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。

フリーランス・モーガル（22) ＳＨ15とＤＣＣデコーダーＢＥＭＦコントロールの設定

フリーランスモーガルには、ＤＣＣサウンドデコーダーとしてMRC1617を搭載しますが、BEMFの設定がデフォルトのままだと、ＳＨ15モーターとの相性が悪く、低速でのモーターの回転ムラが目立ちますので、CV値を変更して調整しました。
このデコーダーでは、CV124がBack EMF Load control Intensityであり、0-255 で初期値は160です。

 CV124=160のままでは低速域での回転ムラが目立ちますが

 CV124=20に変更すると低速域の回転が滑らかになりました

SH15は4つマグネットが入った特殊な構造のモーターのようで、BEMFによるフィードバック回転制御のパラメーターは通常のモーターより低値にする必要があるようです。

1／30追記

結局CV124=0とBEMFによるフィードバック回転制御をオフにするのが一番調子がよくなりました。このデコーダーとＳＨ15の相性はあまりよくないのかもしれません。

ＤＣＣコントローラー

パワーパック型のＤＣＣコントローラーができました。まだ表面の保護シート剥がしていません。

某鉄道模型バー（現在は緊急事態下でカフェ）に置かせてもらうために作ったものです。

従来のパワーパックの操作感に近づけるため前後進はプッシュスイッチではなく上面の液晶モニター手前のトグルスイッチで切替えるようにしました。もちろんセンターオフありです。まだお店にＤＣＣ車両持ち込まれる方少ないようなので、DC運転にもつかえるように　手前右側のスイッチで、ＤＣＣと通常のＤＣ（パルス制御）を一発で切替えられるようにしてあります。左側のスイッチは、プログラミングトラックの切替スイッチです。

ファンクション操作やアドレス指定のためのテンキーは、ゴムスイッチを使って耐久性を持たせると同時に操作感を改善しました。

操作プログラムは、DeskstopStationさんのDSシールド2のスケッチの改造です。基本的には、以前作ったＤＳシールド2コントローラーと同じです。

もう少しプログラムをチューニングして、来月ぐらいにはお店に持ち込ませてもらいます。もうちょっとCOVID19感染状況落ち着かないと県境越える気にはならないです。

ノラ版 ＤＳシールド2を作る

ＤＳシールド2の互換機　ノラ版をつくりました。
回路は、ＤＳシールド2そのままです。Arduinoは、Unoではなく、中華製Ｎａｎｏ互換機を使いました。載っているマイコン(ATmega328 )が同じなので、純正ＤＳシールド2のスケッチ（プログラム）がそのまま動きます。なお今回Ｓ88関連の配線は省略しましたので、当然Ｓ88センサー機能は動きません。電圧レギュレーターは、Nano内蔵のものでは、テンキーボードコントローラーを接続した時に電流が不足しそうなので、5ｖの三端子レギュレーターを外付けしました。そのため最高電圧12Ｖの上限が外れて、欧州型やＬＧＢの16-18Ｖでも作動します。

プリント基板上には、nanoと電流センサー、5Ｖ三端子レギュレーターが載っています。モータードライバーは載せるスペースがなく空中配線となりました。走行電流端子は、信頼の陸軍式です。

何とか回路をタカチの小さなアルミケースMB4-3-6に押し込みました。

前面には、NanoのＵＳＢ端子とUARTのTX,RXと5V GNDを4極ジャックで引き出してあります。
USB端子をパソコンに接続すれば、DesktopStation SoftwareやDS webapp winのアプリが動きますし、4極ジャックにはテンキーボードコントローラーが接続できます。
コンパクトにまとまったので居酒屋セットにはちょうど良いかと思います。その反面長時間使うと放熱がイマイチなので問題がおきるかもしれません。

DSシールド2 コントローラー

Desktop Stationから発売されたDSシールド2を使ってDCCコントローラーを作ってみました。

Arduino Uno の上にDSシールド2を載せて、その上にタスクスイッチを使って作った4X4のマトリックス配線のキーパッドとOLED(有機LED表示ボード）を取り付けた　自作シールドを載せてあります。

機能的にはDCC運転、Ｆ0-28のフルファンクション操作、ポイントアクセサリー操作、ダイレクトモードでのＣＶ値の読み書き、DCCアドレスの読み書きが可能です。ボタン操作は、テンキーボードコントローラー準拠です。USBをパソコンにつないで、DSシールド2としても使用できるようにしました。老眼のためOLEDの細かい表示は見にくいので、最低限の情報のみ大きい字で表示させています。

なおこのコントローラは線路上に一台あるいは一編成の車両を走らせてサウンドやギミックなどを楽しむ目的で作りました。二列車以上の同時運転には向いていません。

 結線図は下記のとおりです

4x4の16キーパッドは、秋月のシールドボード上でタクトスイッチを使って配線し自作しましたが、市販の完成品やキットを使った方が簡単だと思います。OLEDはSCAとSCLを10ＫΩの抵抗で5Ｖにプルアップします。

SCA(A5)とSCL(A4)はＤＳシールド2内部でプルアップされているので、この配線を追加する必要はありません（6/20追記）

なお今回はメモリの制約から、OLED表示には、メモリ使用量の少ないSSD1306Asciiライブラリーを使っています。
素人製作の美しくないスケッチ（プログラム）で恐縮ですが、ここからダウンロードできます。興味のある方はダウンロードして使ってみてください。なおこのスケッチを使うためには、ＤＳシールド2のＲ4を撤去することが必要となります。そのためＳ88関連機能は使えなくなります。

このスケッチは、DesktopStationのＤＳシールド2のスケッチrev.002に加筆したものですが、問合せは私にお願いします。一番上の最近の話題　スレッドへのリンクにコメントしてください。DesktopStationさんへの問合せはご遠慮ください。デジタル鉄道模型フォーラムのコマンドステーションのスレッドでもご質問やバグ報告はお受けします。

ダウンロード - dss2c.zip

このテンキーボードコントローラー操作方法は以下のとおりです

起動時は「アドレス選択モード」

0.アドレス選択モード
アドレス番号＋(E) 　「運転モードA」に移行
(B)現在の線路上のDCC車両のCV値読込表示
　　　 CV読み取りモードへ移行
(C)現在の線路上のDCC車両のアドレス読込表示
アドレス番号＋( F )　　現在の線路上のDCC車両のアドレス変更書込
(D)　入力した数値を消去

1.運転モードA　ファンクション操作モード
ボリュームつまみで速度調整
(E)　前後進逆転　トグル操作
(A)　線路電源 オン/オフ 　トグル操作
(数字キー)　F0からF9のファンクションのオンオフ　Ｆ2のみモーメンタム動作　他はトグル動作
(C)＆(数字キー) 同時押し　F10からF19のファンクションのオンオフ　トグル動作
(F)＆(数字キー) 同時押し　F20からF28のファンクションのオンオフ　トグル動作
(B)　運転モードＢへ移行

2.運転モードＢ　アクセサリー（ポイント）操作モード
ボリュームつまみで速度調整
(E)　前後進逆転　トグル操作
(A)　線路電源 オン/オフ 　トグル操作
(数値)+(C)　入力したアドレスのポイントを直進に切替
(数値)+(F)　入力したアドレスのポイントを分岐に切替
(D)　入力した数値を消去
(B)　運転モードAへ移行

3.　CV読み取りモード
ＣＶ番号＋(E)　指定されたCV値読込
(D)　入力した数値を消去
(B)　アドレス設定に移行
(F) 　ＣＶ書込モードに移行　

4.　CV書込モード
ＣＶ番号＋(E)　で指定後　数値＋(Ｄ)　でＣＶ値入力
(Ｄ）　入力した数値を消去
(F) 　アドレス設定に移行

9．ＤＳシールドモード

(A)を押しながら起動するとＤＳシールド2として起動し、すべてのボタン入力などは無効となります。
USBをパソコンにつなぐと、DesktopStationアプリで操作できます。
コントローラー操作に復帰するには、リセットして再起動させます。

+　は順次操作
＆　は同時操作

DCC 同人誌の記事修正

DesktopStationさんがオンラインで配布されているＤＣＣ同人誌の2021年夏号に掲載していただいた私の記事Ｐ51-52に誤りがありました。

 下表のコントロールキーのキーコードが間違っていました

お詫びして修正します。ご指摘いただいたIZ さんありがとうございました。

なおＵＳＢミニスロットルとテンキーボードについては、ブログの3/11-3/17の記事をご覧ください

USBミニスロットル+テンキーボード＝USBスロットル

USBミニスロットル+テンキーボード＝USBスロットル（続）

USBミニスロットル+テンキーボード＝USBスロットル（続々）

DCC Decorder Tester の改造

中華製LaisDccのDCC Decorder Tester を少し改造しました。

 入力端子台が品質が悪くガタガタだったので、DSAirなどと同じユーロコネクターに交換しました。

スピーカーとモーターの回路には直列にスライドスイッチを入れてオンオフできるようにしました。このスイッチをオフにして、表面のコネクタのついていないデコーダーのための端子台に、外付けでスピーカーやモーターをつなげば、それらのテストができます。
なお小型スライドスイッチを単独でデコーダーの基板に固定するのは難しいので、小さなプリント基板（秋月のＦ基板）にハンダ付けして、それを強力工業用両面テープで基板に貼り付けています。これなら操作の時もしっかりしています。

DSシールド2のパワーオンオフを改造する

テンキーボードコントローラーですが、テンキーＵＳＢコントローラーと操作性の互換をとるために、線路ＤＣＣ電源オンオフは、ＢＳキーのトグル動作にしたいと思いました。

しかしＤＣシールド2のシリアル通信では、線路ＤＣＣ電源のオンオフを通知するコマンドは用意されていません。電源のオンオフを通知するコマンドを追加改造してコントローラー側で対応しようかと思いましたが、むしろ線路ＤＣＣ電源オンオフをトグル動作できるようなコマンドを作った方が楽だと気がついたので改造しました。

線路電源,Power PW(PowerFlag)　のパラメーターに　9　トグル動作を追加しました。

改造追加箇所は、DSshield.ino の　boolean dispatch() ｛……｝内の下記の赤字部分です

else if ((function == "setPower") || ((function == "sPW")))
{
    if( arguments[0] == 9)
    {
        if( DSCore.IsPower() == 1) //パワーオンならオフ
        {
        arguments[0] = 0;
        }
        else //パワーオフならオン
       {
        arguments[0] = 1; 
        }
     }

     if( arguments[0] == 1)
     {
     /* 状態変更 */
     gLED_State = LEDSTATE_RUN;
     }

     else
    {
    /* 状態変更 */
    gLED_State = LEDSTATE_STOP;
    }


    /* LED状態の変更 */
   changeLED();

   return DSCore.SetPower(arguments[0]);

}

テンキーボードコントローラーのスケッチで、ＢＳキーを押すと　setPower(9)が送信されるように改造しました。

これでＢＳキーでＤＣＣ線路電源のオンオフがトグル動作でできるようになりました。

線路電源状態はＤＳシールド本体のＬＥＤで確認します。

DSシールド2にDC運転機能を追加する

DSair2には、analogDC(PWM)運転機能がありますが、DSシールド2にはないので、スケッチ（プログラム）を改造して機能追加しました。

追加変更したところを　自分の覚え書きで書いておきます。

DSair2 Firmware(R3.1)のDSairFirmware.ino　から　DSshield2スケッチ(rev.0003)DSshield.inoに下記の部分を追加

追加位置は、DSairFirmware.inoと同じ順序の位置にコードを挿入しました。
行数は、DSairFirmware.inoの行数です。

38〜38行　#define LEDSTATE_ANALOG 4
                #define PIN_PWMA 9
　　　　　  #define PIN_PWMB 10　　を定義に追加

159行　void SetAnalogSpeed(word inSpeed, byte inDir);　の関数定義を追加

434行〜　boolean dispatch(){ ……  }

関数内に

578〜598行　else if (function == "DC"){ ……  } を追加

1132〜1154行　void changeLED(void){ ……  }　関数内に
                 　　　　case LEDSTATE_ANALOG:
                  　　　　break;　を追加

1226〜1255行　　void SetAnalogSpeed(word inSpeed, byte inDir){ ……  } 関数を追加

1257〜1261行　　void FreeAnalogSpeed(){ ……  } 関数を追加


これでDSair2とおなじように、シリアルポートから

DC(AnalogSpeed,AnalogDirection)

AnalogSpeed　0-1023

AnalogDirection　1:FWD, 2:REV

コマンドを受信してＤＣ運転ができるようになりました。

線路電源OFFの時だけ使用可能。DCに切り替えるときはsetPower(0)を送信する。

シリアルコマンドは下記を参照

https://desktopstation.net/wiki/doku.php/dsair_wifi_specification

https://desktopstation.net/wiki/doku.php/desktop_station_s_serial_communication_specification

もちろん出力側にピュアアナログアダプターつなげば、平滑直流で運転ができます。

二つのテンキーボードコントローラー

テンキーボードを使ったDSair2接続のUSBコントローラーと　テンキーボードを改造して作ったDCCコントローラーの記事をほぼ同時期にブログに書いたため、違いがわかりにくいといわれましたので、比較対照表を載せておきます。

テンキーボードUSBコントローラーは、スロットルつまみをつけなければ、電子ハンダ付け工作は不要です。

+　-　キーで加減速できます。

iPhoneで使う場合は、lightning端子用のOTGアダプターを使います。

スロットルのリアルつまみが必要ならミニスロットルを作る必要があります

またテンキーボードUSBコントローラーを使うには、 wifiSDカードのkyeboard.jsを書き替える必要があります。