWM式パワーパックを製作することにしました。基本的な回路は以前に製作して複線用の2ハンドルPWM式パワーパックと同じですが、どこが安くなるかというとケースをアルミケースから100円ショップの葉書ケースに変更し、複線の切替をオルタネートスイッチ×2うを3Pトグルスイッチ×1に変更することで2000円近く安くなります。さらに、ポイント切替を省略しました。安いツマミを購入などで3000円ぐらい安くなりました。

                (1)PWMモジュールは試作用パワーパックから流用
                 コンパレータの2/2も利用するように変更します。
                 同じ100円ショップの葉書ケースを利用。ツマミを試作用から流用

                 左側が試作用パワーパック、右側が同じ葉書ケースと余ったパネル
                2ハンドルPWM式パワーパック
                (2)製作方法を変更して操作パネルは穴加工前にパネルを貼る
                 パネルは前回作成したアルミケース用の物の残りを利用します。若干、サイズが小さいですが操作性の統一を考えたので一石二鳥です。
                 ・統一のため加速と減速はロータリースイッチに変更しました。
                2ハンドルPWM式パワーパック
                (3)ポイント切替は省略
                 ・専用のポイント切替ボックスを製作したので省略しました。
                 ・ボリュームとLEDランプは余ったものを再利用する。
                 ・出力端子は予備1を含め3つにした。
                (4)DC入力はスルー端子を設ける
                 1つのACアダプターでポイント切替ボックスも利用できるようにする。
                2ハンドルPWM式パワーパック

                 外観は完成です。早い2〜3時間でここまで出来てしまいました。
                2ハンドルPWM式パワーパック
                 
                 試作用パワーパックはDC方式専用にしました。DCなのでレベルメータの表示が正確になりました。さらに、SLのブラスト音発生回路を復活させました。ただし、ツマミをこちらに流用したのでなくなりました。
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                  小型ポイントコントローラの製作2

                   ちょっと遠い店で不足していたトグルSWを購入してきました。早速、製作している小型ポイントコントローラに取り付けました。名称をコントローラというほどでないので、正式には「ポイント切替ボックス」としました。ケースの加工は終わっているので、トグルSWが手に入れば、配線するだけです。

                   トグルSWを全部取り付ける(切替6は予備)

                   すべての配線を完了(割とすっきりしている)

                   動作テスト(ダブルクロスでも動作することを確認)

                   回路は単純なコンデンサーの充放電方式です。構造的には電解コンデンサー(25V3300μF)とトグルSWはスレスレでぶつかることはありませんでした。これで小型ポイントコントローラ(ポイント切替ボックス)は完成です。

                  【追加】2016.1.18
                   実家の座敷レイアウトに設置

                   試作用パワーパックを一時引き上げて改造する予定です。試作用パワーパックはPWM方式からDC方式専用にして、同じ葉書ケースを利用してPWMモジュールを再利用しもう1つの実家の専用パワーパックを新規に制作する予定です。
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                    小型ポイントコントローラの製作1

                     実家の座敷レイアウトが複雑になってきたので、小型で安価なポイントコントローラを製作することにしました。100円ショップの葉書ケースを利用して、レイアウトを変更しても部品を再利用して安価に変更できるようにしました。なお、この葉書ケースは実家で使っている試作用パワーパックと同じケースです。お揃いです。

                     100円ショップの葉書ケースを加工
                    葉書ケース
                     背面の端子群6個とACアダプター入力端子
                    背面の端子
                     レイアウトイメージのパネルを紙で試作
                    パネル試作
                     高さ制限があるのでコンデンサーの取付けに工夫
                    部品の取り付け

                     お店に3Pトグルスイッチがなく、数が足りないのでここで一旦休止です。LEDランプは端子の折れたものを再利用です。スイッチが入ってくるのは来週になるので、その間にパネルを正式にして完成はその後ですかね。

                     正式パネルを貼り付ける
                    操作パネル
                    操作パネル
                    端子パネル
                    端子パネル
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                      カレンダ

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