高機能パワーパック（2）

高機能パワーパックが完成しました。内部の配線はお見せできるようなものではないです。

ちょっと欲張り過ぎて機能が中途半端で使い勝手はイマイチ感があります。

費用面でも時間面でもコスパ考えると、定電流機能付きの中華安定電源買った方が良かったかもしれないと思いますが、作る過程でいろいろ調べるのが楽しかったです。鉄道模型製作と同じですね。

仕掛かり品がひとつ減りました。

※12/31 追記

ちょっと恥ずかしいですが、リクエストありましたので中身の写真を載せます。配線がグチャグチャしていて見苦しいです。昔のパワーパックとは違ってデジタル家電みたいです。

今回マイコンはSpeediunoXIAOを使ったのですが、Arduino Nanoあたりに比べると小型なのはよいですが、ピンソケットを使ったのでピン数が少ないためか、USB抜き差しするときに接続が弛んで不具合がでることがあるようです。頻回にUSB抜き差しする用途のときは、基板に半田付けしてしまった方がよいように思いました。

あとプログラム（スケッチ）を書き換えて、電流が0.1A以下の時は小数点一桁のｍA表示、それ以上の時は小数点2桁のA表示に切り替わるようにしました。OLEDディスプレーの方が、白黒液晶に比べて見やすいと感じます。

あおのさんのPFM/SL-1方式サウンドシステム（続）シリアルポートをつける(1)

あおのさんのPFM/SL-1方式サウンドシステムですが、シリアルポートからもDesktop Station製品のSerial Communication Specification互換の命令で制御できる仕様となっています。

そこでシリアルポート（UART) を引出しました。基板にはUARTのTX,RXのジャンパーピンJ4が標準装備されていますので、それから配線しました。ただこのサウンドシステムはESP32を搭載しているので、電圧が3.3Ｖです。一般的なマイコンの電圧は5Ｖが多いので、そのまま引き出すと問題があります。抵抗を使って分圧するのが簡単ですが、今回は手もとに5/3.3Vのレベルコンバーターの手持ちがあったので、それを使って配線しました。

シリアルポートの接続ジャックは本当はバックパネルにつけたかったのですが、スペースがなくフロントパネルにつけました。ジャックは、3.5mm径4極で、DSmain R5と電極配置は同じにしてあります。自作のUSBコントローラーが接続できます。

液晶パネルタッチで運転操作するのは、自分には物足りないので、リアルな操作デバイスのついた外付けコントローラーを作ろうと企画中です。

※12/28追記

レベルコンバーターを使うと、3.3Ｖ系の電力が起動時に少し不足して、動作が不安定になることがわかりました。3.3V電力を消費しない抵抗分圧方式に再改造します。

自分の鉄道模型趣味にとっての原体験

この（鉄道）趣味は模型・実物に限らず、自らの原体験に引きずられるが常道

今月号のTMS（Nゲージ）コンペの講評に名取編集長が書かれています。

　私は20歳頃から明治〜大正の古い時代の蒸機ばかり作ってきましたが、それはどうも蒸機は好きだが、どうも国鉄末期の制式蒸機は好きになれないというところからはじまったように思います。
最後の北海道での蒸機牽引の定期列車が走ったのが、まだ中3でしたから、それまでの時期に遠征をして日本全国の蒸機の撮り鉄をしていたわけではなく、旅行などの折に山陰線や関西線で蒸機を見た程度です。
　というわけで現役時代の国鉄制式機はあまり見ていないので、16番国鉄蒸機のガニ股感というのがあまり気にならないようです。自分より5-10歳以上　年上の世代は、最後の蒸機機関車を求めて全国をまわって写真を撮ったモデラーさんも多いので16番国鉄蒸機のガニ股は感覚的に受け付けないという方も少なくないようです。
　原体験といえば、こどものころから関西の標準軌私鉄電車を見て育ったので、ゲージの広さというのがあまり気になりません。サブロクの蒸機でも標準軌の線路の上を走れば16番の蒸機のようになりそうということで矛盾を感じないようです。大学生の時数回英国の保存鉄道を見に行けたので、そちらの印象の方が自分の原体験になっているのかもしれまえん。
　また40歳前後で鉄道模型製作に復帰してからは、いわゆる撮り鉄はまったくしなくなり、模型の題材にするなら今走っているものや過去に自分が見たり乗ったりしたものにはこだわらなくなったように思います。

　自分が実際に見たり乗ったりしたものにこだわらなければ、時代や国/地域を超えて、好きなプロトタイプを模型化して製作できるようになりました。また製作資料に関しても、機関車研究家の方々のご尽力やインターネットでの検索機能が大幅に上昇したことにより、かなり容易に入手できるようになったこともあると思います。

9450(2) 主台枠

来年11月のクラブの課題締切に間に合うように、とにかく年内に着手しました。

主台枠は珊瑚の9600用を加工しました。ロッドは製品をそのまま使っています。ロッドピン（クランクピン）は第二動輪以外、IMONのトルクス頭のロッドピンを使ってみました。確かに締めやすくて目立たないです。この写真ではよくわかりませんが、このロッドピンは黒メッキしてあり、私はロッドは銀色にしますので、色が似合いません。頭の分だけ一旦黒メッキを落して、ニッケルめっきしなおそうと思っています。

動輪は珊瑚のＢ６用です。9150も第二､三動輪のバランスウェイトが大きかったようなので、そういう配置にします。

下が加工前、上が加工後です。今回は方南町のお店で分売してもらったパーツを使いましたが、二枚の寸法が僅かに違うのは面食らいました。プレス作業時のミスパーツでしょうか？別の製造時期のパーツが混在したのでしょうか？といってもどうせ外形を加工するので、交換はお願いせずそのまま同寸法になるように加工しました。フレーム上端をランボードの高さにするとペデスタル上部が細くて弱くなるので、ひと昔前の輸出用ブラスモデルにみられたように動輪の上の部分は、動輪に合わせて丸凸状加工しました。

二枚のイコライザーピン用の孔の位置が違いますので、どちらかを一旦埋めて孔を開け直す予定です。

※追記

今回は通常の三点支持の予定でしたが、どうせピンの孔開け直すならロンビックイコライザー化してもよいかなと思うようになりました。

デジタルノギスのボタン電池

以前ある方のお世話で米国から購入したデジタルノギス（写真上）の表示が点滅するようになりました。これは電池交換のサインなので、電池交換したところやはり表示が点滅します。壊れたのかと思いましたが、ネットで検索してみると「外国製のデジタルノギスでは、酸化銀電池SR44では作動するが、アルカリボタン電池LR44では動かないものがある」という情報を見つけました。そういえば今回LR44に交換していたので、SR44に交換したところちゃんと動くようになりました。

ミツトヨのデジタルノギス（写真下）では、LR44を入れても一年以上電池交換なしに正常に作動するので、SR44でもLR44でも同じだろうと思っていたのです。SR44は電圧が1.55Ｖですが、LR44は電圧が1.5Ｖで少し低いのでこういう現象がおきるようです。上のノギスの測定部裏面をよくみるとSR44指定の記載がありました。

中華製のデジタルノギスは、ミツトヨの高級デジタルノギスに比べて早く電池がなくなることはみなさん実感されていると思います。これは日本製のほうが消費電力が少なく高性能だからと思っていたのですが、電流消費量より日本製が電池が消耗して低電圧になっても動作するのでおきている現象だったようです。ということは、デジタルノギスの電池はできるだけ酸化銀電池SR44を使った方がよいということがわかりました。ミツトヨなら安いLR44でも十分かもしれません。

※H5.1.10追記

Ｄさんによると、温度が下がるとボタン電池の電圧が低下するので、気温が下がる冬場にこういう事象がおきやすいとのことです。

Bluetooth音源車のバッテリー交換

4年前に作ったBluetooth音源車のバッテリーが劣化したので、あおのさんのブログを参考にして交換しました.

古いバッテリーは膨らんでいました。これは自然の経年変化というより、あまり充電せず過放電をおこしたため生じた劣化とおもわれます。

新しい400mhAのバッテリーに交換しました。リチウムバッテリーを中華通販で買うのは、品質と輸送・納期が不安だったので、少し値は張りますがモノタロウで購入しました。このバッテリーの配線にはコネターがついていたので、基板側にもコネクタを取り付けて交換可能にしておきました

今度はバッテリーが大きいのでスピーカー上部の貨物室内に入れました

充電は車輪からではなく　床板の孔からのぞいているUSB端子経由でおこないます。Bluetooth受信機のオンオフは、基板から引き出した配線に接続したとなりのプッシュスイッチでおこないます。

以前は180mAhのバッテリーだったので一時間もたなかったですが、今回は新しい400ｍAhのバッテリーを積んだので、もう少し持続時間が延びるだろうと期待しています。

最初のバッテリーは、スピーカーユニットが売れ残りバーゲン品だったので、購入時点で既に少し劣化していたのかもしれません。今回は正規に買った新品バッテリー品なので期待していますがどうでしょう。

リチウムバッテリーは少なくとも数ヶ月に一回は充電しないと過放電をおこして劣化するようです。毎日使う携帯電話やノートパソコンなら定期的に充電するので過放電はおきないと思いますが、たまにしか使わない鉄道模型にリチウムバッテリー積むのは、この点でリスクがあると思います。むしろ乾電池を搭載する仕様にすべきなのかもしれません。

あおのさんのPFM/SL-1方式サウンドシステムを組み立てました

PFM/SL-1方式アナログサウンドシステムは、もうレガシーなシステムとなってしまい、天賞堂もSL-1の製造・サポートは打ち切ったようですが、まだこのサウンドシステムを搭載した蒸機をお持ちの方も多いようです。私も昔作った機関車はこのシステムを搭載してます。模型仲間が持っているSL-1も製造後20-30年以上経過しているので、高齢化？して経年変化でいろいろ不具合が出はじめているようです。私の持っているSL-1 は使用頻度が高くないためか、一部のボリュームを交換しただけで健在ですが、いつ突然死しても不思議ではないと思っています。

以前からFM/SL-1方式アナログサウンドシステムの互換機を開発されていたあおのさんが、3号機を開発され、キット（部品セット）を頒布されましたので、早速購入して組み立てました。

SL-1に比べるとかなりコンパクトにまとまっています

パーツを取り付けたメイン基板を本体に組み込みました。抵抗などの表面実装部品は基板に半田づけ取付済なので組み立ては楽勝かと思いましたが、トランジスタの半田づけが意外に難しく、組み立ては一日がかかりとなりました。

オージオアンプやトラコンのついたサブ基板です。

配線したところです。2台チョークコイルが入っています。

7850をこのシステムで運転してみました。音は1080のものを使わせていただきました。

これで安心してこのシステムを使い続けられます。

あとは内部スピーカーの追加とシリアルコントロールを使ってDSair経由でタブレットから無線操作できるように改造しようと思っています。

音もDesktop Stationさんのところのオープンサウンドと同じように、このシステムのオーナー共同で収集、編集加工して音のバリエーションを拡げる必要があると思います。

エッチング板ができてきました

以前まだ原画を手書きしていたころにエッチング板を外注したことはあるのですが、原画をパソコン入稿してエッチング板を外注するのは初めてでした。なぜエッチング板のパソコンデータによる外注をしなかったかというと、エッチング板の原画データをパソコン入稿する場合はたいてい、アドビのイラストレーターで原画を作成するように指示されるのですが、私自身イラストレーターをうまく使いこなすことができず、ソフト自体もかなり値が張るので、それが大きな障壁になっていたのです。

ところが、鉄道模型のエッチング板の製造を多く手がけられている　大阪の「ことぶき」さんのＨＰで、イラストレーター形式のファイル以外にPDFでも入稿できると書かれているのを見つけたので問い合わせてみました。同社によるとPDFでもビットマップ形式はダメだが、ドロー形式でイラストレーターで読み込めるPDFデータなら大丈夫ということでした。

そこで使い慣れているDrafting CAD Proという、CAD機能付きのドローソフトで原稿を作って発注してみました。このソフトはマックドローなどと操作性が非常に似ているので、マックのドローソフトで図面を書いてきた私には非常に使いやすいものでした。また今回この手順で発注するのは初めてだったので、データ修正などでことぶきのスタッフさんのお手を少し煩わせてしまいましたが、なんとか無事発注できて、本日納品されました。

データファイル（表面）を画像化(PDF->JPEG)したものです

まだデータ変換で若干課題は残っていますがとにかくうまくエッチング板ができました。

これで今後はエッチング板を作って、またいろいろ模型が作れそうです。

※12/18　追記

今回ベクトル図形のPDFでエッチング板原稿作成して感じたのは、角で線をつなぐときに注意が必要だということでした。パソコンの画面やプリンターへの印刷出力で上手くいってるように見えても、実際Illustratorに変換すると角が欠けたりしている部分もでているようで、エッチングの結果にきっちり反映されています。もう少し原稿作成に工夫が必要なようです。太線は幅を持った直線データではなく、長方形として描いた方が良いのかもしれません。

Drafting CAD Proというドローソフトの方が、illustratorよりCAD的な機能がついている（メーカーはドローソフトの操作性を持ったCADソフトというのをウリにしているようなので当然かも）ので、エッチング原稿作成には適しているかと思いました。これでIllustrator形式のファイルが出力できればいいのですが、さすがにその機能はないようです。またこのソフトで作ったベクトルPDFをIllustratorで読み込むと全体の寸法が変わるようなので、メーカーさんでillustratorに読み込んでから縮小して修正してもらいました。この縮小加工の過程で図形のズレは出ないようです。

Illustratorは今は毎月￥2,728のサブスクになっているようです。私はたまにしか使わないので、そこまで払えません。Acrobatは仕事でも毎日使っているので、毎月￥1,980払っています。ジェネリックの安い買い切り型のPDFソフトもありますが、純正（先発品）の方が機能が格段に上だと思います。

9450(1) 妄想

来年のKKCの課題は、「Ｄ型蒸機」と決まりました。私は手が遅いので、早めにとりかかろうと思います。罪庫キット組み立て・仕掛かり完成も考えましたが、以前から計画のあった自由形の英国型サイドタンクつきコンソリテンダー機関車を作ろうかと思います。

まずいつもの手順で片野さんの本から、スケールイラストを引用させていただき　パソコン上で切り貼り合成してイメージ図を描いてみました。

上が神戸工場の9150　下が今回の機関車のイメージ図です。

今回は英国のニールスンが、この機関車を作ったらこうなるだろうという想定でデザインしてみました。というより7750のストレッチバージョンになっています。メインロッドは第二動輪にかけるつもりです。

鉄道省の形式では、9450あたりになるでしょうか？鉄道作業局だとF3でしょうか？

模型としては、珊瑚のＢ6用15.5φ動輪を使い、下回りは96の主台枠・サイドロッドなどのパーツを利用する予定です。

さて来年の11月のクラブ総会に間に合うでしょうか？

お手軽設計法

H御大や畏友クラーケンさんは、図面を書くと頭の中で模型イメージが浮かんで、それにしたがって手を動かせば模型が完成するそうです。ただ私のような工学系の基礎教育を受けていないものは、図面を書いても完成したイメージは頭に浮かばず、試行錯誤しながら実際に工作していかねばなりません。

図面もなかなか上手く描けず、手抜き工事でパソコン上で描いていますので、その方法を書いてみます。

現在妄想計画中の3200形タイプのドイツ型1C1タンクです。

 

まず片野さんのスケールイラスト集（陸蒸気からＣ63＞細密イラストで綴る 日本蒸気機関車史）までのスケールイラストをスキャンして、画像ソフト上で切り貼りして、作りたい模型の（ビットマップ）画像を作成します。金田さんの形式図集を使うこともあります。

私は、Gimpというフリーソフトを使っています。フォトショップの互換ソフトといってよいかと思います。高度な機能を除いては、ほぼフォトショップと同じ作業ができます。MacでもWindowsでも動きます。日本語版もあります。

それをCAD機能を持ったドローソフトDraftingCAD Proにとりこんで、主要部分を手動でトレースして、寸法を記入していきます。

このソフトは、MacDrawなどのドローソフトの流れの操作性を持つドローソフトで、CAD機能が付加されたものです。私のようなドローソフトで図面を描いてきたものには使いやすいです。

今回は珊瑚の2400形サイドタンクのパーツを使う予定なので、これを画像に撮って画面上で合わせて検討します。レイヤー機能を使って画像を挟んで合成していきます。

実寸の歪みのない画像にしたいので、カメラで撮影せず、フラットベッドスキャナでスキャンして画像にしています。またJPEG画像にすると透明部分が白くなってしまいますので、フォトショップのPSD画像にしています。DraftingCAD ProはPSD形式のビットマップ画像をそのまま取り込むことが可能です。

この後車体の寸法や車輪の位置などを模型用にアレンジしていきます。

こうやって設計図面をデッチ上げています。

ところで片野さんの蒸機機関車スケールイラスト集　現在は絶版になっているようです。このような良書は継続して版を重ねていただきたいと思います。また金田さんの1／80形式図集（機関車史研究会）も一部が売り切れになっているようです。

※追記(12/6)

ＩＴ化されたようなことを書きましたが、昔からある本・雑誌の図面をコピーして鋏と糊で切り貼りして図を作り、その上にトレーシングペーパーの方眼紙にトレースして図面を描いていくという作業をパソコン上でやっているのと作業内容は同じです。

西大寺風ミキストを作る(12) 客車デッキに自転車を乗せる

エコーモデルの自転車は大きくてデッキに載りませんでしたが、整理しているとエッチング製の簡単な自転車　おそらくアルモデルのエッチング板のオマケ？が出てきました。組み立ててみるとうまくデッキに載りました。

今回は塗装はせず、綿棒めっきで黒メッキしました。まず左のニッケルめっき液で銀色にめっきしてから、右の黒メッキ液でめっきしました。

綿棒めっきだと必要な部分だけめっきできます。めっき液も少量ですみます。

なお黒(ニッケル)メッキをするときは、いきなり黒メッキするのではなく、まず普通のニッケルめっきしてから、黒メッキをかけるのがよいそうです。

簡易牽引力測定装置

先月のKKC総会でHさんに、ニュートンメーターという電子はかりが動力車の牽引力測定に使えることを教えていただきました。これは学校の理科実験用教材の電子はかりで、軽いもの(2Kg未満)が測定できます。値段も￥3,900(税別）とお手頃です。「計量法の検定を受けている秤」ではありませんが、そういう秤とは一桁価格も違います。ノギスでいうとミツトヨのデジタルノギスに対して、ホームセンターで売っている廉価なデジタルノギスのような位置づけの製品かと思っています。

製品にはフックがついていますが、そのフックの根元には3mmネジが切ってあるので、ケーディーカプラー取り付け用アダプターを作りました。3mmネジの頭の部分を半分に削ってそこに、カプラー取付用ネジを切った真鍮板をはんだ付けしています。

本来なら、スロットルを上げていって空転し始める直前のタイミングで牽引力測定すべきなのでしょうが、液晶モニターを目視確認するためか　値がばらつくので、Sashiさんがされたように機関車を空転させた状態での牽引力を測定してみました。

とりあえず下記の6両の空転時牽引力を測定しました。

最後の欄が森井さんのアドバイスで算出した牽引力と車重の比率です。ｇはNに換算して単位を揃えています。

	軸配置		測定値(N)	重量(g)	備考
自由形モーガル	2-6-0	DCC	0.26	196		0.13
6200	4-4-0	DC	0.26	196	高効率ギア	0.13
6500	2-6-0	DCC	0.57	259*	ゴムタイヤ	0.22
7750	2-6-0	DC	0.48	265*		0.18
7850	2-6-0	DC	0.47	267*		0.18
9200	2-8-0	DCC	0.51	342		0.15

*自重はテンダーを含まない機関車本体の重さですが、6500,7750,7850はテンダーの荷重を機関車本体にかけているので、実際の動輪上の軸重合計は大きくなると思います。したがって牽引力と車重の比率はもう少し小さくなるはずです。また今回は先輪の軸重は考慮していないので、自重と動輪上重量は異なります。

第二動輪の両側にゴムタイヤをつけた6500は、牽引力と車重の比率が突出していますが、それ以外は、0.13〜0.15あたりになるのだと思います。

なおDCCデコーダーはすべてBEMFによるPI制御をオンにしてあります。

今後また測定を続けて、報告していきたいと思います。

※追加

ニュートンメーター裏蓋開けてみました。自己責任です。

フォースゲージは、しっかりした金具で本体に固定されています。