NoraAirシールドの配線図

NoraAirシールドの配線図を追記しました。
3/21の記事をご覧ください。

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DCCコントローラーのアドレス指定デバイス

DCCコントローラーのアドレス指定ですが、意外に人気があるのが、デジトラックスのコントローラーの一部に採用されているロータリーコードスイッチ(DIPロータリースイッチ)です。
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これはUT4というロコネットに接続して使うサブコントローラーですが、おそらく電源につながっていなくてもアドレス指定ができるようにこういう仕様になったのだと思われます。

ロータリーコードスイッチは日本電産コパルからも発売されているようで、秋月などで扱っているようです。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-06981/
4桁のアドレス用に4個並べても、マイコンのデジタルi/oが8本あればよいので、運転専用のコントローラーだと使いやすい入力デバイスではないかと思います。
 
(2018.5.22追記)
秋月からパーツが届いたので、ユニバーサル基板の上に仮配置してみました。
このロータリーコードスイッチで4桁アドレス指定するのは使えそうです。
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ESPWROOM32をつかってDSair用のハンディーコントローラーをつくるとすると。
このデバイスは入出力ピンが20本使えるので、4桁アドレス指定用に8本、速度ボリューム用に1本、前後進切替用に1本、緊急停止ボタン用に1本使っても9本残りますので、ファンクションボタンはF0-F8はとれることになります。とはいっても頻用するボタンにとどめて、あまり使わないボタンはスマホのタッチパネル操作にした方がよいと思っています。


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HOJC運転会でDSairで走らせました

昨日から会員になっているHOJC20周年記念運転会で京都にいっていました。
模型談義+運転会+呑み会十分堪能してきました。
今回NoraAir(DSairの自作版)で2時間走らせましたが、特に問題なかったので、耐久性には問題ないようです。
ただ一回急にNoraAirとiPadとののwifi接続が切れましたが、再接続すると問題なく使えました。
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まるいちさんが、キットを組まれた純正DSair持参されて運転されていましたが、操作性は同じでした。ソフトが同じなので当たり前ですよね。
なおやはりスマホ画面では小さく、タブレット画面ぐらい大きくないと操作しずらいという話になりました。
また 50代以上のおっちゃんモデラー達にとっては、タブレット画面のスピードメータをタップかスワイプして運転するのは違和感があり、リアルなツマミを回して速度調整して、スナップスイッチで前後方向切替えたいという感想が多かったです。
私自身も画面上でタップするファンクションスイッチの操作はともかく、速度調整や前後進切替はリアルなデバイスを操作して運転したいと思っているので、やはり昔からのパワーパックで運転してきた模型世代の印象は同じなのだと思いました。
また速度調整の時、タッチパネル画面操作だと指のスイッチやツマミの感触がないので、操作するのに画面をいちいち見る必要があるので、走っている模型から目を離さないといけないのがよくないという意見もありました。老眼になると遠くの走っている模型をみて、すぐに手もとのスマホやタブレットの見るのは焦点があわないのでしんどくなってくるのかもしれません。

それから自宅で、サウンド出して走らせると家族にうるさいといわれるので、運転会だとクレームなく模型からの音が堪能できるという話しになりました。とはいっても模型から出る音量も自宅で走らせると大きすぎるが、運転会だと大きさが物足りないといわれる方が多かったです。いちいちCV値書き替えて音量調整するのも面倒ですね。ファンクションで音のオンオフはできるけど数段階に音量調整できるとよいと思いました。

運転会の様子は高急さんのページをごらんください
http://kokyu.sblo.jp/article/183229982.html
http://kokyu.sblo.jp/article/183230325.html

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蒸機サウンドシステムの比較

所属するクラブの会誌に3つのシステムの比較記事を投稿したので、
比較表を私のブログにも掲載しておきます。


3sound
クリックで拡大します。

*1 クマタなどが、ESUのサウンドデコーダーに日本型音源を入れて販売
     永末から9600用デコーダーが発売されている
*2、3 PFMマークⅡでは外部音源も使えた
*4 Tsunami2では、モーター回転を検出して同期
*5 Tsunami2ではでは3段階に切替可能

優劣はつけがたく、図らずも3種の異なったサウンドシステムついた機関車を保有しています。
どれかひとつのシステムにに統一するように改造する気力と時間もないです。
まあ適材適所ということで、車両ごとのシステム選択していくことになると思います。


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NoraAirシールドをつくる

DesktopStationさんが開発されているDSAirですが、完成品のFULL Edition、DSシールド、SDカードシールドを使って組むMAKER Edition、基板自作のNORA Editionというラインナップのようです。

三段重はかさばるので、DSシールドとSDカードシールドを合体したNORAシールドはできないかということで、パーツは買い集めたのですが、Amazonを眺めているとデータシールドというのを見つけました。
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これは、ADAFRUIT社 の Data Logging Shieldのドラゴンコピーのようです。基板上にSDカードスロットとReal time clock(RTC)が載っていますが、プロトタイピング用のエリアがあります。この部分にモータードライバーICなどを搭載すれば、NORAシールドができそうなので購入してみました。中華製パッチモンだけあって、送料込みで¥669と激安です。中国からの発送のようで、注文後約2週間かかって到着しましたので、早速組んでみました。
DSシールド回路をS88関係を除いてほぼそのままこのシールド上に追加しました。また特に問題なさそうなのでRTCの回路も撤去していません。Aruduinoのスケッチも改造せずそのまま使わせていただいております。
FlashAirなどのwifiデバイスは大電流喰らいなので、オリジナルのLDO(5->3.3V)では電流不足で不安定になりそうなので撤去しました。その代わりロームの3端子DC/DCレギュレータ - BP5293-33を使って12Vから直接3.3Vに降圧して、FlashAirに供給するように改造しました。
モータードライバーの入力前にはDSシールドとおなじょうにコンデンサー入れていますが、SDカード側3.3Vのレギュレーターの出力側にはコンデンサーは追加していません。不安定になるようなら追加を考えたいと思います。
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一応動くことは確認しましたが、長時間走らせた場合の耐久性の確認はまだこれからです。

最近電子工作が続いていますが、そろそろ金属工作に戻りたいと思います。

追記(2018.5.17)
リクエストがありましたので、NoraAirシールドの実体配線図をアップロードします。
DSシールドからS88関係の回路を省略して、SDカード用の回路と合併させたものです。
といってもSDカード用は電源回路を付け替えただけです。
Nora_3

コンデンサーは、220もしくは470μFの電解コンデンサーと1uF/35V セラミックコンデンサを並列につないでください。電解コンデンサーは極性に注意してください。
真ん中下GND端子上方のピンクに塗った表面実装部品がLDOなので撤去してください。プライヤーで挟んで捻れば取れました。(真ん中の完成写真参照してください)
私は抵抗内蔵のLEDを使用したので、LEDに直列に抵抗はいれていませんが、普通のLED使う場合は1KΩの抵抗を入れてください。
使用パーツはDSシールドのパーツに準拠してください。
なお基板左下の薄茶のパーツは、RTCのパーツですが特に撤去する必要はありません。

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DCCハンディーコントローラーをつくる(7)電源 トラブル

完成したコントローラーでしばらく走らせていると、LEDが点滅してコントローラーが止まってしまう現象がおきました。電源オフにしてしばらく放置すると復帰します。
止まったあとすぐ基板上を指で触ってみると、ESP-WROOM2電源用の3.3Vレギュレーターが異常に発熱しています。Aruduino Uno の5.5Vレギュレーターに負担をかけないようにと 直接12Vに接続して降圧したのですが、ESP-WROOM2の消費電力が大きいので過熱したようです。というわけでレギュレーターの入力側を5Vのピンに接続しなおしたら、この現象はおきなくなりました。
考えてみれば、三端子レギュレーターは入出力差の電圧を熱で出すので、降圧分が大きいと熱くなるのも当たり前ですね。
またこういう無線デバイスは消費電力がかなり大きいようです。
FlashAir使う場合も電源で一工夫必要だと思いました。

最近電子工作が続いていますが、そろそろ金属工作に戻ろうと思います。

※追記(3.18)
やはり30分ぐらい連続して運転していると 同様な現象がおきました。
最初機関車のショートも疑ったのですが、その状態で直流電源に切り替えるとすぐ走るので、やはりコントローラー側の問題のようです
ということは、Aruduino Unoの電源(降圧レギュレーター)が過負荷で熱暴走でもしているのでしょうか?

※追記(3.22)
「電気屋の毎日」ブログ2/7の記事を参考にさせていただいて、
Aruduino Uno互換品のLDOをBP5293-50に交換しました。
また少し長い時間連続運転して試してみます。
これで16V対応も大丈夫ですね。

これでも不安定ならESP-WROOM用3.3V電源を三端子レギュレーターからBP5293-33に交換しようと思います。

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DCCハンディーコントローラーをつくる(6)

タカチのケース(LC135-N-W)に収めました。

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黒スイッチが、スマホで指定したファンクションのオンオフ。赤スイッチが、汽笛(F2)です。もう少しスピード用ボリュームとの間をあけた方がよかったです。
操作する機関車のアドレス指定やファンクション操作はスマホのブラウザーからおこないます。
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真ん中の赤いピンジャックが走行電源、右が電源アダプタ、左はAruduinoUnoのusbジャックです
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NORAシールド(自作したDSシールド互換品)に、ESP-WROOM2が載っています。
スマホ操作のためのサーバープログラムはESP-WROOM2の中にあります。

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DSshield with FlashAir(続)

DSshield with FlashAir 調子良く動きます。
やはり、三段重はかさばるので、SDカード基板モータードライバーを一枚のシールドに納められないか
ということで、レベル変換モジュールと3つパーツ並べてみたら何とかおさまりそうです。
この秋月のSDカード基板についている三端子レギュレーターは、12Vから直接降圧できるようなので、直接12Vの電源ラインにつなごうかと思っています。500mAの容量があるようですが、不足するようならついでに買ったロームのDCDCコンバーターに置き換えます。
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これでNoraAirシールドつくってみようと思います。
FlashAir W-04 16GBも発注しました。

(2018.5.25追記)
結局このパーツは使わず、データシールドを使ってNoraAirシールドを作りました。

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DCCハンディーコントローラーをつくる(5)

収容するケースの関係で高さを低くする必要が生じたので、一部部品の配置を変更して、組み上げました。
あとはケースを加工して組み込みます。
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DSshield with FlashAir

DSshield with FlashAirというのは
Desktop Station さんが、Aruduino ベースで開発された wifiで操作するDCCのコマンドステーションです。
手持ちのFlashairカード(Ver.3)があったので、SDカードシールドを購入して、組んでみました。
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操作はiPadからおこないます。右の緑の3段重ねの基板がこのシステムです。

今回は純正のAruduino Unoを使って組んでいますが、中国製のジェネリック(ゾロ)基板でも大丈夫です。
アマゾンなどで売っているゾロ基板を使えば¥500円ぐらいなので、FlashAirカードを入れても1万円以下でこのコマンドステーションができます。
SDカードシールドは、マルツの通販で買ったら¥1,580(税込)でした。
FlashairカードのVer3でもストレスのない早さで作動します。

それからこのシステムは、オープンソース(プログラムが公開されている)なので、自分の好みで改造できるのもよいところです。

これとは別に自分で作っているDCCコントローラーも上手く動いているので、早くケースに収めようと思っています。


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