2017年06月28日

DSmainに今だけユニトラック向けフィーダコネクタ&TRKOUT予備端子台を無償添付

DSmainR5.1をお買い上げの方に、「もうすぐ夏休み特別企画!UNITRACK向けフィーダコネクタと、TRKOUT予備端子台を無償添付キャンペーン」を開催します。

DSmainR5.1及びDSblueboxで採用しているねじ止めの端子台を予備用にもう一個添付します。7月第一週までの限定です。ぜひ、DSmainR5.1をご注文ください。

posted by yaasan at 20:49 | Comment(0) | 鉄道模型

2017年06月27日

電圧降下に気をつけましょう

大きなレイアウトをお持ちのお客様で、当社システムが動かないというクレームがあり調査したところ、電圧降下が原因のトラブルと判明する事態が発生しています。

電圧降下が起きると、デコーダが正常に動作しなかったり、デコーダ自体は動いてもモータドライバの低電圧保護(A4953ELJでは8VはNG)で動かなかったりと、故障と誤認するようなトラブルがたくさん発生します。

基本的にはデコーダの受電端で10V(min)が得られるようにレイアウトを設計していただきたくお願いします。一応、仕様書やNMRA DCCの規格書には7V以上となってますが、うちのデコーダ類の設計や部品の都合上、10V以上を要件にしてます。低いところに合わせると、高い電圧への対策がトレードオフになるので、安全サイドを考えると守れないのです。過電圧側への対策のほうが重要です。

■電圧降下のメカニズム

電線には抵抗成分が含まれます。この抵抗成分は、細ければ細いほど大きくなります。
オームの法則 V=IRに、抵抗成分R=0.3[Ω]とそこに流れる電流I=1.6[A]を入れると、V=1.6*0.3=0.48[V]となり、0.5Vが電線の部分で落ちてしまいます。たとえば、12Vで使っていると、AWG28とかの細い電線を5メートル以上など長くして使っているとアッサリと10V未満に落ち込みます。電流を流さないならそれほど影響ないですが、いろいろ繋げると電流はどんどん増えていきます。

■電圧降下を防ぐには??

太い電線を使いましょう。たとえば、電線の太さを示す1sqは10Aを流せるということになってます。この値は、使いたい電流値の2倍になるようにして設計しましょう。たとえば、1sqの電線を使う場合は、5Aまで流れる経路に使う、と言った具合です。1sqよりもっと大きくしても構いません。

まずはダメなケースから。これは、細い線1本を遠くまで引き回してデコーダをたくさんくっつけていく構成です。細い線1本に電流が流れ、電圧降下が著しく発生します。

駄目なケース:
DCCDrop1_Wrong.png

次は、同じ細い線でも途中で分岐させて使う例です。こうするだけでも電圧降下を半分程度に改善できます。

複数分岐型:
DCCDrop2_2roots.png

太い電線(0.75sq以上)で、遠くまで引き伸ばす事で電線の抵抗を減らすことも出来ます。

DCCDrop3_Thicks.png

DCCは省配線になりますが、その分電流は流れるので、電線の太さや系統の分割などを工夫する必要があります。アナログのときは、配線の束を頑張って作るだけでしたが、違った難しさがありますが、少し考えて頂ければすぐに実践できると思います。

■最初は動くケースもある

1つずつ動かすと、正常に動くが、複数台動かす(もしくは重たい車両が走行する)と不安定になるというケースがあります。これは、十分、マージンを持っていない証拠で、電流が増大したときに電圧降下も増大して、デコーダが停止してしまうという現象です。

十分なマージンを持たせた配線設計であることが、安定稼働には欠かせません。

■でも、動くデコーダもあるよ?

デコーダの設計をどの電圧にしているかで変わります。実はZXBM5210などは、3V以上から動くチップなので、こういう電圧降下して低いところでも、ZXBM5210のチップだと難なく動く場合があります。また、ATMEGA328Pも、受電端で4.5V以上(内部は3.5V台と推定)あれば動作するようです。

どちらにしても、きちんと電圧降下は起きないようにレイアウト構築しましょう。

■電圧降下を測定するには?

弊社は、この問題を調べるためのツールを販売しています。

DCCポケットモニタDSwatchの電圧チェック機能を使うと、簡単にデコーダ受電端の電圧が測れます。



ツールを使って、うまく問題個所を見つけて、楽しい模型ライフをエンジョイしましょう!
posted by yaasan at 06:03 | Comment(1) | 鉄道模型

2017年06月26日

DSmainR5.1 Nanoファームウェア3をアップデート

DSmainR5.1のNanoファームウェアをアップデートしました。

■DSmainR5で使う場合の注意点

いくつか、定数を修正してから書き込みしてください。これは、電流センサを25A品から12.5A品に変更しているためです。

DSmeister.ino 69行目:unsigned short gOCLevel = 154;
MSensor.cpp 158行目: aCurrent = (aCurrent * 125) >> 8;

■変更内容

・DSjoyモードのとき、不正な指令が来た場合に弾く処理が中途半端だったのを修正
・電流表示を詳細化
・電流センサを12.5A用に定数調整(調整し忘れていた)

MCore側も今後、アップデートします。
posted by yaasan at 07:24 | Comment(2) | 鉄道模型

2017年06月22日

半波整流にして電圧を下げる(※無負荷では下がらなかった)

ワンコインデコーダなどで、ZXBM5210が条件が悪いとすぐ壊れる問題で、原因はZXBM5210内部のMOS-FETがアバランシェ降伏で破壊される可能性が指摘されています。この発生条件は、モータのコイルの定数が影響しており、壊れるモータと壊れないモータがバラバラです。

双方向ツェナーダイオード RSB18Vを出力に付けても壊れるときは壊れる傾向にあります(複数の報告があり)

そろそろネタも尽きてきましたが、ZXBM5210は電圧が3-18Vで動くものなので、電圧を低くすれば問題がなくなるのでは?というアイデアがあり、手っ取り早くデコーダの内部電圧を下げる方法として半波整流への改造を行いました。

改造先は、ワンコイン4.0です。真ん中の2つの逆並列のダイオードを取っ払って、代わりに10uFのコンデンサを追加してます。実質的にC1が20uFになっているようにしております。

OneCoinCheaper1.jpg

モータを動かしてみると電圧波形は以下のような感じです。モータは無負荷なので、電流を消費しないせいか、電圧が想定よりも全然下がりません。

OneCoinCheaper2.png

ワンコインデコーダは、ダイオード2個を削った半波整流でも一応動くということは分かりましたが、負荷が結構軽いと電圧が落ちないので、ご注意ください。逆に言うと、負荷が軽い用途には半波整流で十分かもしれません。

■ZXBM5210の結論

・LEDや電球などの負荷、両極性用途には特に問題なし。(半波整流と組み合わせることで、安く作れる一番良い用途)
・ZXBM5210の出力にツェナーダイオードを付けても、サージが大きいモータでは壊れる
・ZXBM5210が壊れないモータもある(ブラシや内部の構造が良い、サージが少ないモータ)

モータ用途にはBD6231F-E2をお使いください。両極性のLED負荷(先頭車とか)にはZXBM5210は安くて適任です。
posted by yaasan at 06:04 | Comment(0) | 鉄道模型

2017年06月21日

DSmainR5を無線化するアイデア

DSmainR5やDSoneを無線化できないか、というアイデアはよく言われます。分かります。

ふと、フジガヤさんのS88マスコンをベースに、ATMEGA328PをESP-32に変更してWifi無線サーバーにした方が早いんじゃない?と思いました。やることはそんなに多くなく、以下の作業をするのみです。今までの資産があるので、もしかしてまじめにやったら1週間でできそうな??

・5V->3.3VはDC/DCでやるべきと考えているが高い。Wifi使用時の電源が300mA消費なのでDSmainR5.1に繋げられるS88は1台だけになりそう。
・S88の処理をESP-32に実装(外部割込みを使う)、全ピンに外部割込み充てられる?
・S88マスコンの制御処理を移植する。
・Webサーバー機能を実装する。確かフジガヤさんが前にESP-WROOM-02でやっていたような。その時は、パワー不足と安定性で断念でしたが、32になってパワーアップしているのでアッサリ動くのでは??
・たぶん冷却が必要、ファンで風を当てて強制空冷するのが良さそう。

適当に描いた回路図は以下。
S88WifiBoard_r1.PNG

※上記は、あくまで妄想です。
posted by yaasan at 07:58 | Comment(1) | 鉄道模型