2017年03月02日

アシンメトリックDCCへの対応(デコーダ側)

信号機が赤の場合、自動停止などを実現したいと思いませんか。その時に、アシンメトリックDCCという機能を使うと実現できます。以前に、ここでアシンメトリックDCCを使わずに実現する方法を考えましたがイマイチでした。

アシンメトリックDCCのレールにつなげる回路は以下の通りです。赤信号の時はダイオード4段(2.8Vくらい落とす)、逆は1段の電圧降下回路からDCC信号を流し、青信号の時はダイオードの電圧降下回路を経由しないで直接線路に流すようにします。電圧が落ちるので、この電圧値をデコーダで検出して赤信号の区間でスムーズな停止などをさせます。

AsynmmetricDCC_RAIL.PNG

この技術は、特にNuckyさんの日本型信号機にギャップ式の電流検出型在線S88デコーダを使うシステムの場合には,赤信号の区間で車両を自動停止させる機能は親和性が高いと感じてます。

細かい回路の説明についてですが、ダイオードには、だいたいVf=0.7Vくらいの安い汎用整流ダイオード1N4007みたいなものがちょうどいいようです。SBDのようなVfの低い性能のいいものは電圧を落とせないので不向きです。

通常のDCC波形(正負対称):
20160210_101705.PNG

アシンメトリックDCC波形(正負 非対称):
20160210_101750.PNG

デコーダ側ですが、意外と検出回路の例がないので、いろいろと考えました。非対称を検出するためにアナログ端子に2本、入力させて、アナログ値を比較させるのが一番良いというのが分かってます。この回路を追加することで、アナログモードで動かす時にも使えます。今までのメーカーは逆にアナログ用の検出回路をアシンメトリックDCCの検出に応用していると思いますが。

AsynmmetricDCC_SCH.PNG

回路の設計指針:
・DCC信号入力と共通にする場合には、Vihを検討しておくこと。5Vマイコンだとだいたい3.5V以上の信号があればHIGHと認識するので、線路電圧が10V-18Vを3.5V-5Vとなるような分圧比で設定する。
・分圧比は、12-18Vで調整する。私はパケット検出の回路と共通にすると、使用できる電圧範囲が制約されるので、別回路として、270kと47kで分圧している。

AsynmmetricDCC_wave.png

ソフト設計指針:
ソフトは、2つのA/D出力地を比較して、閾値以上になったら赤信号とみなして停止させる。このとき、Nuckyさんの電流検出器の電圧降下を勘違いしないように閾値は大きめにしないといけない。
また、時間ごとに非対称の電圧値が異なるので、何度かサンプリングして両方の値を取得しないといけない。外部割込みで同期して引っ張るのが確実だが、ややこしいのでサンプル数を繰り返して非対称かどうかを検出するようにソフトを実装する方が楽かもしれない。

デコーダには抵抗が4つ増え、配線も増える、ADの入力も別に2本必要という事で、ワンコインデコーダではピン数が明らかに足りない。スマイルデコーダ(スマイルデコーダベースのその他有志のデコーダ)向けかもしれません。となると、信号自動停止の旨みが無くなるので、ちょっと困ったなあと思っているところです。
もっとシンプルに実現する方法を考えないといけないかもしれません。
posted by yaasan at 07:53 | Comment(4) | 鉄道模型
この記事へのコメント
IOピンを増やさない方法は、DCCカットアウトでしょうか。
RailCom出力が目的ではないので、カットアウト検出後にパケットスタートビットの(0)を検出できれば、集電不良と区別がつきます。NMRAライブラリで可能かは要調査ですね。
Posted by twaydcc at 2017年03月03日 21:30
DCCカットアウトですか・・・できないことはなさそうですが、タイミング調整が難しそうです。
コマンドステーション的なものをあちこちに置くことになりそうでちょっとつらいところです。
Posted by Yaasan at 2017年03月05日 14:23
DCCカットアウトに関する情報が乏しいですが、
http://dcc4pc.co.uk/Cutout%20Device%20Manual.pdf
でヒントを得て、出来そうな気がして来ました。
Posted by twaydcc at 2017年03月05日 17:50
このデバイス、コマンドステーションの信号を認識して再送信するデバイスのようです。
コスト的に絶望的な値段になるので、ちょっと適用は難しいですね・・・。
Posted by Yaasan at 2017年03月05日 18:40
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