小型のT型ワンハンドルの試作

 先日、製作したArduinoを活用したパワーパックのロータリーSWがどうも気に入らないので、製作した小型のパワーパックに入るような小型のT型ワンハンドルのマスコンを試作してみました。ギア比、操作性(動作の硬さ)、耐久性などよくわからないので、まずは作ってみてどうなのかを見てみようと思いました。ただ、私が製作してきたパワーパックは気に入っているので、交換することはなく、あくまで試作までです。

 出来上がった小型のT型ワンハンド
T型ワンハンドル
T型ワンハンドル

 操作性の確認
 
 なかなかいい感じの操作性です。パワーパックに取り付けてちゃんとした動作確認はできていません。暫く操作しているとロータリーSWに取り付けたギアが滑るようになったので、接着剤で固定しました。

 そこで配線を取り出して動作確認
 
 ギアのサイズの制限とレバーの傾きの制限があり、その影響で非常停止の位置が入りにくくなりました。非常停止は進行方向のSWでできるので大きな問題ではありません。グリスを塗布することにより一応直りましたが、走行パターン1が選択できなくなる可能性があるのでソフトウェアを変更する必要があるかもしれません。→ネジの締め付けの誤差で生じていることが分かり正常な動作になりました。

 この後、少し改善してギアの形状を変更して作り直し、3Dプリンタで出力する際に密度を100%にして耐久性のあるものにしました。暫く、操作して耐久性を見てみようと思います。
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    スケールスピードメーターの製作3

     Arduinoの使い方とその開発環境を整えてソフトウェア開発することを目標にスケールスピードメーターの製作してきました。ボートローダーの書き込みも出来るようになり、ソフトウェア開発も終わりArduino UNOなしでも起動できるようになったので専用ケースにして少し小型化して終了します。3DCADで設計して試作までしたのですが、少し重いので、また100均のケースを加工しました。

     3DCADで設計して試作してみたが
    ケース
     試作してみたが、重さが問題で100均のケースの軽さには勝てなかった。

     少し小型化したスケールスピードメーターの完成
    SSM
     暗くても分かりやすくするためにバックライト付きLCDに変更し、LCDを中央に配置したいので出力端子の場所を変更しています。但し、プログラムは何も変更していません。

     ケースの裏側に電池を格納
    SSM
     わかりやすく裏フタを開けてありますが、ちゃんと裏フタは閉まります。これは、お店で見ていたら意外と安かったので買ってしまいました。

     開発中の部品は全てリサイクルします。
    リサイクル
     Arduino UNOとLCDは、ターンテーブルの制御システムの開発に利用します。こちらは途中で断念するかもしれませんが、長期に渡ると思います。また、DSシールドを製作して、Arduinoを活用してDCCも少しふれようと思います。
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      行方不明だったSLの本が見つかる

       実家を整理していたら、大昔、中学生ぐらいだった頃に購入して行方不明になっていた本が見つかりました。どこかの公文書ではありませんが、今頃になって出てくるとはと思いませんでした。表紙の一部が破れて、中の図面は少し黄ばんでいますが、まだ十分に楽しめます。

       HOのSLを製作する方にとってはバイブルみたいな本ですよね。

       蒸気機関車スタイルブックの表紙
      本

       本の中は写真と1/80の縮尺の図面がメイン
      C56
      C56
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        東高島町駅付近での貨物列車

         花見サイクリングで東高島町(貨物専用)付近で出会ったEF65に牽引されたタンク車の貨物列車です。根岸にある石油コンビナートまで空のタンク車を回送する貨物列車です。EF65は好きなELの機関車の1つです。
         
        貨物列車
        (写真をクリックで拡大でします)
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          企画品のマイテ58 1(茶)の入手

           予約していたKATO京都駅店企画製品のマイテ58 1(茶)が届きました。所有している特急客車「つばめ」(茶)は中古品で古いため、テ−ルライトが点灯しません。点灯する基本セットを入手するのも難しいので、展望車だけを探していたところKATO京都店企画品を見つけて予約してました。
           
           詳細は、KATO京都駅店企画製品マイテ58 1(茶)をご覧ください。

           企画製品マイテ58 1(茶)
          マイテ58 1
          マイテ58 1
          マイテ58 1

           基本的に、「はと」(薄緑色)になる前の「つばめ」(茶)のようです。従って外形は同じということになりますが、詳細な印刷は企画品らしく出来上がっていました。それでは、各車輌の比較をして見ます。

           古い展望車「つばめ」(左)、今回の展望車「つばめ」(中)、展望車「はと」(右)
          展望車の比較

           古い展望車「つばめ」(上)、今回の展望車「つばめ」(中)、展望車「はと」(下)
          展望車の比較
          展望車の比較
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            小型のT型ワンハンドルの試作にチャレンジ

             Arduinoを使ったPWM方式のパワーパックが動作するようになったのですが、どうにもロータリーSWが運転感覚と違うのが気に入りません。そこで、製作したパワーパックのケースに収まるくらいのサイズに小型化にしたT型ワンハンドの試作してみようとチャレンジしてみました。但し、耐久性はないと思います。

             3DCADで設計


             試作したギア

             小さい方がローターSWにはめるので、きつきつの状態に調整しました。大きい方のギアに取っ手を一体化して作りました。最初、スリットがあることに気づかず出力したら、ギアの歯が1つない(ニュートラルにしようかとも)。CADの設計を修正してもう一度出力しました。

             製作したケースの高さぎりぎり(試作のイメージ)
            小型のT型ワンハンド
             T型ハンドル部分は金属製に(試作のイメージ)
            小型のT型ワンハンド
             適切な長さのネジがなかったので、今日の作業はここまでです。ローターSWを回すのにはかなり硬いような感じで力がいるかもしれません。一応、指2本掛けられるので操作性はいいと思うのですが、小型なのでしょうがないか。。。。
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              Arduinoを使ったPWM方式のパワーパックを試作

               試作用パワーパックをバラバラにして、Arduinoを使ったPWM方式のパワーパックを試作してみました。以前、利用していた試作用パワーパックをバラバラにして部品を再利用したので、材料費はロータリーSWと2連7セグメントLED(安物)と抵抗だけを購入したので1000円以下で済みました。

               詳細は、ArduinoでPWMパワーパックを作ってみたのサイトをご覧ください。

               昔の試作用パワーパックをバラバラに

               ケースは100均の壊れているケースを利用しました。このケースはキリとカッターナイフで加工できるのが気に入っています。作業時間も短くていいし、基板の位置も手軽に変更できる。今回は線材が乏しく出来る限り少なくするために基板の位置を変更しました(LEDへの配線本数が多いため)、

               試作してみたパワーパック


               最初は7セグメント表示がうまく表示できませんでした。プログラムソースを少し眺めてみましたが、ピン設定から分かりにくく、今一、原因が分かりません。現象はLEDの1桁目しか点灯しない、配線は何度もチェックと動作確認しましたが、問題はありませんでした。電源ON時に全てのセグメントは一旦点灯するのですが、すぐに消えてしまいました。

               ただ、プログラムを眺めていて試行錯誤してみていたら、原因箇所が分かりちゃんと表示するようになりました。
               f = f++ ;
                を
               f = 1 ; 
              変更すればちゃんと動作するようになりました。もし、製作されて同じ現象で困っている方はお試しください。

               しかし、変更される方は自己責任で行なってください。

              ーーーーーーーーーー 変更の関数定義部分 −−−−−−−−−−−

              void swrite(byte num){

              byte a;

              if( f == 1 ){ //1桁目
              f = 0;
              digitalWrite( 2, HIGH); // PD2 4pin
              digitalWrite( 4, HIGH); // PD4 6pin

              if( num >= 16){
              num = num % 16;
              }

              a = font[num];

              PORTD = (~( a << 5 )) & (PORTD | B11100000); // 7seg表示のポートが連続していないための処理
              PORTB = ((((~( a >> 3 )) | B11111100 )) & ((~( a >> 1 )) | B11001111 )) & (PORTB | B00110011);

              digitalWrite( 2, LOW);


              } else { //2桁目
              f = 1; // ← ここを変更

              digitalWrite( 2, HIGH);
              digitalWrite( 4, HIGH);

              num = num / 16;

              if( num == 0){ //ゼロサプレス
              a = 0;
              } else {
              a = font[num];
              }

              PORTD = (~( a << 5 )) & (PORTD | B11100000);
              PORTB = ((((~( a >> 3 )) | B11111100 )) & ((~( a >> 1 )) | B11001111 )) & (PORTB | B00110011);

              digitalWrite( 4, LOW);

              }

              ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

               試作したパワーパックの基本動作確認(動画)
               
               動作説明は、ArduinoでPWMパワーパックを作ってみたのサイトをご覧ください。T型ワンハンドルでなくストッパーの無いロータリーSWの操作のため、オマケで再利用のレベルメーターのLEDを中央に取り付けてCPUの26ピンに接続して雰囲気を出しました。

               簡単な車輌を使ってテストなのですが、電車がない。試運転にディーゼルカーを投入することになりました。
               
               室内灯の機能がテープLEDにはちょっと厳しいようでチラツキがみられました。また、耳のいい方は少し高調波の音が聞こえるかもしれません。ここらへんは微調して耳に聞こえない周波数帯域まで上げることで改善できそうである。

               一部改善のため、プログラムソースを変更しました。
              ・力行の場合、P1〜P5と表示するようにしました。
              ・減速の効きが悪いので、加速率入力値にGENSOKUと係数を掛けて各位置で減速が適切になるようにした。
              ・最高速度がスケールに合っていないので全て速度を落としました。その分、スローなスタートが出来るようにした。
              ・ロータリーSWがショートタイプでないため、瞬間的にオープンになることが考えられるので、ロータリーSWの出力でGND間に10μF(16V)の電解コンデンサーを付けて誤動作を防ぎます。


               次に残る課題はロータリーSWをダイヤルで回すのでなくT型ワンハンドルにすることです。回路がうまく動作したので、3Dプリンタで形になるかチャレンジしてみようと思います。
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                スケールスピードメーターの製作2

                 前回はArduino UNOを利用してスケールスピードメーターを製作しましたが、今回はArduino UNOの書込装置が完成したので、ブートローダーを書き込み、さらに、スケールスピードメーターのスケッチ(プログラム)を完成した書込装置で書き込みました。

                 書き込んだCPU(ATMEGA328PU)を含め1枚のユニバーサル基板に電源回路と発振回路、そしてリセットを組み込めば出来上がりです。デバックはすでに済んでいるのですぐに動作します。一応、CPUのプログラムの改良が出来るようにLCDを外せるようにしてその下にソケットにCPUを挿してあります。

                 回路基板(搭載部品は少ない)
                SSM2
                 配線も少ないので楽でした
                SSM2
                 LCDを載せて接続すれば完成
                SSM2
                 動作確認が済み、バッテリーをどのようにして載せるか検討してからケースを3DCADで設計するつもりです。
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                  複線用の2ハンドルPWM式パワーパック2

                   実家で使用していた複線用の2ハンドルPWM式パワーパックをリニュアルするため、ケース加工とパネルまで済んでいましたが、正月休みでは未着手でやっと時間がとれたので配線を行ないました。予想通り作業時間は1日で終わり配線チェック(回路図との照合)と動作テストまで完了しました。

                   従来のパワーパック(左)と今回完成させたパワーパック(右)
                  複線用パワーパック

                   全く同じだと区別付かなくなるので、少し変更してあります。これでいつでも4路線のコントロールができます。単線用パワーパックも含めれば6路線のコントロールが出来ますが、そんな多くの路線を走行させることは無いでしょうけど。

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                    KATOの「はと」と「つばめ」のテールマークとヘッドマークを取付ける

                     動画を撮影していてマークが付け忘れていることに気が付きました。KATOの特急「はと」と特急「つばめ」の展望車のテールマークとEF58のヘッドマークの部品を新規に購入しました。所有している「つばめ」は旧モデルで、EF58茶色も旧モデルなので購入してどちらも両面テープで貼り付けることにしました。

                     購入した「はと」と「つばめ」のヘッドマークとテールマーク


                     「はと」のテールマークを取付けた展望車
                    はとの展望車

                     「つばめ」のテールマークを貼り付けたた展望車
                    つばめの展望車

                     「はと」のヘッドマークを取付けたEF58青大将
                    EF58青大将

                     「つばめ」のヘッドマークを貼り付けたEF58茶
                    EF58茶
                     残りのEF58 青は20系寝台特急とEF58 61はオリエント特急を牽引するようにします。

                     また、KATO京都駅店企画製品の中にマイテ58 1(茶)があり、発注しました。昭和31年(1956年)に青大将色に塗り替えられる前の、ぶどう色1号の塗装にクリーム色の帯を配した姿を再現しているということで、所有している旧モデルの展望車のテールライトとテールマークが点灯しないため、購入を決めて交展望車を交換する予定です。3/末発売ということです。
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                      カレンダ

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