DSair2用のwifiコントローラー slim版を試用する

HMX社から、DSair2用のwifiコントローラーminiが発売されていますが、発売予定の次期新製品slim版の先行試作品を試用させていただく機会を得たのでご報告します。機能的はmini版とほぼ同じらしいです。

一番よいのは大きさが手のひらサイズで、片手でも使用可能なことです。スイッチがタクトスイッチなので、そのカチカチ操作感が、メンブレンスイッチとはかなり違いますが、これは好みの分かれるところだと思います。

操作でよいのは、ファンクション操作画面で、OLEDにファンクションのオンオフ状態が表示されることですが、これはF0-9,F10-19,F20-28と左下の青スイッチで画面を切り替えて操作する必要があります。

とはいってもＦ10以降は操作の頻度は減りますが、やはりせっかくのリアルスイッチなので、画面を見ずにブラインド操作のみで、ファンクションを簡単確実に切替えられる工夫が欲しいと思いました。

あとは、電池交換が裏のパネルを取り外す必要があるのが手間かなということです。

これであおのさんのサウンドシステムも操作できるはずですが、まだ試していません。

DSair2をスマホやタブレットで操作すると、画面をみてタッチ操作しないといけないですが、こういうリアルスイッチボタン付きコントローラだとブラインド操作が可能なのが最大のメリットだと思います。

正規量産品の発売を期待したいと思います。

あと希望をいえば、DSair2への直接wifi接続だけでなく、DSair2へのwifi接続したタブレットやスマホに、キーボードとしてBluetooth接続できる機能もついていれば、より便利だろうと思いました。またスロットルはロータリーエンコーダーですが、ツマミの角度で速度絶対値操作できるボリューム・バージョンもあればよいと思いました。私はエンコーダーよりボリューム派です。

ミント缶コントローラー五代目

DesktopStationさんから、試作機モニターのご依頼がありましたので、DSmint=ミント缶コントローラー五代目を使ってみました。機能的には初代ミント缶コントローラーと同じですが、五代目は4桁のロングアドレスの車両も操作できます。

初代と同じく、ファンクションはF0,F1,F2の三つのみしか操作できず、ＣＶ値も書込はできるが読み出しはできないという、機能限定版です。

アドレスのなどの表示は、大きいＬＥＤを使っているので、老眼があっても読み取りが楽です。

最近の円安で外国製のＤＣＣコントローラーは高騰していますが、完成品が電源アダプターと合わせて購入しても一万円でお釣りがくる予定価格のようなので、とりあえずＤＣＣを試したい方や運転用の二台目にはよいコントローラーだと思います。

※10/31の記事分割しました

USBミニスロットル Digispark(ATTINY85)版

DesktopStationさんが発売されているUSBスロットルの、ボタン無しでスロットル部分のみのUSBミニスロットルをつくりました。これは速度操作は画面のタップやスワイプでなく、従来のパワーパックのようなリアルツマミでおこないたいということで作成したものです。
ただ以前の作例に使ったAruduino Leopord互換の Aruduino pro micro 互換の直差しボードは、一年前は千円ぐらいで入手できましたが、昨今の半導体不足の影響で価格が倍以上になったり、入手が困難になっています。
そこで、まだ日本のamazonでも一枚五百円ぐらいで入手可能な　 Digispark(ATTINY85)互換品をつかったUSBミニスロットルを作ってみました。中華ネットショップから買うともっと安いです。

左がミニスロットル、左がDigispark(ATTINY85)互換品です。

パソコンならUSB端子に直接差せます。タブレットやスマホではOTGアダプターを介してUSB接続します。

Digispark(ATTINY85)互換品の上に10KΩのボリュームをつけた秋月電子のF基板を載せています。
配線はボリュームの両端の端子をDigisparkの5VとGND端子につなぎ、真ん中の端子をＰ2に接続しているだけです。

スケッチ（プログラム）は　ArduinoIDEで開発してインストールしています。

ちょっと引っかかったのは、私のパソコンはMac(Big Sur MacOS11)ですが、Catalina(10.15)以降の 64bitOSでは、Digistump 純正のボードマネージャープラグインでは動作しません。そこで有志が開発されたバージョンをインストールする必要がありました。詳しくはこちらをご参照ください
またプログラミングでは、ピンの指定方法がよくわからず、ネット情報を参考に試行錯誤しました。P2端子からAD変換で電圧値を取り組むのですが、analogRead(2)ではエラーになり、analogRead(A1)と指定する必要がありました。
スケッチをDigisparkに書き込むときも、ネット情報のように　USB3.0のポートに接続すると不安定で、USB2.0のUSBハブ経由で書き込むと安定して書込が可能でした。
あとはプラグインのプログラム例のKeyboardというスケッチをベースにして、DesktopStationさんのUSBスロットルのスケッチの速度スロットル操作部分のスケッチを抽出したものと合体させてスケッチをデッチあげました。

ダウンロード - usb_ctl_at85_01.ino

今回使った手持ちの10KΩのボリュームがセンタークリックつきだったので、ついでにセンターオフでボリュームで前後進行方向切替もできるスケッチも書いてみました。

ダウンロード - usb_ctl_at85_02.ino

この程度の機能であれば、Aruduino pro microはオーバースペックであり、ATTINY85で十分だと思いました。
DSairユーザーで電子工作に興味のある方は是非お試しください。

※追記

ATTINIY85のArduinoブートローダでは仕様上、接続されてから機能し始めるまで5-10秒程度かかります。

昨年から使っていたiPad用のOTGアダプターが、iOSのバージョンアップにともない使えなくなりました。iOSのバージョンアップで周辺機器が使えなくなるのは困りものです。純正のOTGアダプターというかカメラアダプターは使えますが、アップル純正にはコンパクトなものはないので困ります。

FireHD8でDSair2を操作する

 先週のアマゾンのプライムセールで、Fire HD8 を通常価格の半額￥4,990で買いました。8インチのAndroidタブレットに、USB-Cの5Ｖ電源アダプターがついて五千円しないのでお買い得だったと思います。ただ使用目的は、Amazonの買い物やビデオで使うのではなく、DSair2の操作端末です。
標準装備のsilkブラウザでも、追加インストールしたchromeブラウザーでも作動するようです。
また 同時に購入したUSB-CのOTGアダプターを使うとUSBミニスロットル も作動し、リアルつまみでスピードコントロールできました。

なおchromeブラウザーのインストールは、このサイトを参考にしました

C型基板サイズのコントローラー

ツイッターには写真載せましたが、ブログには書いていなかったので追加します。

DSシールド2コントローラーを　ＤＳシールド2を使わずにarduinoもUnoではなくNanoを使って、秋月のＣ型基板二枚(二段重）に押し込んだ小型コントローラーです、回路はＤＳシールド2コントローラーと同じです。手のひらに載せて操作できます。

DesktopStation 製品の系譜図

同じクラブのIB氏よりDCCコントローラーのDesktopStation 製品や　それを参考に作ったノラ版の位置づけがわかりにくいといわれたので、シェーマにしてみました

この図はクリックで拡大します。

私のノラ版（同等コピー品だと）

DShacX やミント缶と同じ一体型コントローラーが　 DSシールド2コントローラ 　C型基板コントローラー

テンキーボードコントローラーが　ハードウェアによるDesktop stationソフトの機能限定版

USBテンキーボードコントローラーが　USBスロットルと同じ機能となります。

DSair2は、wifiSDカードを抜けば　DS2シールドと同じ有線USB接続の機能もありますが、わかりにくくなるので単純化してあります。

BEMF制御と低速運転

BEMFというのは、モーターの逆起電力のことす。直流のマグネットモーターの軸を回すと発電機になり電圧が発生します。これがBEMFです。回転しているモーターへの電気を一時オフにして、その時慣性で回っているモーターが発電する電圧を測定して、これでモーターの回転数を計測して、フィードバック制御をするのが、BEMF制御です。

DCCデコーダーではこの機能が搭載されているものが多いです。ただしモーターの回転数が低いときには、この制御を使うとかえって回転にムラがでてしまうらしいです。

以前作ったＣテンダーでは、BEMF制御をかけるとかえって低速での運転が不安定になるので、BEMF制御はオフにしています。

モーターが低回転になると回転ムラがでるのはこの制御の特性らしく、各DCCデコーダーメーカーが工夫して低速部での不安定に対応しているそうです。

Ｃテンダーはひと昔前のMRCのサウンドデコーダーを積んでいるので、低速域でのBEMFの特性変化の機能はないようです。

ＥＳＵのLokSound 5では、低速部分のBEMFフィードバック制御の強度を別途設定できるようにしてこの問題を回避しているようです。マニュアルを読むとCV52で低速制御の範囲を決めてＣＶ51でBEMFフィードバックのパラメーターを変えて、ＣＶ56でもBEMFフィードバック制御の強度を設定するようです。ただ自分自身まだＣＶ51とＣＶ56の使い分けがよく理解できていません。

ＥＳＵのLokSound 5では、ＢＥＭＦ制御の自動設定機能があるので、こちらを使われる方も多いようです。ＣＶ54=0にして、Ｆ！ボタンをおすとCV51-55が自動的に設定されるようです。

Desktop Station Airをコンパクトにする（続）

Desktop Station AirにCV読込機能を追加しました。デジタル鉄道模型フォーラムのLOCKEさんの記事を参考にさせていただきました、というかそのとおりに工作しました。違うのは、裏面に配線追加したのと、電流センサーのモジュールを使ったことです。LOCKEさんありがとうございました。

DCDCコンバーターの12Ｖ端子（赤）とＣ6コンデンサーの間で、電源ラインの銅箔パターンをＰカッターで掻き取って切断しました。

電流センサーモジュールは、ACS712にコンデンサー2個とLED＋抵抗がついています。Amazonで2個千円以下で売られていますし、中華通販だと1個200円以下であるようです。コンデンサーなどを揃えたり、ハーフピッチ端子のはんだ付けが面倒というかたは、バラでパーツ買うより手っ取り早いと思います。

電源ジャックの12v端子に赤い電線をつけて、電流センサの計測電流端子を経由して、モータードライバーの7番端子につないでいます。電源ジャックの0V端子から黒い電線、DCDCコンバーターから5vを水色の電源で引き出して、電流センサモジュールにつないでいます。電流センサモジュールの出力端子とMCUの25番端子を黄色い電線で接続しています。

使った電流測定モジュールの規格が5A用だったので、オリジナルのスケッチ（Arduinoプログラム）では安定動作せず　DSCoreM.cpp26行目の定数THRESHOLD_CURRENTの値を9から20に変更したら安定して読込できるようになりました。

これに携帯用バッテリーと昇圧ケーブル（5->12V) をあわせるとDCC運転用の小型居酒屋セットができました。

Desktop Station Airをコンパクトにする

DSair2を使い始めてからほとんど使っていなかった、Desktop Station Air(初代DSair)ですがもともとDSair2に比べるとコンパクトなので、もう少し小さいケースに入れ直してみました。

タカチのTW8-2-8という80mm角で高さが20mmのケースです。
ロームのＤＣＤＣ降圧コンバーターの背が高くてつかえるので、基板から一旦取り外して電線接続とし、寝かせるように改造しました。
状態表示のＬＥＤは、タミヤのφ2.0の透明プラスチック棒を導光材にして、ケース表面から点灯状態が見えるようにしました。

かなりコンパクトになりました。
ファームウエアも最新のものに更新しようと思います。
ＣＶ値の読み出しができるようにACS712を追加改造するかどうかは決めかねています。

※4/12追加

ファームウエアは、R2d（2018/11/3 DSair2と共通化）に入れ替えてみましたが、電源のオンオフスイッチが不安定（ときどき勝手にOFFになる）でした。FlashAirカード内のSD_LANフォルダー内のファイルを、DSair2で使っているものに書き換えたら安定しました。

なおiPhoneやiPad用の小型OTGアダプター経由で、ミニスロットルやテンキーパッドつないでみましたが不安定で認識したりしなかったりでした。Apple純正のカメラアダプターでは正常動作しました。iPhoneやiPad本体のＯＳのアップデートで互換ROMの内蔵されたOTGアダプターに問題が出た可能性があるので、新しいOTGアダプターをネットで注文しました。結果はまたご報告します。

※4/19追加

新しいOTGアダプターが届いたので試してみましたら安定しました。Androidと違ってiOSはOTGアダプターに専用icが内蔵されているようですが、ジェネリック品の互換チップはシステムがアップデートされると対応できないようです。Appleもジェネリック品対策も結構ですが、それなら純正でいろいろなバリエーションの製品発売するか、純正IC外販して欲しいものです。

フリーランス・モーガル（23) 機炭間渡し回路

ドローバーにはチャンネルをはんだ付けして、その中を渡し回路の電線を通しました。これで機炭間の電線が見えなくなります。これはBEMOの蒸機からパクったアイデアです。

今回はDCCサウンド搭載なので、モーター用2本、ヘッドライト用2本、機関車アース（右側車輪）用の5本です。今回は機炭同極なのでテンダー側のドローバー受けの絶縁はしていません。なお接触不良を起こしにくいように機関車アースも電線を渡しています。

ドローバーは黒（ニッケル）メッキしましたが、まず銀色のニッケルメッキしてから黒メッキをかけると綺麗にメッキできました。工業的には真鍮に直接黒メッキするのではなく、先にニッケルメッキしてから黒メッキするのが常道らしいですね。ただこの方法を鉄道模型の車輪におこなうと集電トラブルの原因になるのはご存じのとおりです。

なおテンダーの内側には全面にマスキングテープを仮に貼って、デコーダーや電線との接触事故を防いでいます。ブラスロコの場合はデコーダーやその配線とボディーを接触ショートさせて、デコーダー昇天させたという事故が多いです。自分も何度か経験しています。その点ではプラ製蒸機の方がDCCデコーダーの搭載は向いているし、楽だと思います。