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2017年10月20日

DCC/MMシールド 完成品の販売終了

DCC/MMシールドの完成品の販売を終了します。

DCC/MMシールドを選択する方については、自分ではんだ付けできない人は置いていくという意思表明です。ライオンは、子供を谷から突き落とすと言いますが、その気持ちであります。

「それは困る!!」と言う方は、DSmainをぜひともよろしくお願いします。

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DCC/MMシールドについてはメルクリン(Marklin Motorola 1/2)対応を廃止し、価格をもっと劇的に下げてRailstarsのDCCエンジンに変更して対応を考えてます。

DCCのみにすることで、マイコンを減らせるので回路を単純化できます。その代わりにUNO側のソフトはより複雑化するので、より上級者向けになりますが、DCC/MMシールドはこの形になるのが順当かなと思います。

名称も、ちょっと変えると思います。DSシールドかな。
posted by yaasan at 18:51 | Comment(0) | 鉄道模型

オームの法則

オームの法則をご存知でしょうか。中学校の理科で習ったアレです。当時は、こんなの何に使うんだろ、よくわからんな〜と思われた人が99%だと思います。実はこれが、DCC電子工作では無くてはならない計算式になってしまってます。なので、DCC電子工作をやる人は、オームの法則を理解する必要があります。入学試験みたいなものです。

V=I×R :電圧[V]は、電流[A]と抵抗[Ω]を掛けたものである
例: 抵抗が10Ωあり、電流が2A流れている。抵抗の両端にかかる電圧は? 2A×10Ω=20V。

なんで、こんなにつまらんことになっているかと言うと、シンプルすぎるのと、いろいろな現象をたったこの式で表してるので、説明しきれないことが原因です。

この式を変形すると、いろいろなことに使えます。以下、オームの法則の使い方です。

■ショートの現象が数値で分かる

ショートとは、まあ、皆さんご存知の通り、+と−をくっつけたらスパークする現象ですよね。これをオームの法則で書くと、見事に表現できます。
くっつけるとは、抵抗なし(R=0)という意味と同じになります。逆に、くっつけないとは、非常に大きな抵抗(R=∞)という意味になります。

I=V/R=5/0=∞[A]

電流が無限大流れます。実は、微弱な抵抗成分があるのと、電力会社も無限には電流を流してくれないので、R=0.001Ωとか(値は適当ですが、抵抗が非常に小さいという意味)で表現されることになります。

I=V/R=5/0.001=5000A

5000アンペアです。で、このエネルギー量はどれだけすごいのかは、ジュール熱の式(新たな式を出してすみません)に入れるとよくわかります。

P=I×I×R=5000×5000×0.001=25000[W]

5Vの細い線なのに、何か凄い熱エネルギーになるわけです。ショートしないようにしましょうね。

■LEDを光らせる抵抗値を決める

LEDは、だいたい3mAから5mA流せばそこそこ光ります。5Vを流しているなら、抵抗値はどうすればいいかと言えば、以下のように計算できます。

R=V/I=5V/5mA=5V/0.005A=1000Ω。

実はこの計算、NGです。LEDはダイオードという半導体部品で、電圧を食ってしまう特性があります。どれくらい食ってしまうかはVf(電圧降下)という数字が必ず書いてあるので、これを見て計算式に入れてやります。

LED_Resistor_Calc.png

LEDによってコロコロ変わりますが、いわゆる青色発光ダイオード系はVfは大きいです(白色LEDも青色に蛍光塗料塗っただけです)。逆に何十年も前からある赤色や黄緑色は、Vfは1.6Vとか低いケースが多いです。

で、計算式に入れるときは、5Vから引いてやるように入れます。

R=(V-Vf)/I=(5-3.1)/0.005=2.9/0.005=580Ω→560Ω(入手性の良いE12系列で一番近い抵抗値)

■電圧計で電流を測る

オシロスコープは、標準のプローブを使うと電圧計となります。電流プローブは高いので持っていない人がほとんどだと思います。この手法は、突入電流を測るときに使うときに使えます。

I=V/R

Rを、たとえば0.1Ωとすれば、

I=V/0.1=10×V

となりますので、見えた電圧の10倍をすると、電流になります。
まあ、実は0.1Ω分、全体の回路としては抵抗が大きくなるので電流値にズレが出ます。0.1Ωでは影響が大きいような低抵抗回路の場合には、0.01Ωとか小さい抵抗を選ぶとよいです。DCCの用途では、0.1Ωで問題は無いと思います。

■電源を混ぜたらダメな理由が分かる

ショートとほとんど同じ話です。たとえば、乾電池に例えると、新品は1.5Vですが、古くなると電圧は落ちます。1.2Vとかですね。

easy_bat.png

何が起こるかと言えば、2つの現象が起きます。

@100Ω抵抗に電流が流れる

V=IR, 1.5=I×100, I=15mA。

A1.2Vの乾電池に電流が流れ込む

V=IR, I=V/R=(1.5-1.3)/0=0.2/0=∞A

実は、乾電池には内部抵抗がそこそこあって、一気にショートしません。0.1Ωとすると、以下のようになります。

I=V/R=(1.5-1.3)/0.1=0.2/0.1=2A

乾電池で2Aは、かなりの量です。普通、数十〜かなり多くて100mAとか用に使いますからね。

と言う事で、危ないので電源はまぜこぜで使わないようにしましょう。どうしても使う場合にはダイオードOR回路を使いましょう。

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オームの法則を使いこなして、DCCと電子工作を楽しみましょう。
posted by yaasan at 08:01 | Comment(0) | 工作