2017年09月16日

PWMとピュアアナログ?

アナログのパワーパックでは、最近はPWMが主流になりつつあります。以前は抵抗分圧で熱を出しながら電圧制御をしていました。最近の電車もPWMが普通です。

PWMとは何ぞや、と言う場合は、検索をしてみてください。PWMは何といっても高効率なため回路がシンプルで済み、発熱が少ないことから小型・軽量化できます。パワーエレクトロニクス技術の進歩によります。

鉄道模型では、PWMが煙たがれることが少なくありません。と言うのも、DCCを使用されている方からはデコーダが壊れた経験がある!とか、古いモータをお持ちの場合は、「モータが燃えた!」という事があります。前者は、デコーダメーカーの大チョンボ、後者はPWMが瞬間的に高い電圧を出す仕組みなため、絶縁部分の劣化による絶縁破壊だと思いますが(古いモータはちゃんとオーバーホールしてくださいね)、この辺の実証は今後やっていきたいと思ってます。

一応、パワエレは大学で勉強したのでそこそこ分かってます。解決策は、キャリアを高くして、LCフィルタで平滑化することです。いわゆる、スイッチング型のDC電源と同じものを作ればいいわけです。

キャリアは、PWMを出力する基準となる周波数のことです。Arduinoだと、Timer1で32kHz弱が出力できます。100kHzくらいで叩けると、ほぼ直流にできますが専用ICとかが必要になったり、それなりの特性の良いMOS-FETが必要だったりします。

ただ、コストを追求するためにいろいろケチって単純な構成にしているので、電源メーカーほどの精度は出てませんが、上記のクレームについては問題なく対応できると思います。

とりあえず、PWMを直接出したものと、LCフィルタを通したものを見てみましょう。下記の波形はモータを回しながら出力電位差を測定しています。



PWMLC通過後のPWM
PWM_L.pngLCPWM_L.png
PWM_M.pngLCPWM_M.png
PWM_H.pngLCPWM_H.png


そこそこリプル(ノイズのようなもの)が載ってはいますが、パルス状ではなく直流になっていると思います。LCフィルタをもう少しサイズアップさせて定数を調整すればきれいになるかもしれません。

今回使用したLCフィルタは以下のものです。

コイル: 100uH
コンデンサ: 20uF
→カットオフ周波数(0->90%) 3.6kHz

LCFilter.jpg

■適用先

いつも懇意にしていただいている運転会のリーダーに「子供でも運転できるパワーパック貸して」と言われてとりあえず作りました。

DSJoyの構成ですが、DSoneのハード改造(32kHz化)とソフトのアナログ専用化をしてます。S88マスコンは何もいじってません。加速率の調整は、S88マスコン側で行う感じです。

MasconAnalogue.jpg

システム仕様:
・最大電流 3Amax, (連続2A)
・動作電圧12〜22V(LV 10V, OV 24V)
posted by yaasan at 14:07 | Comment(0) | 鉄道模型

DSmainR5.1 在庫切れ

DSmainR5.1が在庫切れになりました。

どうするかちょっと考えますが、どちらにしても基板が無いので、いったん販売は休止します。予想外に在庫がなくなるのが早くて、ちょっと戸惑っております。

抵抗やコンデンサ、表面実装の部品類をelecrowで基板に部品実装してもらうのですが、まだアートワークを書き直してないのです。

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DSturnoutポイントデコーダを、クラブ、自宅で使用する一般ユーザー向けに3500円から2500円に割引を行うことにします。なお契約上、業務用に使用する業者の方には一切、割引できませんので、ご了承ください。DS52に対して、コスト面、機能面、安全機能面で優勢であると確信しております。ぜひとも、ご活用ください。
posted by yaasan at 07:24 | Comment(0) | 鉄道模型

2017年09月13日

電車でGO!マスコンでアナログ車両を動かす

フジガヤさんのところに、電車でGO!マスコンでアナログ車両を動かしたい!!という要望が結構あるということを聞いたことがあります。基本的にはアナログ車両への対応については、ご自分で対応していただくのが本筋ではあります。

とはいっても、鉄道模型の人口を増やすことも必要ですので、DCCコマンドステーションを使ってあえてアナログ車両を動かすためのコマンドステーションを開発しました。DSJoy Analogueです!

一切サポートもしませんが、スケッチだけはおいておきます。

■DSJoy Analogue スケッチ(Arduino用)
DSjoyAnalog.ZIP

書き込み先はDSone専用です。フジガヤさんのS88マスコンも必要です。

■コンセプト

子供たちに鉄道模型を楽しんでもらいたい!ということで、アナログ車両でも動かせるようにしています。
大きい大人たちはDCCで楽しんでいただきたいと思います。

■注意点

私のチョンボでもありますが、DSoneはTimer0のPWMのピンで設計してしまったので、1kHzキャリア周期です。なので、ピーピーうるさいです。

以前に作った高調波フィルタも、1kHzではちょっと辛いです。
posted by yaasan at 19:22 | Comment(0) | 鉄道模型

2017年09月12日

DSblueboxのマニュアルを更新

DSblueboxのマニュアルを、修正済みなのに更新し忘れていましたので、0.41版にアップデートしました。

内容は、最新版の機能を取り込んだものにしています。製造メーカー(Manufacturer)の表示機能、ファクトリーリセット機能の説明です。
posted by yaasan at 21:33 | Comment(0) | 鉄道模型

2017年09月11日

DSturnoutを車両デコーダとして使う

DSturnoutデコーダは、ソレノイドタイプやスローモーションマシン用のポイントデコーダですが、実はハードウェア上は、2チャンネルの車両制御デコーダとしても使用可能です。出力側については、車両デコーダが2個搭載されたような回路構成になってます。

大きさ的には、どう考えても車両に入ることはありませんので、用途としては、地上型のアナログ車両の制御になると思います。ギャップで閉塞区間を区切って、某TNOSの自動運転制御みたいに使っていただければと思います。閉塞区間をロコアドレスで割り振っていく感じにすると、制御しやすいと思います。

※スケッチは作成中です。車両2アドレス入力にすると、NMRA DCCライブラリのパケット処理部では処理しきれずパケット処理が変わるのでDSwatchのソフトを移植して作成してます。

アナログの車両を使いつつ、ポイントや制御システムはDCC化することで、DCCへの移行をスムーズにするシステムに流用できればと思ってます。Fujigayaさんや、NuckyさんのS88デコーダもそのまま使えるはずなので、アナログの自動運転システムにも最適になると思います。

技術開発や宣伝に協力していただける方がいれば、スケッチの準備が出来次第、お安く提供いたします。

■スケッチ

OEMTurnoutDecoderLOC_r1.zip

試作版です。まだ、細かいところを実装しきれてません。

■技術協力

サンケンのA4953ELJが、ロームのBD6231やTB6643KQと違って、ON-FREEな実装になっていということでTwayDCCさんのON BRAKEの報告をもとに、PWM生成の処理を値反転して実装しました。キレイに動くことも確認済みです。以前に、ワンコインデコーダや、スマイルデコーダで一時期、トラブった現象も、今はソフトで解決できるようになり一安心です。

なお、A4953は秋月電子でも今は売ってます。BD6231よりもパワフルで少しお安いです。
posted by yaasan at 05:58 | Comment(0) | 鉄道模型