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車載型方向検知&デジタル速度計(1)

以前DCC車両の車掌車で、テールライトつけるのに、DCC信号の前後進ではなく、実際の車両での前後進でテールライト切替られないか検討したことがありました。
そのときはNZ氏に車輪につけたスリップする板をフォトセンサーで検知する方法を考えていただきましたが、少し問題がありペンディングになっています。

それとはべつの方法で、車両の進行方向=車輪の回転する方向をロータリーエンコーダーを使って検知できないかというのも考えていました。
最近ごく一部の方が鉄道模型にも使われているPololu社のギアードモーター向けに磁気式エンコーダーのキットがでいますので、これが車両に組み込めないかというのを検討しました。

試作でKATOのワム80000の台車に組み込めないか検討してみました。
なお車輪は他社製(Steam Era Models)10.5φスポーク車輪に交換しています。

エンコーダーの磁石は、内径が1mmだったので1.5mmに拡げてドリルロッドから作成した1.5mmの車軸に交換しました。車輪の軸孔は2mm径だったので、パイプを挿入しました。2mm径の車軸がそのまま使えれば楽なのですが、エンコーダーの基盤の軸孔が1.7mmなので車軸を作り直す必要がありました。

20180121_12_32_43

なんとかおさまりました。
ただ基盤とレールのクリアランスが少ないので、車輪は11.5φを使った方がよいかもしれません。
センサーにAruduinoをつないで回転方向を検出するつもりです。
DCCのアクセサリーデコーダーと一体化してもおもしろいかもしれません。
それだけではなく回転数も検出できるので、それをBluetoothで飛ばせないかも検討する予定です。
ESP-WROOM-32あたりなら二軸貨車にでもおさまりそうです。

鉄道模型でこういうことを やった方がいないかググってみたのですが、見つかりませんでした。
ご存じの方があれば教えてください。
タミヤのミニ四駆でやったのというのはいくつか見つかりました。
光学式エンコーダーをつかったものが多いようです。

磁気式での不安は、ケディーの開放ランプなどで異常反応しないかということですが、実際に車両に取付けてテストした時点で報告します。

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Comments

これは面白い取り組みですね!
スマイルデコーダ系でしたら、信号が取り込めると思います。R6Nのどこかの端子を流用すれば良いと思います。信号がアナログだと、F1,F2,b1,b2のヘッドライト・テールライト端子はアナログ入力対応です。

個人的に気になるのは、磁気の精度や取り付け誤差による、速度への換算・影響ですね。レゾルバのように、コイルの磁束変化による検出もありますが、構造は簡単ですが検出処理が非常に大変だったりします。

一番楽なのは、パルスで検出できる、スリットを付けた光式ですね。精度を出すのが大変そうですが・・・。
DCモータの軸に、エンコーダを付けるのが一番確実な気もします。ギア比を考えないといけませんが。

Posted by: Yaasan | January 21, 2018 at 05:38 PM

yaasanさま、早速のコメントありがとうございます。
まあ、どの程度精度がでるかやってみます。

今回は速度より、DCC実際の進行方向によるテールライトの切替というのをやってみたかったので、あまり精度でなければ速度測定はあきらめます。またPololu社の光学式エンコーダーキットも買っていますので、比較してみるつもりです。

動力車だと車輪にエンコーダーつけるより、モーター軸にエンコーダーつける方が確実といわれるのはそのとおりだと思います。
Sountd Traxx社のBrack StoneブランドのC19やK27(HOn3)は、モーター軸に光学式エンコーダー取り付けて、回転数を感知してドラフト音のタイミングをとっています。
http://blackstonemodels.com/loco/

Posted by: ゆうえん・こうじ | January 21, 2018 at 08:52 PM

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