シリーズ盆ラマ「田舎の駅」蒸気機関車編
2012年1月6日
前回の課題だった蒸気機関車の走行と反転装置と車両の電源の一元化をやってみました。
今まで反転装置にトランジスターを使った点発珍というフリップフロップを使っていましたが、トランジスターを使っているため電流やノイズに影響されうまく一定周期で動作してくれませんでした。
そこで今回タイマーICというものを使ってみました。
今回LMC555CNという製品を使いました。
反復のインターバルはコンデンサーの値と抵抗の値をかけた値がオンとオフのそれぞれのおよその長さ(秒)になります。
今回、コンデンサーは100μFの電解コンデンサーと抵抗は1MΩの可変抵抗を使いました。
この組み合わせではオンとオフの時間はそれぞれ最大100秒となり可変抵抗なので時間が調整できます。
今回の回路図を以下に示しておきます。
最初はタイマーICのOUTPUTに直接2回路のリレーをつないだのですが動作しなかったためトランジスターを入れてタイマーICのOUTPUTに抵抗を入れてベースを接続しました。
なお小型の1回路のリレー(5V仕様)は直接動作させる事が出来るようですが、コイルの逆電流がタイマーICに流れてオフにならないようです。
これを解消するにはタイマーICのOUTPUTにダイオードを直列に入れてOUTPUTにコイルから電流が流れないようにすれば良いようです。(検証はしていません)
今回の実装写真です。
タイマーICとリレーを同一基板に実装したのですっきりしました。
タイマーICを使って動作が安定したので車両の電源を反転装置の電源と共通化できました。
このお陰で車両電源の電池を外すことができました。なお今回の電源は5Vに変更しています。(三端子レギュレーターは使っていません)
車両のスピード調整は500Ωのボリュームでやっていますが、今後もう少し微調整ができるよう100Ωのボリュームに変更する予定です。
その他に今回、少し電飾をやってみました。
建物コレクションの駅Ａのホームに街灯が付いるのですがそれをLEDで点灯させます。
支柱を二灯式信号機で使ったアルミパイプに変えて中にポリウレタン線を通してそれにチップLEDをハンダ付けします。
こっちのチップLEDは二灯式信号機で使ったチップLEDの半分の大きさ(1608パッケージ)なのでハンダ付けは困難です。
手持ちに赤色しかなかったので表面を黄色に着色したのでオレンジ色になってしまいました。
また駅舎にもLEDを仕込みましたがこちらも白色のものしかなかったので田舎の駅にはちょっと似つかわしくない蛍光灯の照明がついてしまいました。
街灯と駅舎のLEDの電源は反転装置や走行用電源と同一のものを使っていますがスイッチを分けたので車両を動かさずに照明だけ点ける事もできます。
前回の鉄道模型少年時代のサウンドユニットの接続方法を間違えて壊わしてしまいました。
TOMYTECのジオコレサウンドユニットAを購入しました。
サウンドユニット改造します。
今回は壊れた鉄道模型少年時代のサウンドユニットのコネクタをつかってちょっと格好良くしました。
鉄道模型少年時代のサウンドユニットの照明用のコネクタ受けが残っているのでそれをそのまま利用します。
赤が電源コネクタで電池でなく外部電源も可能なようにします。
白はサウンドボタンの接点で使いそうな1と3の接点を2つコネクタに接続してあります。
写真を見てもらえばどこにハンダ付けをして良いか分かると思います。
前回は直接列車制御用リレーの接点に接続していましたがこの接点がオープンの時は電圧がかかっています。
サウンドユニットのスイッチに電圧がかかると壊れるのでリレーを一段入れてください。
前回と同様ベースの裏側に両面テープで貼り付けます。
タイマーICの動作時間を短くするとオンオフを短時間で繰り返すようですがボリュームで調整してある程度大きくすると安定して動いてくれるようです。
停止区間に入った時に電流に変化があるのでそれがトリガーとなってしまうのかも知れません。
一応三端子レギュレータを電源に付けたのですが改善されませんでした。
ただ今回は長時間のインターバルで動かす事を目標にしていたので致命的という訳ではありませんので今回はこのままにしておきます。
実際に蒸気機関車を動かした動画をYoutubeにアップしています。
反転のインターバルはそれぞれ１分位に設定しているため待機中の映像はカットしています。
車両スピードはもう少し遅くした方が蒸気機関車らしかったのですが。
またよく見ると駅舎の屋根が隙間だらけで光が外に漏れています。駅舎内部にアルミ箔を貼って光漏れを防ぐよう改善しました。
インターバルの時間を最大にして実測したしたところ行き帰り共だいたい90秒くらいでした。
理論的には100秒(1MΩ×100μF)なのでまぁまぁの値だと思います。
今回サウンドを警笛にしていますが発車ベルまたは発車ブザーにしたいと思っています。
今の回路だと車両が発車してから発車ベルが鳴ってしまいます。
今後の課題として発車ベルがある程度鳴った後、鳴り止んでから車両が発車するような仕組みを考えてみたいと思います。
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