DCCコントローラーをつくっています(続々々)

表示部のLEDユニットをSparkFunのものに取り替えました。
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adafruitの同様なic2接続のLEDユニットは大きすぎるようです。
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まだ少しソフトに不安定なところがあり、バグ取りが必要です。

※9/20追記
ファンクション操作機能のおかしなところは、ソフトのバグではなく、ハードで一部配線が接触していてショートしていたためでした。コンパクト化狙いすぎてしまいました。ジャンパ線が多くて、美しくない配線になっています。
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CV書き込み機能は省略してもよいかとも思っています。CV書き込みで一番使いたいのは機関車アドレス変更ですが、このハードではCV読込ができないので、CV29の設定値を読めず、ちょっと話しがややこしくなります。
初代ミント缶では、2桁アドレスしか扱えなかったので、CV1の書き替えだけでよかったのですが、4桁になるとCV29あたりも関係してくるので話がややこしくなりそうです。
新版ミント缶ではどうなっているのか、プログラムコード読ませていただこうと思っています。
まあ赤い箱やDSmainで書き替えるのが確実なのですが・・・

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KATOサウンドBOXをDSairで操作する(続)

DSair純正でうまく作動しなかったのは、結局倍圧整流の入力に使ったコンデンサーの突入電流にモータードライバーTB6643KQの過電流保護機能が反応して出力シャットダウンするためでした。入力に直列に30Ωの抵抗をいれたら問題なく動作するようになりました。

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ついでにサウンドボックスを改造したコントローラー部分のアルミ板が露出していた部分に黒のカッティングシートを貼ったら高級感?が出ました。

またもう一度分解したので、基板表面の写真をお目にかけます。

なお分解すると製品保証がなくなるらしいので、分解はおすすめしません。分解される方は自己責任でおねがいします。


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左下の丸型のパターン部分がスイッチ部分です。この部分はゴムスイッチになっていて、パネル上の黒色スイッチをおすと、導電性ゴムが当たって導通する仕掛けらしいです。従ってこの部分にジャンパー線をつけて短絡させると音が鳴るようです。現在オーダーしているリードリレーが着いたら、加工してみようと思います。

最近まとまった時間がとれず電子工作ばかりでしたが、そろそろ車両工作に戻ろうと思います。
といっても今日は9850を塗ろうと思っていましたが、天気が悪くて延期しました。

※話がゴチャゴチャになるので、記事を分割しました。

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DCCコントローラーをつくっています(続々)

DCCコントローラーはハードは組み上がりましたが、やはりファンクションがうまく動かず、もう一度もとの初代ミント缶のスケッチからプログラムを改造しなおそうと思います。

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9/13追記
DCCコントローラーは、TM1637のLED表示ドライバーの処理に時間がとられるようで、DCC出力が一旦途切れて瞬断状態となる不具合が出ます。ファンクションの表示しなければ問題ないのですが、それではつまらないのでもう少しプログラム捻る必要がありそうです。

9/16追記
Yaasanさんとtwaydccさんにいただいたコメントを参考にして
SparkFunの7-Segment Serial Displayが手もとにあったので、これをI2cハードウェア接続で使ってみると、走行中にファンクション番号をLED表示させても走行電流瞬断現象はおきなくなりました。


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KATOサウンドBOXをDSairで操作する

KATOサウンドBOXですが、メーカーは通信ポートの仕様を公開するつもりは、まったくないようです。そこで通信ポート経由の外部からの操作は諦めて、DUMP端子に電圧をくわえて外部から操作することを考えました。
Nanoを使ったスマイルでコーダーに、I2CでDAコンバーターのMCP4726をつないで、速度出力をPWMではなく、0-5Vの直流として取り出しました。それをオペアンプNJM741で-10から10Vの電圧に変換しました。オペアンプは正負両電源が必要ですが、DCCは交流なので、倍圧整流の仕組みを使って取り出しました。これは、ひろでんさんのドッチーモアダプターをみていて思いつきました。
まだブレッドボード上の仮組み状態ですが、DCCコントローラーつなげば作動します。
もちろん、DSairをつなげば、ワイヤレスで操作できるはずなのですが、三段重のメーカーエディションでは動きますが、純正DSairとNORAeditionでは動きませんでした。ハードの差というより メーカーズエディションは古いスケッチのままですが、純正とNORAは最新のスケッチなので、ソフトバージョンの差異によるものかもしれません。ちょっと検討が必要なようです。追記 NORA刺していた新しいスケッチインストールしたUNOにメーカーエディションのSDカードシールド+DSシールド刺したら動きました。スケッチの違いではなさそうです。

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またサウンド機能の方は、しいのみ鉄道さんに教えていただいた情報では、スイッチ短絡すれば音が鳴るようなので、デコーダーにリードリレーをつけて、このデコーダーのファンクションで動作させる予定です。

なおサウンドBOXでの通信ポートですが、UARTではなくて、RS485、432のような差動入力のようです。自分の技術・知識や手持ちの機器では通信規格の解析は難しいので諦めました。

なおLenzのXpressNetは、RS485規格らしいですね

 

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DCCコントローラーをつくっています(続)

フリーのシールド基板上にスイッチなど仮配置してみました。

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黒のタクトスイッチを配置してみましたが、視認性がイマイチなので他の色に変えようか迷っています。
モータードライバーは、4桁LEDの裏側に配置します。
ボリュームはさすがに、基板上には配置できず、基板の裏面 下のAruduino Unoとの間に配置します。

9/2追記 こんな感じに なりました。

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まだモータードライバーとLEDは仮配線ですが、キーパッドだけでも相当時間がかかりました。というと電子工作得意な人には笑われそうですね。ボリュームのケースの一部にハンダゴテの先が当たって少し変形するという失態もありました。キットの有り難さが身にしみてわかります。なおキーパッドの配線は秋月のキット準拠です。
ソフトは、初代ミント缶のスケッチをベースに改悪?していますが、自分で追加した運転時にテンキーからファンクション番号を拾う部分に少し問題があるようで見直し中です。

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DCCコントローラーをつくっています

近々ミント缶コントローラーの改良版キットがtwayDCCさんから発売されるようですが、
最近老眼が進んで、小さい液晶の文字が見にくくなってきた(DSmainもOLED仕様にアップグレードしていただきましたが、ちょっと文字が小さくて見づらいです)ことと、サウンド・ギミック派にとってはファンクションボタンが3つというのは少し物足りないので、以前のミント缶コントローラーのスケッチを一部書き替えて、DCCコントローラーを製作しています。ブレッドボード上に仮に組んで動くようになりました。4桁LEDは、中国製のTM1637というドライバーのついたモジュールが、¥200ぐらいで手に入るので、使っています。マトリックスキーパッドは秋月のキットを組みました。
あとはどういう風にケースに組み込むかです。あるいはUnoのシールド基板上にスイッチなどつけて、ケースに入れたUnoと合体させて使うか考えています。
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DCCデコーダーも、DesktopStationさんのスマイルでコーダーのスケッチを使わせていただいて、Nanoに書き込みました。しかしそのままでは動きませんでした。NMRAのライブラリーがアップデートされて、そのままのスケッチではうごかなくなったそうです。そこで、なごでんさんのmp3つきデコーダースケッチを参考に書き直したら、動くにようになりました。ご参考までに車両用デコーダスケッチR4の改変スケッチアップロードしておきますここをクリックしてダウンロード
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ちょっと目論見があって、PWM出力をモータードライバーにつながず、I2CでDAコンバーターのMCP4726をつないで、0-5Vのパルスでない平滑なDC出力を出す試作をしています。


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DSair接続用Wifiスロットルをつくる(続)

あやのすけさんのリクエストもありましたので、DSair接続用Wifiスロットルの回路図とプログラムを公開します。
スケッチはかなり整理してコメントいれたのですが、素人のプログラムなのでツッコミどころ満載と思いますが、ご容赦ください。お気づきの点あればコメントでご指導お願いします。
Wifi_3
前後進スイッチは中間オフつきです。

回路図も回路図ソフトはまだ使いこなせないので、ドローで書きました。

そのまま起動させると、スロットル(クライアント)モードで起動します。最初の接続待ちのときは緑色LEDが点滅していますが、Flashairに接続すると点灯して運転可能になります。
速度ボリュームをゼロにしないまま、前後進を切り替えてもそのままでは車両は動きません、速度ツマミを動かすと動き出します。
操作中に緑色ボタンをおすとDSairのパワーがオフになり、緑色LEDも消灯します。もう一度押すとパワーオンになり緑色LEDも点灯します。なおこの緑色LEDはDSairのパワー状態を反映していません。

緑色ボタンを押しながら起動させると、サーバーモードで起動して赤色LEDが点灯します。スマホなどのwifi設定でESP-WROOMに接続して、ブラウザーを使ってIPアドレスにアクセスします。
スロットルで操作する車両のDCCアドレスと接続するためのFlashairのssid,passwordが設定できます。

このスロットルが吐き出してるコマンドです。ArduinoIDEのシリアルモニターです。
Photo


スケッチなどのファイルはここからダウンロードしてください。
 wifithrottle.zip をダウンロード

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DSair NORA Editionについて

最近のDSair用スケッチでは、私の作ったDSair NORA Editionは動かないようです。
ボードをDSairと誤認識して、電圧不足の点滅エラーとなるようです。
DesktopStaionさんに教えていただき、AOをGNDに接続すると動くことがわかりました。
これから私の作例に倣ってDSair NORA Edition作られる方、もう作ってしまってソフトのアップデートで動かなくなってしまった方は、上記の対策をしてください。
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それから、マックのOSをHighSierra(OS10.13)にアップグレードしたら、ArduinoIDE(1.85)で ESP-WRROM-02へのプログラム書き込みができなくなり、数時間嵌まりました。ネットの情報をもとに、通信速度を230400にしたらまた書き込めるようになりました。
https://qiita.com/sera_ramon/items/11ef80968e29aaf7d066

2018.8.12追記
下の写真のようにジャンパしておきました。
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左側ピン脇の赤いリード線です

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DSair 揃い踏み

DesktopStationさんのキャンペーンでNoraAirのレポート提出したら、純正DSairの表面実装部品取付済基板を安く分けていただけましたので、早速組んでみました。
20180806_22_10_53
左が純正DSair(FULL Edition)、真ん中の二段重がNoraAir(シールド基板自作のNORA Edition)、右の三段重がDSシールド、SDカードシールドを使ったDSshield with FlashAir(MAKER Edition)です。
やはり純正はコンパクトですね。
NoraAirはArduino Unoの上に一枚シールド、DSshield with FlashAirは二枚シールドを載せています。
大きさは違いますがDCCワイヤレスコントローラー としての機能は全く同じです。


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DSair接続用Wifiスロットルをつくる

DesktopStationさんのDSairは、スマホやタブレットで操作するようになっています。
しかし5月のHOJCの運転会でも、50歳代以上の従来のパワーパックに慣れ親しんできたおっちゃん世代には、画面上のメーターをタップしたり、スライダーをスワイプしたりして、速度コントロールするのは違和感があるという意見が多く聞かれました。
というわけで、速度コントロールと方向切替だけは、従来のパワーパックのようなツマミとトグルスイッチで操作可能なDSair接続用Wifiスロットルを作ってみました。ファンクションスイッチは、スマホやタブレットで操作します。勿論ファンクションスイッチもリアルなスイッチをWifiスロットルにつけることも可能ですが、画面上でボタンをタップするのはあまり違和感がないので、今回はつけませんでした。あくまで、速度スロットルをリアルなツマミに置き換えたというコンセプトです。

20180729_22_44_02
ハードは、esp-wroom-02をArduinoでプログラミングしました。
定電圧電源やシリアル変換の内蔵された、スイッチサイエンスのESPr Developerを使いました。モジュール単独で使っても付加回路をいろいろつけないといけないので面倒です。
電源はケースに内蔵した単三電池3本で動いています。
スロットルのアドレスの指定は、esp-wroom-02はサーバーとして起動し、スマホやタブレットのブラウザから指定します。実際運転操作するときは、クライアントして再起動して、flashairにwifi接続しています。
https://qiita.com/exabugs/items/2f67ae363a1387c8967c
を参考にさせていただきました。現在のスケッチ(プログラム)もDCCアドレスだけではなく、クライアントとして接続するflashairのssidとパスワードもこの例のように設定できるようにします。

赤LEDが点灯しているときが、アドレスなど設定のためのサーバーモードで、緑LEDが点灯しているときが、運転操作(クライアント)モードです。右横の緑色のスイッチを起動時に押すとサーバーモードで起動し、押さないと運転操作モードになります。運転操作モードのときこの緑色のスイッチを押すとDSairの走行用電源をオンオフできます。
なおこのツマミを動かしても、画面上のスピードメーターには反映されませんので、念のため。

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