試作用パワーパックを予備に(ポイントスイッチを増設可能に)

 テスト的に回路検討していた試作用パワーパックを予備のパワーパックにすることにした。しかし、ポイントスイッチが不足しそうなので、ケースの脇にKATOのポイントスイッチが接続できるように端子を設けた。電源はACアダプターのプラグから直接接続しました。

 いろいろな回路が入っている試作用パワーパック
試作用パワーパック

 ケース脇に端子を設けた
ケースの脇

 ポイントスイッチにACアダプター(12V)で電源供給にする
ACアダプター直結
 KATOのポイントスイッチアダプターを分解したら、ただダイオードで整流にしているだけなのでそのままACアダプターを直結して出来上がりです。なお、ACアダプターは使わなくなった機器のものをリサイクルで利用した。

 予備があると故障した時や改造する時に便利である。また、ポイントが増えても動作させることができるようになり便利である。

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    複線用の2ハンドルPWM式パワーパック5

     複線用の2ハンドルPWM式パワーパックの動作テストを行いました。動作テストの前に予備テストで発見した不具合は不完全な半田付けとポイントSWの極性が逆だったことがわかり、修正して問題ないこと確認してから動作テストを行いました。

     複線用なのですがわかりやすくするため同じ向きに走行させました。

    ・独立して加速/減速できること
    ・同時にも加速/減速できること
    ・独立して速度調整ができること

     複線用なので時間差と速度差をつけて逆向きに走行させました。

    ・独立して方向転換できること

     ダブルクロスポイントの動作確認をしながら、通過時にスムーズに通過できるかテストを行っていました。

     最後にスローでダブルクロスさせようとしましたが、衝突しそうになりそのまま直進させて終了しました。このテスト走行では、同じ発振回路から2つの出力回路に分岐しているので、全く問題なくスムーズに渡っていくことが確認できました。

     今回のテストで目標とした仕様を満足していることを確認できました。敢えて言えば、当初から気になっているオルターネイトSWのON/OFFがわかりにくいという点だけです。LED内蔵SWが安価になれば交換したいと思います。複線用の2ハンドルPWM式パワーパックの製作はこれにて完了とします。

     このパワーパックは実家に持ち込み複線でなく、本線と引き込み線の操作に使用します。ポイントはローカル駅(3ポイント同時)と信号所(2ポイント同時)の切替に使用します。

     市販のパワーパックでは方向切替SWが2つある簡易的なものが多いですが、製作したパワーパックは独立して操作できる本格的な複線用パワーパックができました。ポイント切替も2つあるので各々の退避線へ退避もできると思います。
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      複線用の2ハンドルPWM式パワーパック4

       今年の夏は酷暑で線材を買いに行くのも面倒になっています。そこで残っている線材と壊れた電気製品から採った線材を駆使して配線を行いました。

       リサイクル線材で配線を開始
      リサイクル線材で配線

       何とか配線が完了したパワーパック
      配線が完了したパワーパック

       完成した2ハンドルPWM式パワーパック(複線用/デュアル)
      完成したパワーパック

       リサイクル線材でなんとか完成しました。内部は見えないので問題はないのですが、暫くは操作性のテストと初期不良(主に半田付け不良)がないかをテストしてみてから、パネルの表示をするように考えています。
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        複線用の2ハンドルPWM式パワーパック3

         今回はケース内の配置を検討して取り付けました。音声モジュールとスピーカーの取り付け位置を確認して、今回は取り付けませんが将来的に取り付けられるように場所を確保しておきます。

         ケース内の配置検討
        ケース内の配置検討

         ケース内の取り付け
        ケース内の取り付け
         音声関係の部品は穴あけの位置のみ記して、必要な部品のネジの穴空けをして取り付ける。

         手持ちの配線でできるところまで配線を開始する。
        ケース内の配線開始

         出力端子の圧着端子の製作は専用工具が必要です。この専用工具はロボット製作のために購入したもので流用しています。
        専用工具
         圧着端子の製作手順を次に紹介します。
        端子の製作
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          複線用の2ハンドルPWM式パワーパック2

           このパワーパックの解決すべき課題は何といっても2ハンドルと2系統の出力調整です。限られたスペースに部品を配置しなければならないところに苦慮しました。

           パネル面の穴加工
          パネル面の穴加工
          パネルが傾いているので裏に当て木をつけてポンチで穴あけ位置を決めます。パネルにキズを付けないように、小さめのドリルで穴あけしてリーマーで穴を拡大させて部品が入るギリギリで止めるようにしました。

           背面の穴加工
          背面の穴加工
           背面の配置が従来と同じため、穴あけ加工はなれたもので端子を固定する方法がちょっと工夫しているのですが現物あわせで短時間でできました。ちょっとしたノウハウがあるので端子を取り付けた状態です。この状態では固定されていませんが下側のケースと合体するとしっかりと固定されて抜けなくなります。KATOのケーブルとそのまま接続できます。

           パネル面に部品を取り付けた状態
          パネル面の部品
           何とか操作できるレベルで部品が収まりました。ここで操作の感触を確認しました。ダメでも穴加工した後なので手遅れですが。
          ・左側のトグルSWがポイント
          ・中央のトグルSWが方向切替
          ・右上のツマミが出力調整
          ・右側の白いSWがオルタネートSW
          ・左下レバーが加速レバー
          ・右下レバーが減速レバー
          位置が決まったので回転防止のツメの切り込みを加工してしっかり部品を固定する。

           内部を除いて部品を取り付けた状態です。部品がぶつからないように効率的な配線を考えて内部の部品配置を決めていきます。
          部品を取り付け
           在庫の配線が足りないのですが、暑いので配線を買いに行くのを控えており、ここで一時中断となりました。
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            キハ111+キハ112の2両基本セットを購入

             KATOから再販売されたディーゼルカーのキハ111+キハ112の2両基本セットを予約で購入しました。現在のローカル線では主力の車両なので一応揃えておくことにしました。ディーゼルカーの導入はこれで打ち止めとなる予定です。
            キハ111+キハ112 2両基本セット
             予想外にも新品で購入した割には動作が不安定でギクシャしており、接触不良と見られる箇所のメンテナンスを即実行しました。在庫整理で部品に皮膜でもできたのか、少し慣らし運行する必要があります(残念)。
            キハ111+キハ 2両基本セット
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              複線用の2ハンドルPWM式パワーパック1

               複線用の2ハンドルPWM式パワーパックの回路図を作成しました。
              2ハンドルPWM式パワーパックの回路図
               加減速をするためのロータリースイッチは2回路5接点のものを使用します。加減速レバーで2回路を同時に変化させていくことになります。さらに、オルタネイトSWを通して放電用のコンデンサー接続します。オルタネイトSWを使って、加減速レバー(ロータリースイッチ)の電気を2回路に流すか流さないかのON/OFFを選択します。即ち、独立して選択できるようにしており、両方選択すれば同時に操作することができることになります。オルターネイトSWをONした時にLEDが点灯すればよいのですが、400円以上もするので諦めて一般的な安価なSWにしました。

               複線用ということなので出力回路は2回路独立しています。発振回路のみが共通で、コンパレータはLM393でもともと2回路入っているので配線が増えるだけです。レベル調整のボリュームや出力MOSトランジスタは各々2個にして独立させており、過電流保護のポリSWもそれぞれにいれました。なお、音声モジュールは一応製作しましたが、当面組み込まずスピーカーと一緒に部品として保管しておくことにしました。
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                複線用の2ハンドルPWM式パワーパックの仕様検討

                 実家の座敷レイアウトで利用できるように新たに2ハンドルのパワーパックを検討してみました。汎用性を考えて複線用をベースに考えて、かつ今まで製作したPWM方式の多機能パワーパックを踏襲したいと思います。

                (1)新しいパワーパックの仕様
                ・ケースは今までと同じTS−1とする
                ・電源はAVアダプター(15V)を使用する
                ・今回はPWM方式のみとしてDCとの切替えはしない
                 (DC方式はほとんど使用しないため省略する、但し、追加可能に)
                ・2ハンドルで加速・減速する操作に統一する
                 加速と減速は各レバーの回転方向は他のパワーコントロールと統一する
                 加速と減速は別々のレバーで操作できること
                 加速/減速の操作はは独立と同時が選択的に操作可能
                 加速/減速の時以外、ON/OFF切替ても速度を維持できること
                 加速と減速の変化率は従来より20%程度小さくする
                ・Nゲージ出力は複線用なので独立した2出力とする
                 出力レベルは独立していること1A×2)
                 方向切替スイッチは独立操作可能にする
                ・ポイント切替は2出力とする
                 2出力は独立して動作できること
                 1出力で5ポイントまでを同時に動作できること
                ・出力保護は出力の各々に入れる
                 ポリSWで最大1.5A程度とする
                ・汽笛の音声モジュールは後で追加できるようにする
                 パネルのSW配置は他のパワーパックと統一する
                 但し、位置の確保のみで穴あけ加工はしない
                 音声モジュールは内臓しておく(LSIはあとで追加できるよにする)
                ・PWMの発振周波数は他のパワーコントロールと同じ16KHz以上とする
                 1個の555のICで発振させる
                 1個のコンパレータLM393の内蔵2回路で独立したパルス幅を発生させる
                以上を盛り込んで回路図を作成していきます。

                (2)ケース仕様
                ・2ハンドルの位置は従来と同じで統一する
                ・ポイント切替SWは左側に、出力レベル調整VRは右側に配置
                ・方向転換用SWは小型にして中央に配置
                ・汽笛のSWは後で追加可能にしておく
                ・背面は端子配置は他のパワーパックと統一する
                 ACアダプターの接続端子
                 Nゲージ用出力端子が2個
                 ポイント切替用端子が2個
                ・出力端子と切替用端子はKATOのケーブルが繋がる端子形状
                 他のパワーパックと統一する
                以上を考慮して部品選定と配置を決めます。但し、コストを抑えるために手持ちの中からリサイクルや試作品からの転用などで部品購入コストを最小限にします。

                 実家の座敷レイアウトは単線なに複線用のパワーパックと共通なのかというと、機関区用パワーパックのように本線と支線が必要なためで、暫定的に使用していた機関区用パワーパックでは出力が独立していないのが問題で、加減速が同時になってしまうのを改善するためです。機関区用パワーパックはあくまで機関区内での使用を想定しているためです。



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                  メンテナンスが完了したEF81とEF64のテスト走行

                   最近、駆動系のメンテナンスが完了したKATOのEF81とEF64のテストをスロー動作の比較しながら走行させてみました。当然、今回は比較するために1つのパワーコントロールでコントロールしています。





                   スロー動作が両機種ともスムーズになりました。スピードも同じくらいで協調運転もできるぐらいでいい感じでした。
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                    座敷レイアウト(実家編)の変更2

                    実家の座敷レイアウトを変更計画に基づいて、退避線をもう1箇所設けることにしました。手持ちのレールで可能だったので早速実施しました。
                    実家の座敷レイアウト2
                     鉄橋下の手前でポイントにて分岐して、ループ高架の手前のポイントで合流して上り坂に入っていきます。線路は敷設できたのですが、ポイント切替えが間に合わず、現在は転車台のある機関区用の自作のパワーコントロールなので、ポイント切り替えが1回路しかなく5ポイント同時に切替ってしまい列車の事故になりかねません。応急処置としてKATOのパワーコントロールを引っ張り出してポイント切替えに使いました。

                     実家の座敷レイアウト専用のパワーコントロールの製作にそろそろ取り掛かろうとしています。但し、複線でも利用できるように汎用性を持たせることも考慮して検討しており、その特徴は、2ハンドルでも2路線を単独/同時に操作する方法を模索中です。回路案はイメージできているのですが、ケースに納めるところで悩んでします。8月には紹介できると思います
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                      カレンダ

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