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フログジューサー
#1
線路はフライッシュマンのものを使用しています。ポイントのフログ部分が絶縁されていてスプリングポイントとしても使えて便利です。
ただし、従来式のHOゲージの車両を走らせると、台車毎に片側のレールから集電しているので、フログの絶縁部分で動かなくなってしまいます。カーブポイントは特に絶縁部分が長く困っていました。

海外ではフログジューサーと言う名前のフログ部分の給電を自動で切り替えてくれる装置が売られています。
日本で売られていないようなので、同様の機能のものを自分で作ってみました。
秋月電子から2A出力のフォトリレーTLP241Aが購入できるようになったので、簡単な回路で実現できました。2組分を1つのPICで制御しているのがこちらです。
   

上の回路を電源部分は共通にして3個を1つの基板に入れ込んで6組のフログの電源を切り替えるようにしたのがこちらです。ダブルクロスポイント用になります。
どちらのフォトリレーがONしているかわかるように付けているLEDを操作盤の様に並べています。
       

フライッシュマンのカーブポイントを使ったダブルクロスに自作のフログジューサーを使って従来型の車両を動かしているところはこちらになります。ポイントのフログ部分は金属で作って、その部分の給電の切り替えを行っています。
https://www.youtube.com/watch?v=03tjHw1_2YQ

なお、KATO等の全軸集電の車両のみの方には関係ない話になります。
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#2
フログジューサーの回路はこのようになっています。手書きの回路図ですみません。
(A)と(B)を線路に繋いで、(C1)をポイントのフログ部分に繋ぎます。
(C1)は(A1)または(B1)のフォトリレーを介して(A)または(B)のどちらかにつながっています。フログ部分で短絡が起きると0.68Ωの抵抗で短絡を検知してPICマイコンでフォトリレーを
切り替え短絡しないほうに繋ぎます。一瞬で切り替えるので車両は何事もなかった様に走ります。
(C2)も(C1)と同様の動きになります。独立しています。
   
制御しているPICマイコンのソフトはこちらになります。
興味のある人は作ってみてください。ただし、自己責任でお願いします。

.zip   LNB B31.zip (サイズ: 4.88 KB / ダウンロード: 4)
応用例として(C1)と(C2)を連動して(A)(B)逆につながるプログラムを作れば、オートリバーサーになりそうですが、まだそのプログラムは作っていません。リバース側は1.5Aの容量になるので、HOゲージで容量の大きな列車では問題があるかもしれません。
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#3
フログジューサーの基板をオートリバーサーとして使うソフトができました。
PICマイコン内のEEPROMのデータ(RVEOP)でフログジューサーとして使うか
オートリバーサーとして使うかを切り替えるようになっています。
添付のソフトではオートリバーサーになる様にデータをセット(RVEOP=1)しています。

.zip   LNB B32.zip (サイズ: 4.98 KB / ダウンロード: 2)

回路図の(A)と(B)を通常の線路に接続して、(C1)と(C2)をリバース区間の線路に
接続します。(C1)(C2)はどちらでも良いですが、基板に電源が入った初期状態では(C1)は(A)と、
(C2)は(B)と繋がっています。
従来方式の2個モーターの電気機関車を走らせてもリバース区間で誤動作も無く動きました。
ただし、リバース区間に接続した(C1)(C2)には短絡検出用の抵抗が合わせて2個入るので、
2個モーターのように消費電流が大きい車両では、若干速度が遅くなります。気になる場合は
コマンドステーションからの線を2つに分岐して通常の線路に行く線に同じ抵抗を付けると速度の変化は
防げると思います。
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#4
5月4日の投稿時は、KATOのDCS50Kを使って、2回路入りのフログジューサーのソフトをオートリバーサーにしたもので確認しました。
今度は、4月30日の鉄道模型市で購入したDSshieldを使って、上記のオートリバーサーの確認を実施しました。その時の動画がこれです。
DSshieldはDSshieldAUTOでC言語の勉強をしようと購入したものですが、動画を撮るときにはDSshieldにしてパソコンから操作しています。

https://www.youtube.com/watch?v=wWQyL5xINQc

オートリバーサーはフログジューサー時も約1.5Aで短絡判断をしています。動画のEF65はインサイドギア使用の2個モーターの旧方式で500~700mA大きめの消費電流になりますが、リバース区間で誤動作も無く順調です。
なお、消費電流が大きいとリバース区間の電圧が少し下がり、メイン区間と速度が変わってしまうので、メイン区間側の給電線にもオートリバーサーの短絡検出用の抵抗と同じものを入れています。

DSshieldでオートリバーサーがちゃんと動いたので、人気沸騰中のDSairでも同様に動くと思われます。ソフト、回路図を前回、前々回の投稿に載せていますので、DSairでリバース区間のある線路での運転を行ってみてください。
アナログでもリバース区間の自動切換え(アナログの場合はメイン側の切り替えになります)は出来ないことはないですが、リバース区間の自動切換えはDCCの特徴のひとつだと思っています。
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#5
メルクリンでは前に遊んだことがありますが(3線式、センターレールありなので原理上問題が無い)、2線式線路でみると、スゲーと思ってしまいました。自分は2線式で動かす場合は、あえて、ここは避けてきました。

DSシールドで無事に動いたと言うことで良かったです。ACアダプタの容量は十分(3A以上?)という条件ですが、短絡保護は6A以上で数十us継続が条件なので、これに引っかからなければ勝手に止まることは無いです。

ユニバーサル基板で起こすのは大変なので、基板をElecrowで製造して(送料いれて10x10cm以内なら10枚を16USDで作れます)、頒布なんてしてもらえると面白いと思います。
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#6
基板を作るのは自分にとってハードルが高いので、自分の備忘録も兼ねて作り方を書きたいと思います。
作り方が書けたら、投稿するようにします。

このフログジューサー(オートリバーサー)は、秋月電子のブレッドボードパターンのDタイプの基板を
使っているので、自分の中では作りやすいかなと思っています。パターンのカットがポイントで、
パターンのカットが終われば、専用の基板と同じように組み立てられます。

秋月電子のこの40円の基板です。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-08242/
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#7
フログジューサー(オートリバーサー)の作り方

(1)基板の加工

 秋月電子のブレッドボードパターンのDタイプ基板を使います。同じ大きさのDタイプ基板で、似たものに通常のユニバーサル基板と十字パターンの基板があるので、購入時に間違えないようにしてください。

 ブレッドボードパターンのDタイプ基板は、ブレッドボードの様にパターンがつながっているので、黒い線を引いたところのパターンをカットします。切る所で言うと17カ所ありますが、やるとあっという間にできます。切るとこを間違えないように、マジックで線を引いて、よく確認してから切ります。 

      

 以前に作った時はモーターツールでカットしましたが、今回はカッターナイフで切りました。怪我をしないように慎重に切ります。切った後はテスターでつながってないか確認しておきます。切った状態がこれです。

      

 これで、基板の加工は終わりです。
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#8
フログジューサー(オートリバーサー)の作り方

(2)部品表

 回路図は4月25日の投稿のところにありますが、部品を説明するのに部品番号を赤い文字で追加したものを次に載せました。回路は同じです。右下に書いたフォトリレーの発光側電流の単位にm(ミリ)が抜けていましたので書き足しました。

      

 部品一覧・・・R1~2の2Wの抵抗以外は秋月電子で購入しました。2Wの抵抗は千石電商で購入。
 ・基板   前回の投稿のものです
 ・IC1  PICマイコン PIC12F629  http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00252/
 ・IC2  三端子レギュレーター 78L05   http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-08973/
       (5V100mAなら他メーカーのものでも可)
 ・D1   ダイオードブリッジ DI1510   http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-11666/
       (同種類の1A定格のものでも可)
 ・PC1~2 フォトカプラー TLP620    秋月電子からなくなっています。
         AC入力タイプのフォトカプラーで現状では、秋月電子ではFOD814と言うもがあり、
         データシートを見た感じでは使えそうですので、今度試してみます。
 ・PR1~4 フォトリレー TLP241A    http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-11516/
 ・C1~C3 積層セラミックコンデンサー 0.1μF 50V
 ・C4    電解コンデンサー 33μF 25V
 ・R1~2  抵抗 0.68Ω 2W
 ・R3~4  抵抗 270Ω 1/4W(1/6Wでも可)
 ・R5~8  抵抗 100Ω 1/4W(1/6Wでも可)
 ・R9~10 抵抗 1kΩ  1/4W(1/6Wでも可)
 ・LED1~4 発光ダイオード VFが2.1Vのもの(赤色、黄色、黄緑色など)
         ※白色、青色はVFが高いので不可
 ・ICソケット PICマイコン用なので8ピンとなるが、私は一列のものを切って使っています。
          http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01591/        
 ・接続ピン  (A)(B)(C1)(C2)のところは、私はピンヘッダーを立てています。
          http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-00171/
         ※直接配線を引き出しても可
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#9
フログジューサー(オートリバーサー)の作り方

(3)組立方

 手書きの図で申し訳ありませんが、これが組立図になります。部品面から見た図なので、赤い線でパターンをカットした場所を書き入れていますが、基板の加工のパターンカットの写真とは反対になります。
 また、4月22日の投稿の完成した状態の写真は、組立図と上下逆なので、組立の参考に写真を見るときに注意してください。

     

 組立上の注意は下記になります。
 ●は基板の一つの穴に線を2本入れる場所になります。部品によってはリードが太目で入り難い所がありますが、何とか入れてください。
 ジャンパー線は抵抗のリード線の余り等を使って作ってください。組立図の左側にジャンパー線と書いたところの〇Pはジャンパー線の長さで、Pの前の数字は穴の間隔の何個分かです。太めと書いたところは、線路に行く電流が流れるので、2Wの抵抗のリード線の余りを使うか、それと同じくらいの太さの線を使います。ジャンパー線は部品の下に入っているところがあるので、先に取り付けてください。ただし、フォトカプラー、フォトリレーの下のジャンパー線は部品の足と同じ穴に入れるので、単独で穴に入る方だけ先にハンダ付けします。IC1のICソケットのところにジャンパー線は片側を長くして、パターン側での配線に使います。
 D1のブリッジダイオードは、組立図の上下方向で穴3個分の間隔になっていますが、組立図の位置に差し込めるように両側の曲げを緩く曲げ直してください。
 C1、C2とC3は、穴の間隔が違うところに使うことになります。あらかじめ、0.1インチと0.2インチのそれぞれの間隔に合わせた積層セラミックコンデンサーも売っていますが、穴の間隔に合うように曲げ直しても使えます。
 R9、R6、R7の抵抗は組立図では穴2個分の間隔で書かれていますが、1/4Wの抵抗を使った場合はもっと長いので、片側を折り返して抵抗の下で穴2個分のところに入れています。

 部品のハンダ付けが終わったら、テスターで配線が回路図と合っているかを確認してから、通電してください。
 IC1のPIC12F629には、5月4日のZIPファイルの中のHEXファイルをPIC用のプログラマで書き込んでください。5月4日のHEXファイルをそのまま書き込むとオートリバーサーになります。フログジューサーとして使うときは、EEPROMの先頭のデータをゼロに書き換えるか、4月25日のZIPファイルの中のHEXファイルを使ってください。
 (A)(B)に線路電源を接続すると、最初はフログジューサーの場合はLED1とLED3が点灯します。オートリバーサーの場合はLED1とLED4が点灯します。(C1)または(C2)を(A)か(B)の繋がって無い方の端子に一瞬接触させるとLEDが切り替わります。フログジューサーの場合は、LED1、2側とLED3、4側で個別に切り替わります。オートリバーサーの場合は両側のLEDが一緒に切り替わります。
 以上の動作確認ができたら、実際の線路で確認して、使用してみてください。
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#10
フログジューサー(オートリバーサー)の作り方

(3)組立途中の写真

 部品のリード線の加工をして、並べた状態になります。
 今回は、PC1~2には手持ちのTLP620を使って一旦組み立てて、後でFOD814を入手したら交換して確認ができるようにICソケットを使っています。
 ジャンパー線は、抵抗等の切ったリード線で作りました。

      

 背の低い部品からはんだ付けしていきます。まずはジャンパー線からです。注意点として、基板の一つの穴にリード線を2本入れるところは、2本入れるまではんだ付けをしない様に気を付けます。
 今回はPC1~2にICソケットを使うため、その下のジャンパー線が組立図と変えてあります。

      

 抵抗(2Wの大きい抵抗は後で)、ICソケット等の低い部品をはんだ付けしていきます。

      

 全部、ハンダ付けが終わった状態です。

      

 ソフトを書き込んだPICマイコンを差し込んで(A)(B)に線路電源を繋いで電源を入れたところです。写真はフログジューサーの場合です。LED1とLED3が点灯しています。

      
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