CV211 Tsunami2 Econami 低速部のモーターの回転改善機能

Soundtraxx社のサウンドデコーダー蒸機用の Tsunami2 と Econami にはBEMFによる回転数検知を利用した速度フィードバック制御で、低速部でモーターの回転がぎこちなくなるのを防ぐための調節機能Adjusting Low-Speed Operationがついています。これはCV211を設定すれば、低速部での速度フィードバック制御の強さを調整して、低速部でのモーターの回転を安定させることができるようです。
6200に搭載してるφ10x20mm のコアレスでも、超低速部では回転にビビリが出ましたが、このCV211の初期設定値180を20に変更するとビビリが消えました。これは低速でのBEMFによるフィードバック制御は不安定になりやすいので、データ回帰量を減らしてそれを回避するための仕掛けのようです。なおこの値を小さくしても、起動時のブラスト音と動輪回転の不一致は生じませんでした。

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6200の下回りを、Econami 英国版をデコーダーテスターに載せたものに接続して、CV値調整設定しています。

 

 

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サウンドトラックスのDDEについて

 サウンドトラックス社のサウンドデコーダーTsunami2の機能のウリのひとつが、Dynamic Digital Exhaust(DDE)という機能です。これはDCCの機関車への指令速度と車両のモーターの回転数から検出した走行速度を比較して、指令速度に達していなければ力行状態、指令速度より走行速度が早ければ、惰行状態と判断して、ブラスト音を変化させるという機能です。機関車の状態に応じてブラスト音の音量とカットオフ(絶気運転含めて3段階)を自動で変化させるという機能を持っています。
 DCCデコーダーでは、BEMF(モーターの逆起電圧)検出機能を持っているものは、PI制御によるフィードバックを100%完全にかけると、指令速度と走行速度がほぼ完全に一致するので、DDEは働きません。加減速率を設定して指令速度に達するまでの時間の遅れを設定したり、フィードバック制御の割合を下げると、指令速度と走行速度にズレが生じるので、それをDDE機能が検知して機関車の走行状態を判別してサウンドを変化させるようです。
 これまで自宅ではローラー運転台上で動かすのがメインだし、長時間音を出して走行させると家族から苦情がでるので、あまりこの機能をチェックできませんでしたが、先週日乃電にお邪魔した時にTsunami2を搭載した8450をエンドレスでグルグル走らせて十分チェックができました。
 単にエンドレスで走行させて楽しむなら加減速率を小さくして、指令速度に達するまで時間がかかるようにした方が楽しめます。出発時はスロットルを大きく回して、機関車が加速してきたら少し戻します。加速時はフルギア・フルスロットルで音が大きくなりますが、指令速度になると音が小さくなり、ブラスト音も短くなって、カットオフがかかったような感じになります。減速させていくと絶気運転に変化するようです。ただあまり減速率を小さくすると所定の位置に止まれなくなりますので、加速率は小さめに 減速率は大きめに設定すると楽しめることがわかりました。

 ESU社のLokSound5欧州型蒸機用サウンドデコーダーでは、メーカー提供のサウンドプログラムでは 発車時のドレイン排気音や停車前のブレーキ音もスピードにあわせて、自動で鳴るように設定されていますが、Tsunami2は手動操作です。このあたりは両社の設計思想の差を感じます。もちろんLokSound5は自分でプログラミング可能なので、そういった設定は書き替えることはできます。

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DSmainR5.0の修理

最近しばらく使っていなかったDSmainR5.0を取り出してみると、前面パネルのOLEDが点灯しないことに気がつきました。運転操作はできるし、OLEDの端子まで5Vの電圧はかかっていることは判明したので、パネルごと交換したらまたちゃんと表示されました。接着剤ではなく、工業用強力両面テープで貼りました。

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以前から外付けのwifiアダプターは考えていましたが、よくみると基板上にもUARTのピンがあるので、ここにwifiアダプター(DSAir互換サーバーとしてwifi経由で信号を受けて、UARTシリアルに文字列の命令を流す)を作って接続すれば、DSAir2用のwifiコントローラーが接続できそうです。

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wifiコントローラーslimもちょっと手を加えました。

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HMXさんのwifiコントローラーslim(最終試作版)は、電池交換でいちいちバックパネル取り外す必要があるのが不便なので、単4の電池ホルダーは取り外して、裏面に単3の電池ホルダーを取り付けました。工業用強力両面タープで貼りました。私はうっかり電源をオフにするのをよく忘れて、電池が減って電圧が下がって起動不可になることが多いので、容量の大きい単3にしました。私は手が大きいためかこれでも片手で持てます。

Dsairなどのwifiコマンドステーションの方を先に電源オフにしたままwifiコントローラーを切り忘れると ESP32が出力上げてコマンドステーションを探して接続しようとするので余計に電池が減ってしまうのではないかと思っています。このあたりはHMXさんにwifiコマンドステーションがオフになるか線路への電流オフ後しばらく時間が経つとESP32がDeepSleepになるようにできないか検討をお願いしました。

☆5/23追記

HMXさんが、線路の電流をオフにしたまま5分間経過するか、線路の電流をオンにしたままwifiコマンドステーションの電源を落とすと このwifiコントローラーがDeepSleepモードに入るように機能追加していただけました。これでコントローラーのスイッチ切り忘れたまま数時間放置すると電池が弱って再起動もできなくなるという事態は回避できそうです。ツイッターへのリンクはここをクリック


 

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CV値管理ユーティリティソフト

以前作成したエクセルを使ったDCCデコーダーのCV値管理ユーティリティーソフトに少し手を入れて、 DSAir2だけではなく、DSAirLiteDSAirESPでも使えるように改造してみました。エクセルの入ったパソコンとコマンドステーションは、wifiで接続しますが、DSAir2のみは有線接続も可能です。DSAir2とDSAirESPは安定して接続してCV値の読み書きができますが、DSAirLiteはまだ少し不安定なのでもう少し手をいれてみようと思います。もう少しいじって接続・作動が安定したら公開します。

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これはサウンドトラックスの Tsunami2設定用画面です。

 

嫌いじゃないもんで、DCCのコマンドステーションとコントローラーばかり増えていきます。サウンドデコーダー積んだ蒸機より増加するスピード速いかもしれません

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左上からwifiコントローラーmini (HMX) DSair2(DesktopStation)  wifiコントローラーslim(HMX)
DSairLite(DesktopStation)  DSairESPmini(あおの)DSairESPi(あおの)



 

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DSairESPを組む(続)ケースに入れました

組み上げたDSairESPをケースに入れて、速度調整つまみをつけました。
あおのさんは、表面実装パーツあり版をタカチのプラケース SW-120に入れておられますが、私が組んだのは表面実装パーツなし版で少し厚みがあるので、SW-125を使いました。

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ドローソフトで型紙を作って、ケース内に貼って穴開け場所の位置決めをしました。ディスプレーの窓は、手作業で糸鋸で切り抜いてヤスリとカッターナイフで仕上げました。

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DSairESPは、設定ファイルをつくるとファンクション番号の代わりに、機能名を表示できるので、Tsunami2の機能名を表示できる設定ファイルを書いてみましたが、やはり文字数に制限があるようなのではみ出してしまいました。もう少し工夫して略称を記入した方がよさそうです。

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☆5/23追記

ESP32の基板のUSB-Cプラグが、裏蓋を外さないとUSBーCケーブルが差せないのは不便なので、裏蓋に孔をあけてL型ソケットアダプターをつけて裏蓋を外さなくてもケーブルが抜き差しできるようにしました。

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DSairESPminiを組みました

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あおのさんのDSairESPmini(写真右)を組み立てました。DSairESPの基板におまけ?でmimiの基板がついてきたので、パーツ自己調達して組み立てました。

これには液晶パネルがついていますが、タッチ機能はありませんので、他のwifiコントローラーやスマホ・タブレットを接続して操作します。

そこでHMX社のwifi controller slim(写真左) を接続してみました。搭載マイコンチップが、同じESP32のためか相性はよいようです。

速度操作がタッチパネル上のスライダーよりもリアルツマミの方が自分にとっては操作しやすいです。

なおDSairESP DSairESPminiは、DSairのマイコンチップをESP32に変更してスケッチ(ソースコード)を移植した同等の機能を持つ互換機です。DesktopStation社の製品ではありませんので、同社には問い合わせないでください。





 

 

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8450 補追(5)サウンドを積む(続々)調整編

サウンドトラックス社のTsunami2デコーダーを搭載した山陽鉄道8450形蒸機

ローラー走行台の上で、デモ走行してみました。

前照灯をオンにすると発電機が回り始める音がして、前照灯がじわっと明るくなる仕掛けはよいですね

今回は加速設定をオンCV3=150に設定しています。減速設定もCV4=150です。

発車直後は、F4(Cylinder Cocks)をオンにして、ドレインが排出される音を出しました。

一旦定常速度に達したあと 再度速度をあげると、Tsunami2のDDE機能が働いて、ブラスト音が設定速度に達するまでボリュームが大きくなります。

今回ボイラー上にベルはつけていませんが、ベル音も鳴らしてみました。F1(Bell)

汽笛はF2, 短い汽笛はF3です。汽笛は90種類内蔵されていますが、Baldwin 3-Chime (CV120=1)に設定しました。

ベルは54種類、ブラスト音は10種類、発電機の音は10種類内蔵と 天こ盛り状態で選択に迷います。

サウンド音選択の設定リストのpdfはここをクリック

エアコンプレッサーの音も10種類ありますが、真空ブレーキ(CV124=9)に設定しました。

私はファンクションで音量が加減できるとよいと思いますが、その機能はついていません。音量はCV128=96に設定しています。あまり音量をあげても小型スピーカーなので音が割れてしまうようです。

カットオフについては今のところDDEを使った自動設定ですが、手動設定もできるようです、またやってみたいと思います。

高機能過ぎて使いこなせない感もあるTsunami2の調整報告でした。

DDE(Dymamic Digital Exhaust)について詳しいことを知りたい方は、Tsunami2のマニュアル読んでください。

サウンドトラックス社の説明動画には同社の拡張CV値使ったDDEの設定方法が解説されています。これは英語字幕をオンにできます。

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DSairESPを組む

あおのさんが、DSairESPをリリースされましたので、その表面実装パーツなし版キットを組んでみました。

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これはDesktop Station 社がリリースされているコマンドステーション、DSair2DSairLiteのソースコードをESP32というマイコンで使えるように書き換えられてつくられた、運転操作機能つきのDCCコマンドステーションです。また内部の電流感知素子が、ACS712ではなくINA219を使っています。そのためDSair2やDSairLiteと相性のよくないSoundtraxx社のTsunami2でもCV値の読み出しが確実にできます。

こういう搭載マイコンの違った互換機?がリリースできるのもDSair2とDSairLiteなどのプログラムがオープンソースとして公開されているからで、DesktopStation社の方針のおかげです。

またDSairESPは、HMX社のwifiコントローラー( slimMini )やあおのさんのサウンドシステム用wifiコントローラーと接続できるはずですが、そちらのテストはまだです。

現在DSairESP を使って8450形に搭載したサウンドデコーダーTsunami2のCV値設定・調整をおこなっています。

※なおDSairESPは、DesktopStation 社の製品ではありませんので、このコマンドステーションについてはDesktopStation社には問い合わせないでください

☆4/29 追記

CV値の読み出しのコマンドステーションとデコーダーの相性はコマンドステーションの電流センサーの感度だけではなく、デコーダーのCV値の読み出しのリクエストに対する応答を返すまでの反応時間の差があるようで、これらの要素で相性がでるらしいです。このあたりはNMRAのDCC規格ではっきり定義されていないそうです。

 

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DSair Liteを組む

Desktopステーションから、wifi機能を内蔵したコマンドステーション DSair Liteの組み立てキット発売されたので購入して組んでみました。

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操作ボタンは赤ですが、これはテンキーとその他の操作キーでキートップの色を変えたいと思います。

また製品には上面のアクリルカバーの内側に挟み込む紙に印刷されたカバーがついていますが、私は基板がスケルトンで見える方が好きなので、取り付けていません。

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はんだ付けは、ラズパイpicoWを基板に直付けするので、少しビビリましたが、意外に簡単ですべてのはんだ付けは30分以内に終了しました。Oタクトスイッチや他のICなどの表面実装部品はすべてはんだ付け済です。3個のコンデンサと電源ターミナル、走行電流用ターミナルとボリューム、OLEDをはんだ付けするだけなので楽々です。OLEDも取付用アダプターがついているので、高さが一発できまりました。多足のハーフピッチICを基板に半田付けするのはもう自分にはキツいです。なお今回ハンダゴテは、デジタル温度調整ハンダゴテを使用し、標準品の先細コテ先ではんだづけしましたが、非常に使いやすかったです。

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以前自作したC型基板サイズのDCCコントローラーと比べてもコンパクトな大きさになっています。

これならDCC初心者の方にも勧められるコントローラーだと思います。

なお現在第一次製造(テスト販売)分は完売になって 量産品が製造中とのことです。

販売ページはこちら

DSair2の時は開発の初期段階から参入させていただきましたが、今回はブラス車両工作にかかりきりになっていたので、ほぼ開発が仕上がってからの参入です。

#3/22追加

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タクトスイッチのキャップ交換して、テンキーは黒、機能キーは赤にしましたので、判りやすくなりました。

 

 

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知られざるDCCのメリット USさんからの情報

 今回のKKC総会で、米国形林鉄模型の大ベテランのUSさんと久しぶりにお話ししました。

 そのときにいわれたのが、DCCだと重連や後補機の速度同期が非常に楽にできるということです。USさんのレイアウトでは、5%勾配線で中間にほとんどウェイト補重していない貨車を5両挟んで後補機をつけた編成が、脱線なく運転可能だそうです。

 もちろん事前にDCCデコーダーのCV値をいじって、指令速度で同じ速度になるように設定してあり、加減速機能も使っていないとのことでした。

 こういう重連運転や後補機運転でのDCCのメリットがあるということはあまり知られていないと強調されていましたが、なるほどそうですね。

 それを聞いて私からお話したのは、USさんのようにすべての機関車のDCCの指令速度に対する走行速度が同じになるようにDCCデコーダーCV値設定するのは面倒なので、スロットル側で重連機関車の速度が同じになるように設定する機能を実装できないかということです。つまりスロットルからの二台へのDCC速度指令を同期するように自動設定できるような仕組みがあれば、便利だろうと話しました

 通常のアナログDC運転では、電圧に対する機関車の反応が違うと うまく重連の機関車がうまく速度同期せず脱線することもあるので、ダイオードの順方向電圧降下を使った電圧制御回路などを組み込んでいる方もおられるようですが、DCCだとグッと楽になりそうです。ユーレイさんでも同様なことがいえますね

 あと教えていただいたのは、DCCサウンドの方が、PFM/SL1方式のアナログサウンドに比べてレールの汚れが格段に少ないということです。DCCは交流なので、アナログDCに比べてレールの汚れが少ないそうですが、アナログサウンドは音声電流を走行電流に重畳して流しているので電圧のピーク値が大きく、レールの汚れにつながっているのではないかといわれていました。現在のDCCを使ったレイアウトの方が、以前のアナログDCのレイアウトよりレールクリーニングする回数が非常に減ったといわれており、エビデンスのある情報です。

 こういうDCCのメリットもあまり知られていないようだというお話しをうかがいました。

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