DCCハンディーコントローラーをつくる(4)

ESP-WROOMプログラムの方は見なおしたら思わぬところに速度低下の原因となるボトルネックがあったので修正して、スマホ動作だけでも十分な速度が出るようになりました。
ただまだ実装していないポイント切替操作が入ったりするとやはりボタン操作が便利なので、2個の押しボタンは残します。また複数のDCCデコーダー用定義ファイル?を切り替えて読み込めるようにしました。
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DSシールドの上にスイッチやボリュームを配線したESPrDeveloperを両面テープで貼り付けるのも無粋なので、DSシールドとESPrDeveloperをシールドの形に仕立てようと思って仮配置してみました。
電子工作やっている人は基板剥き出しでも気にならないようですが、昔からの鉄道模型派にはそれは気になるので、やはりケースにおさめようと思います。


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DCCハンディーコントローラーをつくる(3)

ESP Developerにサーバープログラムを書き込んで何とかここまでできました。
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結局サーバー経由で、httpのGETメソッドを使って制御したのでは、時間の遅れが生じるので、iPhoneのweb画面からファンクション番号を指定して、オンオフはESP Developerのデジタル入力端子に接続したタクトスイッチで制御することにしました。
タクトスイッチはモーメンタリースイッチとして使い、web画面上からは少し時間が遅れますが、オルタネートとしてのスイッチ機能をつかえるようにしました。
サウンドデコーダーのファンクションに割り当てられているサウンド機能は、F4以降はメーカー・デコーダーごとに異なるので、こういう形で可視化できると物覚えの悪くなった中年オヤジには楽ですね。

スマホから操作する高機能のDCCコントローラーは、DesktopStationさんがラズパイを使って開発されるようなので、私は呑み会などでちょっと走らすような簡易版をめざします。


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DCCハンディーコントローラーをつくる(2)

ESP Developer と Aruduino Unoをシリアル通信(UART)でつないでテストしてみました。
動作電圧が ESP Developerは3.3V、Aruduino Unoは5Vですが、レベル変換コンバーターを間につながなくても動作しました。
プログラムの動作自体は問題ないのですが、web上でクリックしてから、 ESP Developerのシリアルポートから信号が送られるまで一呼吸時間がかかります。まあギミックのサウンドなので実用上は問題ないですが、少し気になります。
もうすこしプログラムのチューニングをしてみようと思います。

この点が解決できなければ、ウェブブラウザーからファンクションを直接オンオフするのは諦めて、ボタンスイッチのファンクションスイッチの機能割り当てをするだけにするしかないかもしれません。

また今は、ESP DeveloperのサーバーからAruduino Unoに一方的にデータを送っているのみで、レスポンス受信していません。これもなんとかしたいと思います。

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DCCハンディーコントローラーをつくる(1)

KATOのDCCコントローラーD101でも家で運転するのにはよいのですが、ちょっと呑み会に持ち出して走らせるとなるとかさばります。永末さんの赤い箱もウィンドウズパソコンのお供がいるのでこれもかさばります。DesktopStationさんのミント缶コントローラーはコンパクトでよいのですが、アドレスが2桁なのとファンクションが0、1,2限定なので、電車などの運転派の方には十分なのでしょうが、蒸機サウンドなどのギミック派には物足りないです。
そこでDSシールド発売を機会に、スマホやタブレットで操作可能な、DCCハンディーコントローラーを開発することにしました。電源内蔵は前回のコントローラーで問題が多かったので、今回は電源は外付けとすることにしました。コントローラー本体には、走行用ボリュームと電源、前後進スイッチのみを取り付けることにします。

というわけで最近は、ハンダゴテや糸ノコは握らず、キーボード叩いていました。

最近ESP-WROOM2というwifiモジュール自体をマイコン化して、Aruduinoとしてプログラムするというのがはやっているので、このモジュールをサーバー化して、サーバー内のプログラムにスマホやタブレットのブラウザからwifiアクセスして操作するというシステムを構築するとこにしました。ESP-WROOM2とDSシールドの間は有線のシリアル通信で結びます。

プログラムはスチッチサイエンスのESPrDeveloperを使ってAruduinoIDEで開発しました。久しぶりのC言語で、ふだん使っているエクセルのVBAとはちょっと勝手が違いますが、なんとかなりました。
私はスマホ画面のスライダーで運転するというのが好きではないので、ボリュームの電圧をAD変換して読み取らせています。前後進スイッチもつけることにしました。
まだケースに入れていませんが、最終的には普通のパワーパックと同じような外観になるはずです。
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これにAruduinoUNOとDSシールドが接続されます。

あとブラウザーのファンクション操作画面には、ファンクションごとの項目が表示されるようにします。特にサウンドデコーダーではメーカーや機種ごとに、音の割り当ててあるファンクション番号が違うので、もの覚えのわるくなってきた私にはすべておぼえられないのが現実です。これが上手くいけば、機関車変えるたびにサウンドデコーダーのマニュアル引っ張り出してきて、あの音はファンクションの何番だったけ?ということはなくなるはずです。
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これはMacのSafari画面ですが、iPhoneのSafariでも同じように表示されます。

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DSシールド

Aruduinoを使ってオープンソースでDCC機器をつくられているDesktop Stationさんから、新しいDSシールドが頒布開始になりました。従来からもDCC/MM shieldというシールドがありましたが、従来のシールドはマイコンが搭載されていまましたが、今回のシールドはマイコンなしの機能付加されたモーターシールドで、マイコンなしで、Aruduino本体のマイコンのみで動いています。
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単体で自動運転のプログラミングするならDCC/MM shieldの方が簡単ですが、単にパソコンからDCC動かすだけなら今回のDSシールドで十分です。¥1800でキットも用意されていますが、今回は基板を¥500で頒けていただき、パーツは共立電子の通販で自己調達しました。1台分600円ぐらいでした(送料抜き)
ベースになるAruduino Unoは、正規品は¥3240しますが、中華製のパッチモンだと¥500ぐらいですから、やりくりすれば三千円以下でパソコン接続型のDCCコマンドステーションができます。上の写真はアマゾンで調達したパッチモンUnoにDSシールドを装着しています。正常に動作します。
DSシールドのページには、上級者向けと書いてありますが、プログラムイジらなければ、シールドの組立自体の難易度はふつうの電子キットとかわらないです。

オープンソースの利点を生かして、多様なデバイスを接続してプログラム改造して自分好みのコントローラーにカスタマイズも可能ですが、またその報告は後日

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5900(24) モーターとデコーダー

今回5900に搭載した10mm角のモーターですが、パルス制御と相性がよくないという報告もあるので、DCCデコーダーとの相性をみるため、永末のDEP3に接続してみました。
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BEMFをオンにすると、唸り音を発して動輪の回転がギクシャクしますが、オフだとスムースに走ります。
なんとか使い物になるようです。BEMFをスピード補償に使う場合はこうなりますが、スピード検知に使う場合はどうなるかわかりません。次はKATO サウンドBOXをつないでみます。

#追記
KATO サウンドBOXにつないでも支障なく走りました。ドラフト音も出ますよ!
このモーターはBEMFで、フィードバック制御かけると問題でるが、普通にパルス制御で走らせるには問題なさそうです。

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(続々々)車載できるBluetooth小型スピーカー 車載編

先日分解したエレコムのBluetooth小型スピーカーMinitrainSのF&C合造客車に搭載してみました。なおオリジナルのスピーカーは外して、MRCの共鳴箱付き16X35mm箱形スピーカーに交換しました。エレコムのスピーカーユニットについていたオリジナルのスピーカーはインピーダンスが5Ωで、この箱形スピーカーは8Ωでしたが、音量・音質ともに問題はないようです。
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今回はスピーカーとリチウム電池を両面テープで床板上面に貼っただけなので、スイッチのオンオフとBluetooth送信機とのペアリングは、上回り外して、基板のボタンスイッチをおす必要があります。いちいち上回りを取り外すのは面倒なので、頭をもうひと捻りする必要がありそうです。なお基板はとくに固定していません。

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7000形に牽かせてみましたが、非力なのでこの2両牽くのでもなんとかというところです。
音は客車の車体に共鳴して非常によい音がでました。

7000はかなり前に一応完成していましたが、サウンド搭載の問題がありペンディングになって、塗っていませんでした。この小さいテンダーでもシュガーキューブスピーカーと小型サウンドデコーダー入らないことはないのですが、それをいれると軽くて浮きやすく集電にも問題がでるので、経過をみる=放置していました。
シュガーキューブもそれなりの音は出ますが、やはり低音などは今回積んだスピーカーなどにはかないません。
ということで、テンダーにはDCCサウンド装備せず、小さなウェイトを入れたら走行と集電が安定しました。ロコ本体もややウェイト不足です。キャブ内にはもう少しウェイト積めますが、あまり積むとテールヘビーになりそうです。

あと困ったことといえば、KATOのサウンドボックスは自動でコンプレッサー音が出ます。
うちの機関車は、蒸気ブレーキと真空ブレーキが多いのでこれは困ります(笑)
やはり普通のDCCサウンドデコーダーと同じように音の設定を変えることが出来るようにしてほしいです。
通信ポートはそのためについているのではないかと期待しているのですが・・・

追記(5/14)
HOJCの京都運転会に参加しKSさんのレイアウトで走らせていただきました。
KSさんのレイアウトは5X5m以上ある大きなレイアウトですが、コントロールボードから一番遠い所でも、ロコのモーター回転検知してブラスト音は同期しましたし、音もBluetoothで問題なく飛びました。
自宅で走らせた時はかなり音が大きい気がしたのですが、運転会場ではやはり少し音量不足気味でした。特に近くに騒々しいサウンドデコーダー搭載のDD54とかがいると音はかき消されてしまいました。
実際運転してみて一番の難点はやはりスピーカーシステムのバッテリーの保ちが短いことでしょうか、乾電池駆動の方が電池交換できるので良いかもしれないと思いました。
あとはコントロラーにいろいろ外付けで機器接続する必要があることです。
サウンドボックスの外装改造してオールインワンにしたいと思いました。

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Tsunami2の新機能 カットオフ可変

サウンドトラックス社から新発売された、Tsunami2蒸機バージョンのマニュアルを同社のサイトで眺めていたら、F5とF6でカットオフをマニュアルで可変出来る機能がついたみたいです。

ユーザーガイド(英語)のP5-P6あたりに記載あり

これまでのTsunamiでは、DDE(Dynamic Digital Exhaust)といって、コントローラーからの指示速度とBEMFで検出したモーターの回転数を比較して、力行運転から絶気運転まで、カットオフを自動で切り替える機能はついていましたが、今回はマニュアルでファンクションボタンをつかって切り替えることができるようになったようです。
まだ搭載していないTsunamiの罪庫もありますが、Tsunami2買って試してみたいと思います。

これでPFM/SL1 アナログサウンドの長所は、マニュアル操作でのカットオフ可変できることでしたが、DCCサウンドでできないことがひとつ減りました。

なお廉価版のEconamiでは絶気運転への切替モードはありますが、カットオフを段階的に変えることはできないようです。
ユーザーガイド(英語)のP7に記載あり

それからEconamiはUKバージョンがあってこちらは入っている音がちがうようですね。
英国型の汽笛が入っていれば、英国型古典機にはEconami UKバージョンが使えるかもしれません。

ところでこのカットオフマニュアル可変機能 可能なら、KATOのサウンドボックスにもつけて欲しいですね。

追記(5/10)
UKバージョンの音ついては、Soundtraxx.comには音源の情報ありませんでしたが、Tony's Trainのホームページに情報が載っているのをみつけました。フェスティニョークのフェアリーの汽笛音もはいっているのですね。


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DCC 小型モバイルパックをつくる (3) 問題点報告

私のブログをみておなじようなDCC 小型モバイルパックをつくろうと思っておられる方もおられるようなので
先日日乃電さんにこのパックとDCCサウンド付きの9200を持ち込んで走らせてもらったのですが、その時にちょっと問題が起きましたので報告しておきます。
内蔵電池のみで10分ほど走らせていると急に機関車が止まってしまいました。12V1Aの電源アダプターを接続するとまた問題なく動き出しました。9200は普通の有鉄心モーターですがサウンド付きなので0.3Aぐらいは電流を喰います。DCDCコンバーターは電圧は上げますが、電力を増やす魔法の機械ではない(効率は80%程度らしい)ので、4.5Vを12Vに昇圧すれば1A程度の電流が電池から流れていると思われます。しばらくして電池に切り替えるとまた走り出したのですが数分で同様な現象が制限しました。今回単3アルカリ乾電池を3本直列にして使っていますが、それでも消費電力が大きい車両には向かないようです。電池駆動である程度消費電力が大きい車両を動かしたければ、単3の4本直列か単2以上の電池を使った方がよさそうです。あるいは乾電池駆動より、最近安くなった5VUSB出力のスマホ用バッテリーパックを使われた方がよいと思います。
以前DCDCコンバーターを使った直流パルスのモバイルパックを作ったとき、事前の実験では単3電池2本ではすぐ電池がなくなって動かなくなるので、3本にしたのですが、サウンドなしのDC車両では30分程度運転してもこういった現象はおきませんでした。
電気関係に詳しい方のアドバイスをお待ちしています。

追記(4/30)
私と同様な回路を006電池(9V)で組まれた方がおられるのですが、数十秒程度で動かなくなる同様な症状が出たそうです。Yaasanにもコメントいただいておりますが、乾電池では内部抵抗がけっこう大きいので大電流を流すと発熱して出力低下をきたすという問題があるようです。というわけでこのような乾電池電源でDCDCコンバーターを使ったモバイルパックは連続運転なら0.1A程度の小電流運転専用、あるいはごく短時間のデモ運転用と考えていただいた方がよいと思います。
一旦スイッチを切って数分すると回復するようなので、LT3118の両方の入力に乾電池つないで、交互に切り替えて使うというアイデアもないことはないですが、そうすると電池で重くなってしまうので、モバイルパックの意味がなくなりそうです。

ある程度以上の消費電力の車両を走らせたければ、やはり携帯・タブレット用のバッテリーなどつかうべきでしょう。
自分の持っている携帯電話用のリチウムバッテリーは、5V2A出るようですので、これを継げばもう少し持ちはよいと思います。とはいってもバッテリー容量が6000mAh/3.7Vなので、消費電力が0.5A程度の車両走らせてもモバイルバッテリー内とパワーパックの二段階で昇圧して効率が下がること考えると2時間は持たないかもしれないです。

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DCC 小型モバイルパックをつくる (2)

しばらく放置していたDCCモバイルパックですが、ファンクションボタンの増設とプログラム改変はペンディングにして、DC-DCコンバーターを組み込んで一応完成させました。
ファンクションはF0,F1,F2の三つだけなので、米国製サウンドデコーダー積んだ蒸機だと前照灯の入切、ベル音、汽笛しか操作できませんが、それなりに楽しめます。ファンクションボタンの増設はせずにプログラムを書きかえてファンクションの割り当てだけ変えてもよいかもしれません。
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ケースの裏側に単3電池が3本入ります。

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DC-DCコンバーターは、ストロベリーリナックスのLTC3118 デュアル入力昇降圧DC-DCコンバータモジュールを使ってみました。これは二系統の入力があり、電圧の高い方の入力で動作するという少し変わったDC-DCコンバータモジュールです。入力の片方を電池ボックスにつなぎ、もう一つを外部入力端子つなぎました。入力電圧が変動しても出力は12V固定となるように調整しました。外部入力端子は原則12Vで使いますが、5Vのスマホ用バッテリーパックに接続しても作動します。
端面の二つの端子の間のスイッチは、乾電池からDC-DCコンバータへの電流のオンオフをするためのものです。
これで居酒屋など電源がないところでも乾電池3本でDCC車両を走らせることが可能となりました。


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