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JPご紹介
はじめに
DCCやMarklin Digitalなどのデジタル鉄道模型を、より気軽に、より工作しやすく、より自動運転をさせやすいソリューションとして、Arduinoを活用したコントローラ・デコーダ機器を開発し、お手ごろ価格で頒布しております。メーカーの既製品に縛られることなく、デジタル鉄道模型を駆使した自動運転やコンピュータとの連動を楽しみたい方はぜひとも、ご利用ください。もちろん、メーカーの既製品では物足りない方にもおすすめです。
DCCの各種機関車・アクセサリ、メルクリンのMM2およびmfx機関車(※mfx機関車はMM2互換モードで運転可能）・アクセサリに対応しています。
頒布中のハードウェア：
- コントローラ DSmain
- コントローラ DCC/MM2シールド for Arduino ＆ mbed
- コントローラ DSpi for Raspberry pi
- デコーダキット DS-DCC Controller
外部に必要であった高価なブースター機能も内蔵し、Arduinoに差し込んで配線するだけで、DCCやMM2の鉄道模型をコンピュータやArduinoマイコンから制御できます。
Desktop Stationを使用することで、パソコンからも簡単に鉄道模型を制御できます。ハードウェア以外の費用は一切かかりません。もちろん、自分でオリジナルのソフトを作ることもできます。
頒布している機器とDesktop Stationを連携させて鉄道模型を動かす様子を撮影したビデオを、Youtubeにチャンネル登録して用意しています。ぜひ、ご覧ください。
DCC/MM2シールド、Arduino、PCとの接続構成
Arduinoの基板さえ手に入れば、パソコン１台で簡単にプログラミングができてしまうのはArduinoの強みであり、Arduinoと鉄道模型を連携させるソリューションを実現しています。
Arduino IDE(無料)で本基板の制御プログラムを書いている様子
デジタル鉄道模型(DCC,MM2)とは
日本では、線路に供給する電圧を0～12V(直流)で変えて、鉄道模型車両の中に入っているモーターの速度を変えて走らせるアナログDC式が主流です。
しかし、欧米では、デジタル鉄道模型が既に主流になっています。デジタル鉄道模型とは、制御信号と電力を同時に送るため交流のパルス状の電圧を線路に流し、鉄道模型車両の中（もしくはポイントの中）にデコーダーと呼ばれる基板をモーターと線路（車輪,ソレノイド）の間に組み込み、コントローラーから信号と電力と一緒に受け取って、車両を動かす制御方式です。
鉄道模型車両の電動車（モーター車）に、コンピュータが１台に１つずつ入っていると考えてもらって差し支えありません。コントローラと車両間で通信ができるようになるため、たとえば線路上に複数台の車両がいても、個別に運転制御ができますし、常に電力を供給するので、速度が遅いときはヘッドライトが光らないということもありません。ポイントなどのアクセサリにも同様にデコーダーを組み込むことで、ポイントを操作する機器などが不要になる（省配線化）もできます。
世界では、大きく分けてDCC(Digital Demand Control)方式と、メルクリン方式(Marklin Motorola, MM2, Marklin digital等)の２方式があります。メルクリン方式（メルクリン社の鉄道模型）は旧式のMM2と、現在のmfx方式の２種類があります。近年発売されているもののほとんどがmfx方式のものですが、mfx方式のデコーダ搭載の機関車は例外なく、MM2下位互換機能を持っています。つまり、MM2のコントローラで制御可能です。
アナログ鉄道模型(DC)とデジタル鉄道模型(DCC,MM2,mfxなど)の違い
Arduinoとは
Arduinoは、イタリアで開発された学習用のマイコンボードで、基板の回路図やソフトウェアが全て公開（オープン）になっており、3000円程度の基板を購入すれば、完全に無償の開発環境(Arduino IDE)で自由にプログラミングして、基板を制御できます。初心者用に簡単にマイコンプログラミングができるようになっており、日本でも多くのユーザーがいます。また、学習用の教材や書籍も多数出版されています。
全てオープンなので互換基板なども多くリリースされており、自分好みのArduino互換基板での開発も問題なくできるようになっています。自分で互換基板を作る方も多数います。
Arduinoの最大の特徴は、基板を簡単に拡張できるようになっていることです。この拡張基板を「シールド」と呼びます。シールドは、何枚でも上に積み重ねられるようにできています。
頒布機器
DCC/MM2シールドと、DSmainの２種類の機器を頒布しております。
DCC/MM2シールドは、ArduinoUNOと合体させて使う拡張基板(いわゆるシールド)の形状を採用し、従来のArduinoとの互換性と拡張性を最重視したものとなっております。
DSmainは、Arduino nanoボード(互換)を最初から付属し、機器としてまとまった形状を採用しております。拡張性はそれほど高くありませんが、コンパクトにDesktop Stationを活用できる機能は搭載しており、初めてArduinoを使う方や全て１枚にまとまったものが欲しい方にお勧めです。またDSmainにおいても自由にDIYで作った機器を繋げてオリジナルのコマンドステーションに仕上げられるような部分は最小限、提供しております。
| DCC/MM2 Shield | DSmain | Railuino | KATO D101 | Marklin CS2 | |
| 価格 | 5500円 +Arduino UNO代金 |
8000円 | CAN-BUS Shield代金 +Arduino UNO代金 |
20000円弱 | 70000円弱 |
| Marklin対応(MM2) | ○ | ○ | ○ | × | ○ |
| Marklin対応(mfx) | × | × | ○ | × | ○ |
| DCC対応 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| CV | △ | △ | ○ | ○ | ○ |
| S88 | △ | ○ | △ | × | ○ |
| Arduinoとの連携 | ○ | ○ | ○ | × | × |
| Arduinoでの拡張性 | ○ | △ | ○ | － | － |
| PCとの連携 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| アナログコントローラ接続 | △ | ○ | △ | ○ | × |
| LCD（表示器） | × | ○ | × | ○ | ○ |
| キーボード、単体操作性 | × | × | × | ○ | ○ |
Arduino拡張基板 "DCC/MM2シールド"
Arduino UNOやDuemilanove、Galileo Gen2を拡張し、メルクリンやDCCのデジタル鉄道模型を制御するためのブースタ内蔵トラックボックスを含んだ基板であるDCC/MM2シールドを頒布しています。価格はキットで4000円(送料別500円)です。
お手持ちのArduinoとACアダプタを用意すれば、DCC搭載のNゲージやHOゲージなどをArduinoから制御することができます。もちろん、車両だけでなくファンクション、ポイントも操作できます。
オールインハードウェア "Desktop Station Main (DSmain)"
現在、DCC/MM2シールドの機能、S88の機能、Arduinoを全て統合したオールインワンのハードウェア「Desktop Station Main (DSmain)」を開発しています。 ACアダプタと線路までの配線を用意すれば、すぐに楽しめる形になっています。詳しくはDS main説明ページをご覧ください。
New hardware "Main". Including all interfaces and Arduino.
Main hardware wiring diagram.
鉄道模型の制御機能
DCCプロトコルとMarklin Motorola2(Marklin digital)に対応した鉄道模型の機関車、ポイントなどのアクセサリを操作できます。
ブースターなどは不要で、プロトコルの機能は全てシールド上のAVRマイコンに実装しているので、Arduino側は、鉄道模型の操作の処理だけを書くだけで良いという特徴があります。（Arduinoのソフト容量の心配をする必要がありません）
| DCC | Marklin Motorola2 (MM2) |
Note | |
| 使用可能電圧 | DC12V～18V | DC18V | Arduinoのレギュレータの制約、DCC/MM2シールドで 使用するモータドライバICの下限電圧の制約による。 |
| 機関車アドレス | 1-127, 128-9999(拡張) |
1-80, 81-255(拡張) |
DCC,MM2共に拡張アドレスに対応。 |
| ファンクション | F1-F28 | F0-F16* | Marklin, ESUはF0-F4のみ確認 |
| ポイント・アクセサリ | 1-2044 | 1-320 | |
| 速度分解能 | 28Step (DCC28) |
14Step | 高分解能速度については実装済みだが未テスト。対応検討中 |
| CV | 書き込みのみ | 開発中 | CV読込はサポートしません。 |
安全機能
動作確認済みデコーダおよび各メーカーの販売車両
実現できること
Desktop Stationプラットフォームの一部です
DCC/MM2シールドおよびDSmainは、オープンなコマンドステーションソフトウェアであるDesktop Stationのプラットフォームの構成物の一つです。Desktop Stationプラットフォームは、鉄道模型DIYユーザー向けにデジタル鉄道模型(DCC,Marklin digital)の環境を提供するソリューションです。DCC/MM2シールドの完成によって、ハードウェア・ソフトウェアの両方を同時に提供できるようになりました。 Arduinoに本サイトで配布されているDSGatewayLibに付属のDSGatewayスケッチを書き込んでご利用ください。 もちろん、Desktop Stationだけでなく、Arduino単体で動かすこともできます。
DCC/MM2シールドをパソコン上から簡単に操作できます。
レイアウトからポイントの操作、S88の状況確認ができます。
Galileoなどを使えば、iPadやスマートフォンから特別なソフトをインストールすることなく、操作することもできます。
自動運転、自動制御のためのスクリプト編集画面です。
鉄道模型の操作例
電車でGO！のマスコンでももちろん遊べます。
サポート・更新状況
開発者のブログ:
電機屋の毎日
サポート・ユーザーコミュニティ:
掲示板・フォーラムページ Desktop Station Forumをご用意しております。
MAIL:
Desktop Station関連他でサポートが必要な場合、改善要望、バグ報告、相談等、お気軽にご連絡ください。
管理人：やあさん(Yaasan) 