今週の活動報告(2020/02/08)—TOMIX ポイント駆動電流の測定

こんにちは。かいちょうです。

昨年のハロウィンイルミネーション作成以後、長期滞留案件の解消に着手しています。
ずばり、DCCなんですが。
これは、昨年 Amazon Kindleで頒布開始した例の号 の評判が予想以上に良かった(当サークル従来比ですw)ので、さすがにずっと止めているのもよろしくないなっと思った為です。

ただ、この活動、問題があります。何って「絵にならない」んです。なかなか。
主活動がコーディングなので、ひたすらPCに向かって古いコードを見ながら新しいコードに書き直しをしています。
正直、作っている感があまり感じられません。また、私自身もずっとはちょっと辛い・・・。

ということで、また脱線をしてしまいました。と言っても、今回だけ。 ( DCCを待っている方、石投げないで! )
何を・・・というと、鉄道模型(TOMIX)のポイント駆動電流測定です。
なぜ、突然ポイントネタというのは聞かないでください・・・まぁ、次のネタの仕込みというか、興味というか・・・です。

早速、全体構成をお見せしたいと思います。
今回、TOMIXの新旧両方式を比べて見たくてでっかくて重たいコントローラとオシロ、電源を一通り持ってきました。

オシロスコープは本当に久しぶりです。今回はこれに本邦初となる電流プローブを接続して電流波形をとってみたいと思います。

旧方式のコントローラはTOMIX 5001。もう30年以上前に出たシステムです。かいちょうが子供のころに買った奴がまだ現役。。。
こちらのポイント駆動方式は3線式で、ポイント駆動電源は5001から出力されるAC 17Vが使われます。

測定波形は当たり前ですが交流波形です。今回、忘れて電圧プローブを持ってこなかったので電圧が見えませんが、恐らく位相がずれている筈です。
ピーク電流は大きく2Aは越えているように見えます。

対する新方式(っといってもこれももう20年ぐらい経っているはず)は、TOMIX 5501 (N-500)。
こちらのポイント駆動方式はDC2線式で、ポイント駆動電源はN-500から出力されるDC 12Vが使われます。電源の接続が5001と比べてパッチンとはめ込むだけで済むようになったのでシステマティックになっている気がします。

新方式は音が静かになり、電流値も小さくなっているようです。ピーク波形は1Aちょっと。ただ、他のサイト様でも取り上げられていたことがあったのですが、スイッチングのさせ方によって不転換の症状が出るようです。素早く高頻度にするとその傾向が出ます。波形もちょっと差が見受けられました。

なかなか興味深い比較でした。
今回は結論や方針というのはありませんが、DCCがひと段落したら、本ページや技報でもうちょっと掘り下げてみたいと思います。

ということで、脱線終了。次回から戻ります。

(K)

今週の活動報告(2020/01/25)—LED基板半分完成

こんにちは。会長です。

今日もマサ氏はLED基板を黙々と作っています。

漸く半分の3枚が出来たので数十分動かして発熱が問題ないかを確認します。

出来た基板を全て並列に接続してみます。
1枚の基板に3×3の9個のLEDを搭載しています。
基板三枚で9並列3直列ということになりますね。

電源の横に何やら測定器とは違うものが・・・これは次週にご紹介したいと思います。

 

只今の電流は約110mA。1系統あたり20mAいかない程度です。
これを400mA程度まで上げ、数十分放置しました。
LED 1個は120mAまで耐えられるので、これでも出力の半分以下です。(流れる電流が均等なら・・・ですが)

結果は触れないほどではないが、結構熱くなりました。

状態によって、放熱板を考えないといけないかも・・・ですね。

これから残り3枚を作って6枚になったら点灯する電源とシステムの作成を行う予定です。

(K)

今週の活動報告(2020/01/18)—LED基板の改造。。。

新年明けましておめでとうございます、
今年も当サークル『ヨシノローテック』をよろしくお願いします。

さて、2020年一発目の活動報告です。今回は水耕栽培機のLED基板再構築です。
昨年ちょっと報告しましたが、従来までの砲弾型LEDの光量不足を解決するため、表面実装でそこそこ出力あるLEDに変えようとしています。改めてLEDのスペックを示します。

◆選んだ表面実装LED
・IF:120mA
・VF:3.0~3.1V
・発光色:クールホワイト
・逆耐圧:5V
・光度:10000~12500mcd
・半減角:120°
・寸法:3.5×3.5×0.9mm

LEDは秋月通販コードI-14088を使っています。これはパワーLEDほどではありませんが0.5W級の出力がある白色LEDです。
以前市販品の水耕栽培機と自作中の水耕栽培機の比較検証を行おうとして購入した「ユーイング社製:グリーンファーム キューブ」の機器仕様を元に、近しいと思われるスペックを選びました。

10個/袋でしたので、5袋ほど購入し以前より購入していた秋月製のガラス基板に貼り付けていきます。

それほど時間をかけず2枚ほど作成、ワザと間隔をあけてはんだ付けしたのは「どれだけ放熱するのか」が未確認なのと、作物に対しまんべんなく光が当たるようにしたかったためです。
ちなみに本構成で3直列3ラインとなっています。

早速、安定化電源に接続し徐々に電圧を上げLEDが発行するか確認します。
・・・Oh!何一つ発光しないっ、というか、安定化電源の電流制限が発動しています。全ショートしとるっ
原因はLEDの裏面に有る放熱パットと基板のパターンが接触しているためでした。

LED側の放熱パットが中央にあること、基板が元々砲弾型LED用に作られていたため、LEDの中央部まで両端パッドがあるためのようです。(下写真)

LEDの放熱パットをはがすことはできないので、基板のパターンを1/2化する突貫工事を行います。

今度は事前にテスタでショートが無いか確認してから、再度電源投入します。

良かった、今度はちゃんと点灯します。
2月中には実験予定ですので、少しピッチを上げて作業を進めていく予定です。
・・・間に合うかな?
(M)

今週の活動報告(2019/12/24)—ハロウィン基板の応用

こんにちは。かいちょうです。

今日は活動日ではありませんが、ちょっとした工作を家で行ったのでその模様を報告したいと思います。

それはまさに本日(12/24)の為の工作、クリスマスツリーです。

元々、昨年LED点灯の小さなツリーを買ってました。それがこちら

見た目は小さくてもツリー然しているので、良い感じに見えますが、問題は静止画では分からないLEDの点灯です。
このツリー、実はスイッチを入れると複数の白色LEDがただ単純に点灯するだけなんです。

私のイメージの中にあるツリーはコンセントを入れるとピカピカいろんな色で点灯するもの・・・
昨年は時間がなくて我慢していたのですが、なんとか今年はいろんな色で点滅させたい・・・
ということで、早速改造です。

中身をあけてみます。というか、昨年構造はあらかた調べていたので再確認レベルです。
このツリーはなんと抵抗を一本だけ使ってその先はパラレルに繋がっているだけというかなり輝度がいい加減な(割り切った)仕様でした。
ここは思い切って根本を切り離します。

プラプラしているのが既設のLED配線です。
実は今年作ったハロウィンイルミネーション基板は元々これを改造するために仕掛けがしてありました。

それは、LEDのパターンとは別にマイコンの端子を基板に引き出してあること・・・。
基板の端子にLEDを接続すれば、外のLEDをマイコンで制御でき様に作ってあります。
今回はその機能を活用して既存のLEDにプラスアルファ6系統のLEDを接続します。

細かい内容は省略しますが、木と同色の緑色配線を行って、白以外のLEDを増設しました。
点灯パターンと速度もちょっとだけプログラムを変えてツリーっぽくしました。
実際の点灯状態はこちらです。

小さいツリーだったので、改造はお酒を飲みながら2時間ちょっとで終わりました。
家族に見せた所、もう少しLEDを増やしてほしいとの要望が・・・。

まだ端子のあまりがあるので来年再増設しようと考えています。

今年最後ですが、小ネタですみません。

また来年よろしくお願いします。

(K)

今週の活動報告(2019/12/21)—鉄道模型運転会2019冬

かいちょうです。今週の活動報告をします。

今回は工作ではなく、恒例の鉄道模型の運転会を西久保コミセンさんで開催しました。
あいにくの天気ではありましたが、何人かのお客様にお越し頂く事ができました。
ここではちょっとだけその様子をご覧頂こうと思います。

開催したお部屋はご案内の通りB1の多目的室です。

今回は線路とポイントそして車両を増備したので10両編成が余裕で止まれるヤードを14本確保しました。

特に全体テーマは設けていませんでしたが、会長のテーマは「小田急電鉄」。

通勤型、特急型様々な車両を並べることができました。

こちらは国鉄型の車両。

写っている車両の殆どが過去帳入りになりつつあります。

今回、体験運転線・持ち込み運転線を用意しました。次回の開催日時と場所は未定ですが、同様に用意したいと思います。

また、工作活動とリンクした展示等も考えていきたいと思います。

(K)

今週の活動報告(2019/11/30)—水耕栽培 LED基板の作成

こんにちは。
かいちょうです。

久しぶりに公開で行った活動の様子をご紹介します。

今日はマサ氏が水耕栽培用のLED基板の作成を、私がまた新たなシステムの検討を実施しました。

後者は見せられるようなものがないのでしかるべきときに・・・ということで、マサ氏のLED基板の作成をごらん頂きましょう。

早速半田付けのシーンからです。

前回の投稿にあったアルミ基板にチップLEDを半田付けしていきます。
以前は砲弾型LEDを山ほど実装する基板を作りましたが、今回は市販の水耕栽培器を参考に少しパワーのあるLEDを間隔を空けて搭載する方向にしました。

できた基板がこちら。すこしスカスカ感のある印象になりました。
LEDチップも進化していて、横に出ている足部分が小さいためちょっと搭載するのが難しくなっています。

全体としてはA4紙大のところに補助含めて8枚を配置しようとしています。配置のイメージはこちら。

基板としては手持ちで別のものがあり、バージョン違いとしてもう一種類を作ります。
こちらは、以前使っていた砲弾型LEDを取り付けることができる基板ですが、パターンが大きいのでチップLEDも搭載することが可能です。こちらも実装をしていきます。

基板もやや大きいので実装性はこちらの方がいいですが、アルミ基板ではないので放熱がちょっと心配。というか、出来上がった両方の基板を見てアルミ基板も無事ではない(?)ことが判明しました。

慣れの問題もあるかもしれませんが、アルミ基板の方はLEDが浮いてしまっています。
本当は密着していてくれないと放熱の問題が・・・

黒基板の方はある程度密着してくれてます。

LEDチップ1個で120mA x 3.6V = 0.4mWぐらい電力が掛かる予定です。

次回は実際に温度を測って問題がないかを確認して行きたいと思っています。

(K)

今週の活動報告(2019/11/09)—水耕栽培(何度目かの)再スタート

ご無沙汰しております。
チョイと時間ができましたので、久しぶりに臨時のローテク活動を行いました。
(ほんとにちょっとだけですが)

最近、個人的に余裕が出てきたので何度目になるか分からない「自作水耕栽培機」の再構築を検討しました。
今回は色々と思案されているものを使い照明用基板の構築を行います。


見ただけで分かる方もいらっしゃるかと思いますが、秋月電子の「チップLEDユニット化基板」を使います。
名刺の半分くらいのサイズで最大21個数のチップLEDが搭載でき、アルミ製のため放熱も可能です。
今回は動作チェックのためLEDを直列3個1ラインだけ半田付けして光量の確認を行いました。


安定化電源12v入力で、電流は0.06A程度です。
チップLEDをフル実装すると大体0.4~0.5A程度でしょうか?

とりあえず現状はこんなことからの再スタートですが少しづつ続けていきます
・・・アルミ基板だから半田が乗りにくいンだもん。


※おまけ、同じく秋月電子のLEDユニット化基板で砲弾型LEDを降る実装させてみたもの。
(作ったはいいけど一度も試さないまま死蔵となってしまいました・・・)

(M)

今週の活動報告(2019/10/26)—「コミセン祭」参加

こんにちは。かいちょうです。

コミセン祭の様子についてお知らせをしたいと思います。

10月25日, 26日の二日間にわたって開催されたコミセン祭。ご案内させていただいたように当サークルは展示の部と体験の部の両方に参加しました。

★展示

展示はいつもの場所(角地)に配置頂き、団体および工作内容のパネル展示を行いました。

こちらが遠景写真。藍染、絵葉書、書道サークルさんなどに混じって、相変わらずちょっと場違い感を醸し出しております。。。


具体的な展示物はこちら。大人気(?)コンテンツの鉄道模型コントローラと結婚式Welcomeボードの実物を展示し、参考にこれまでの技報を何冊か展示しました。
※バックヤードにいろいろあるのが見えてしまっているのは、、、ご容赦ください。


何人かの方に興味を持って頂くことが出来ました。中にはご家族が大変興味を持たれているというお話も。。。
ご興味を持たれた方は是非、活動日にお越しください。
後日、久しぶりに活動日のご案内をしたいと思います。

★体験

今回、2時間という短い時間だったので、いっても10枚程度ではないかと思っていたのですが、あけてみるとびっくり大盛況で2時間で15以上の申し込みがありました。最後は部品不足でお断りさせて頂く状態で大変申し訳ない思いです。
今回出来なかった方は是非次回にお願いします(って言っても次回は2年後・・・)

あまりに大忙しだったので、写真を撮る時間がなかったのですが、当日はメンバーが作成した特製紙箱も用意して下記のようなケース入りで体験いただくことになりました。


次回(2年後)も同様なイベント参加を考えておりますので是非よろしくお願いします。

(K)

今週の活動報告(20191020)—ハロウィンイルミネーション実装基板増産

こんにちは。かいちょうです。

目前に迫ってきているので、ハロウィンイルミネーションについて基板実装を進めます。

といっても、基板実装は全部手付け・・・なのでここでも半田付け鉄人のマサ氏が中心です。
(私もちょっとだけ手伝っています)

買ってきた部品のうち、手付け体験していただくLED以外の部品 ( 抵抗, 電池ボックス, スイッチ ) をつけていきます。
マイコンは前回までにつけてあるので比較的大きな部品が中心です。

何枚もひたすら半田付け、半田づけ・・・

よく見るとマサ氏はメガネを外して裸眼・・・寄る年並みには・・・ということでお察しください。

本番は来週なので、ここが踏ん張り時です。

画像はありませんが、並行して取り扱い説明書、ペットボトル外箱の作成も行っています。

実際の出来栄えは是非当日、現地でご覧ください。

(K)

今週の活動報告(20191014)—ハロウィンイルミネーション基板試作 その2 ソフトウェア

ちょっと、時間が空いてしまいましたがイルミネーション基板の試作について投稿します。
前回試作で一枚できたのでプログラム開発と書き込みを行います。

プログラムは、PM+ ( CC78K0S, RA78K0S ) で開発します。本当は Windows 32bit でないと動かない筈ですが、インストールするフォルダを注意してインストールすると Windows 64bit ( かいちょうは Windows 7 64bit )で動いてれたので、この環境で取り急ぎ使ってみます。
※メーカサポート外の使い方ですのでメーカにお問い合わせ等はしないようにお願いします。なお、結局書き込み系、デバッグ系ツールは32bit環境が必要なので実用的には32bit環境が必須です。

マイコンの周辺機能設定は Applilet2 というコード生成を使います。このツールも今の CS+ ではコード生成機能として IDE に統合されているので、かなり古い世代のツールです。

出力した周辺機能のコードに main 関数でコードを書いていきます。
取り急ぎ、暫定として固定パターン、ランダムパターン、固定パターンを繰り返すプログラムを作り、コンパイルを行います。
ちょっとコード生成機能の設定とRAM領域設定のコンパイルオプションに手間取りますが無事終了。

Virtual PC ( Windows XP 32bit ) を立ち上げて書き込み用ツールを起動します。

書き込み用ツールは昔なつかしい NEC時代のツール PG-FPL2 です。このツール、かいちょうが若いときにキャンペーンで買ったツールです。今は一万円ぐらいで複数のマイコンに対応したデバッグ・書き込み用ツールが十分買える(というか、おつりがくる)のですが、このときは78K0S専用の書き込みツールでこのくらいの値段がしました。

久しぶりに立ち上げたソフト類の画面がこちら。

Windows7の画面に PM+ が、 Virtual PCの画面に PG-FPL2 の画面が見えると思います。
来年には Virtual PC を Windows 7 ごとポイしないといけないので、今年中に 78K0S のソフトを作り上げないといけません。
久しぶりでしたが、無事に書き込みが終了、PG-FPL2 の配線を電源とGNDだけにしてマイコンに給電してみます

無事動いてくれました。これで後は

 ・実装済み基板を増産する(もちろん手付け)
 ・プログラムをもうちょっと改良(固定パターンを増やす)
 ・ペットボトルの外箱を作る

で完成です。先が長いな~。

次回は基板実装の増産の様子を投稿します。

お知らせ

10月26日(土), 27日(日)に
東大宮コミュニティセンタ
〒337-0051 埼玉県さいたま市見沼区東大宮4丁目31−1
にて開催される
「東大宮コミセン祭」
の展示に出展します。
特に
27日 13:00- 15:00
には、本投稿で取り上げている
「ハロウィンイルミネーション」
の体験コーナーを実施します。200円で作れますので是非ご参加ください。

(K)