Bluetooth音源車を作る(1)

12月はなにかと忙しく模型がすすみません。
先週の週末は京都の汽車・模型忘年会に参加して呑んできました。

以前天賞堂のワフ28000形貨車に、電池駆動式のBluetooth音源ユニットを組込みましたが、車内の補強梁のため単５電池しか搭載できず、分解しないと電池の交換がむずかしいなどの問題がありました。
そこで先日ばらした小型BluetoothスピーカーMBT-100を代わりに組み込んでみました。

床板はｔ0.5真鍮板で新製しました。

床板に穴をあけて、分解しなくてもUSBケーブルを挿して充電出来るようにしました。
また基板のスイッチから電線を引き出して、床板のスイッチでスピーカーのオンオフとペアリングができるようにしました。
G社の車載サウンドユニットのように、車両をバラさないと充電、ペアリングができないのはやはり不便だと思います。

軸受も二段リンクでは私の鉄道には近代的すぎるので、エコーモデルのシュー式軸受に交換しました。

今回はこのシュー式軸受を加工して、KATOのワム80000用の単軸台車ユニットを組み込みましたので、非常によく転がります。
またこのパーツにはブレーキシューがついているので、エコーモデルの軸受のシューは切り取りました。これであの軸受パーツのホワイトメタルで柔らかいのでいつの間にかブレーキシューが車輪に接触して、ショートしたりブレーキをかけてしまうことがあるという欠点が解消されました。

床板の音出し孔とカプラー台はこれから加工します。
なお今回は、フカひれイコライザーは組み込んでおらず、4軸固定です。

DSair2の新機能

DSair2では、複数の端末で同時に表示中、機関車情報(速度、進行方向、ファンクション)が同期する機能がつきました。これで　wifiスロットルのスピードコントールのリアルつまみとタブレット画面上の速度計が、少しタイムラグはありますが、連動するようになりました。

KATOサウンドBOXを操作するDCCデコーダーをつくる（3）

モーターのないデコーダーではCV値を読み出すためには、トランジスタ出力回路と抵抗を付けて、電流をダミー消費する回路=CV ack回路が必要だということをYaasanさんに教えていただきました。
それで試行錯誤してこの回路を増設し、下図の抵抗値で作動しました。
ＤＳmainに12Ｖアデプターを接続

なおゴタゴタ回路をイジっているときに、端子をショートさせてしまい、一台Ｎａｎｏを昇天させてしまいました。
というわけで写真は二台目のものです。

このデコーダー用のスケッチは下記リンクからダウンロードしてださい。
このスケッチは、アドレスの書き替えにも対応しています。
「SoundBox_DSDecoder02.zip」をダウンロード
なおこのスケッチはYaasanのスマイルデコーダーのスケッチとfujigayaさんのスケッチを合体させたものです。また新しいNMRAライブラリーへの対応は、なごでんさんのＭＰ3デコーダーのスケッチを参考にさせていただきました。
バグ指摘やご意見・ご指導はコメントでお願いします。
※余分
これでMRCのサウンドオンリーデコーダーは、モーターデコーダーを並列につながないとＣＶ値の書き替えができない理由は、このサウンドオンリーデコーダーにはCV ackに相当する回路がついていないからだということがわかりました。

DSair2を組みました。

今日は朝からよい天気だったので、ずっと塗装していましたが、夜9時頃から電子工作を始めました。

DesktopStationさんの新製品　ワイヤレスDCCコントローラのDSair2を組みました。正式発売はまだですが、先行発売のチャレンジャー（人柱とはいわないそうです）キットを頒けていただきました。量産品と同じ構成で、表面実装部品（ICやチップ抵抗など）はハンダ付け済なので、30分程度で組み上がりました。基板にハンダ付けする部品は10点もないです。初代ミント缶コントローラーより組むのは簡単な印象を受けました。一番時間がかかるのは、Arduino Nanoへのピンのハンダ付けでしょうか。

なお現在まだソフトのバグ落とし中で、一般発売は、12月からだそうです。

あすからDCCサウンドの蒸機走らせて、テストしてみようと思います。

KATOサウンドBOXを操作するDCCデコーダーをつくる（2）

このデコーダーですが、私のＤＳMain5.0（アップグレード済）で書き込むと、ＤＳMainの表示は書き込みエラーになってしまいますが、ＣＶ値の変更はできています。読み出しもエラーになってしまいます。このデコーダーはモーターデコーダーベースなのである程度消費電力がないと、ＤＳMainが読み出せないのかと思って、VINとGNDの間に100Ωの抵抗を仮に接続して書き込みを試してみましたが、効果はないようです。
もう少し原因考えてみます。

KATOサウンドBOXを操作するDCCデコーダーをつくる（1）

fujigayaさんのKATOサウンドBOXをＤｅｓｋｔｏｐＳｔａｔｉｏｎアプリで操作するスケッチを、Arduino Nanoを使ってＤＣＣデコーダー化してみました。

基板の裏面にブリッジダイオードをつけています。
シリアルポートには、シリアルモニターで動作確認するためにUSB接続していますが、もちろんこれは接続しなくても動作します。
実体回路図は下図のとおりです。
回路図に誤りがありました。下図のように修正します。

Yaasanのスマイルデコーダーのスケッチとfujigayaさんのスケッチを合体させてスケッチを書いてみました。
今のところアドレスは3固定です。
あまりきれいなコードではありませんが、ご参考のためスケッチを公開します。
SoundBox_DSDecoder01.zipをダウンロード

これをDSairにつなぐと、スマホやタブレットからサウンドボックス操作できます。

コメントお待ちしております。

☆11/2追記
昨日アップした回路図一部誤り（Ｄ2とダイオードの接続）がありました。修正します。

またブリッジダイオードの後のVINとGNDの間に47μFもしくは100μFの電解コンデンサー入れたほうが回路が安定するそうです。
ご指摘いただきましたYaasanさま　ありがとうございました。

KATOサウンドBOXをDSairで操作する(続々）

ブレッドボードで組んでいた回路をユニバーサル基板上に組みました。

真ん中が、Ａｒｕｄｕｉｎｏ　Ｎａｎｏ（中華製互換品）で、左が倍圧整流回路、ＤＡコンバーターＭＣＰ４７２６（0-5ｖ）と12Ｖ電圧増幅用オペパンプ、右がKATOサウンドBOXのファンクションボタン動作用のリードリレーです。

DCCの電圧が12Vでは、OPアンプからのDC出力が±１０Ｖ程度しかでないのでDCC電圧を15Vにします。
そのためNano搭載のLDOの規格(12V)外となるため、別に５Ｖ電源用に三端子レギュレーターを取付けました。

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。

adafruitの同様なic2接続のLEDユニットは大きすぎるようです。

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。

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・・・

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。

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。

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。

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。

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。