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寄り道好きのひとりごと
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今、再びのBEMFを試す
 先日、鉄道模型市にDeskTopStaitionの展示ブースに見学へ行ったところ「BEMFはその後どうなったの?」とfujigayaさんに尋ねられれてしまい、「ええ。。あ〜普通に動かせる様になりました!」と思わず生返事をしてしまっていたので、今一度セルフチェックも兼ねて、BEMFの動きとデコーダの発熱状況も観てみる事にしました。
 取りあえず前回の’スマイルデコーダ BEMFのリベンジ’でデコーダ開発ボード上では自分なりに納得できる走行フィーリングにスケッチの調整が出来たと思ったので、熱問題で幻になった量産候補版スマイルデコーダにスケッチを書き込み、車両に搭載した状態で走行・耐久性試験も行うことにしました。

 ■幻の量産候補版スマイルデコーダ (左:表/右:裏)


 ユーザ取り付けのブリッチドライバをハンダ付けして、モータが回せるところまで確認しました。確かにデコーダに触れてみるとダイオード周辺が熱くなっていますが低負荷であればほんのりとあったかい程度です。ただし1モータではその程度でも高負荷となる2モータを繋いで回してみたところ触れなくなるほど熱くなります。(みなさんは危険なのでやらないでください!!)

 この量産候補版スマイルデコーダをNゲージの車両に詰め込みます。いつもはKATO製の車両ばかりなので、今回はメーカをかえてモータや駆動系の動きや違いも比較してみようと思いました。
今回搭載する車両はMICRO ACEの長野電鉄2000系です。

 ■長野電鉄2000系へデコーダ搭載             私鉄車両で小ぶりですがスッキリと収まりました


 スマイルデコーダはモータ用のデコータとしてます。ライトまわりはNuckyさんのFLデコータを入れました。
 スマイルデコーダのスケッチは前回の記事からもう少しBEMFの効き具合が自然になるように見直したスケッチを使います。

 ・DSDCCLocDecoderR5Y.zip

 テストトラックはいつもの様にコルクボード上に線路を這わしてますが、BEMFの効果をみるためにいちいちコルクボードを傾けるのも見苦しいと思い、将来のジオラマ作りにも活用できるよう調達した橋げたで勾配区間を設けました。
 更に狭苦しいレイアウトスペースにポイントを設けて内回りの退避線も入れてみました。これにS88センサーを組み合わせて、2列車交換の自動運転をやってみることにしました。

 2列車交換運転のスクリプトですが、狭苦しいレイアウト上に勾配区間ありさらに坂の途中にポイント交換がある、まるで遊園地の電車の様な運転環境なのと、メーカの違う車両の速度差もからんでスクリプトの作り始めは速度調整やS88センターとの停止位置の調整などイロイロと手こずりました。でもなんとか連続運転が出来るところまでもってきました。苦行の末の動画を御覧ください。

 ■2列車交換 BEMF 有の自動運転


 ■2列車交換 BEMF 有の自動運転(終盤 別アングル)


 動画の車両にはBEMFに関連していくつかCV値の調整をしています。(デフォルトだと走行が自然な感じじゃなかったので車両
の動きにあわせて微調整しました)
 ・CV10:1 (デフォルト:1)
  ここを0にするとBEMFがカットされて、普通のモータデコーダと同じ様な走行になります。

 ・CV54:32 (デフォルト:64)
   PI制御のPに当たる調整だと思います。ここを大きく設定するとBEMFの効きが強くなります。逆に小さくするとBEMFの効きは
  弱め方向になります。

 ・CV55:128(デフォルト:64)
  PI制御のIに当たる調整だと思います。ここを大きく設定するとスロットルの動きに対するモータの反応が鈍くなるみたいで
  す。逆に小さくするとすぐ反応するようになるみたいです。

  ※CV54とCV55は車両ごとにお好みで調整した方がいいです。

 この動画は3分弱で切ってますが、この後も連続で運転を続けて4時間半ほど走行り続けました。(途中ご飯を食べ、TVを観て、風呂に入ったりしていましたが衝突事故が起きず止まらなくてよかった!)

 ついでに、CV値10:0に切り替えてBEMFをカットした場合の動画も撮りました。BEMFをカットした事で自動運転スクリプトは速度や減速タイミングの再調整が必要になり、これも調整に手が掛かりました。

 ■2列車交換 BEMF 無の自動運転


  BEMF有とBEMF無の両方で自動運転を行って気がついたことはBEMFが効くことで、走り出しや、勾配区間の上り下りの速度が安定するので、スクリプト上の調整が比較的やりやすかった感じがした事です。BEMFが無い場合、特に4両編成の112系はフライフォイールが無いせいもありますが、勾配区間の上り下りの速度のムラが酷く安定した停止タイミングがとりずらかったです。
S88センサーを2箇所しか設けていないので、停止位置検出を補助する区間制御などが欲しいところですが、狭苦しいレイアウトではこれ以上どうにもならないのがジレンマです。

 最後に肝心の「量産候補版スマイルデコーダ の発熱状況はどうだ?」ですが、連続運転の4時間半後にデコーダをみてみましたが、特に熱くなっていませんでした。おそらく、一周が極端に短くかつ交換運転だったので、交換待ちでポイントが切り替わっている間は線路への給電が途切れていて、上手い具合に冷却してしまい異常発熱まで至らなかったのだとい思います。今になって思うと自動運転の準備にばかり気を取られてしまいデコーダ発熱の確認には向かないテスト走行だったなと反省しています。デコーダ発熱の確認は変な色気を出さず単純に走り回しておくのかよかったのかもしれません…


●追記 2016/05/03
 このあと退避レール同士を短絡させてポイントが切り替わって停止中でも常時給電する様にして2時間程、2列車交換運転を行ってみましたが、量産候補版スマイルデコーダ は異常発熱には至らず触ってもほんのりとあったかい程度で異常はみられませんでした。やはり広いレイアウトでモータが焼ける程走りこむくらい過酷な条件にならないと異常発熱しないのもしれません。
 
BEMF | 01:10 | comments(8) | - |
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コメント
from: 名古屋電鉄   2016/06/02 8:09 AM
MECYさま
yaasanさま

名古屋電鉄です。

有難うございます。
修正加えてみます。

MECYさま
修正したらスケッチ送ります。
from: Yaasan   2016/06/02 6:46 AM
BEMFが遅くなる現象ですが、検出BEMF電圧値にゲインを何もかけていないので、実際の速度に換算した電圧値に係数を掛けてあげないといけないはずです。

たとえば、motor_ctrl.cppの157行目の以下を
現状版:aSpeedDet = gMotorSpeed;
改善版:aSpeedDet = gMotorSpeed * モータに合わせた係数(1.2とか3.1とか);

とすることで、実際の速度に換算された検出速度になって、速度が出るようになるはずです。
この係数、ややこしいことにモーターによってバラバラです。また、BEMF回路の抵抗値によってもバラバラです。さらに線路電圧によってもバラバラです・・・。

CVで、この検出速度係数を増やしたほうが良さそうですね。
from: MECY   2016/06/02 3:29 AM
名古屋電鉄様
コメントありがとうございます。
ご指摘の通りBEMFを有効にすると特性上、最高速の出力が落る傾向がございます。(すいませんあまり高速で走らせないので気にしてませんでした・・)逆にBEMFが無効の場合は上のリミッタがあまり効いてない感じで最高速で走らせると私の使ってるデコーダはダウンしてしまいました。
こちらのスケッチでしたらBEMFの効きが強くなっていますので
多少、最高速は上がってくると思います。但しCV54の調整は小さめにしていただかないとガクガクすると思います。

「スマイルデコーダ BEMFのリベンジ」
http://www.mediafire.com/download/2jtn2i4kvh4su9l/DSDCCLocDecoderR4Y.zip

もしよろしければ今お使いのスケッチをお送りください。私の方でも調べてみます。
よろしくお願いいたします。
from: 名古屋電鉄   2016/06/01 6:59 PM
MECYさん

こんにちは、名古屋電鉄です。

MECYさんのスケッチに
CV29の方向転換設定を加え
ファンクションにmp3コマンドを
加えています。

BEMFにした場合は、スロットルを
最大にしても、BEMF無しの出力に比べ
落ちますか?
私が試すと半分くらいの出力になります。

20年前のモーター使ってますが動きが今ひとつです。(Cv設定によると思うのですが波打ったような動きなので)


BEMFあり無しで違いがあれば教えて頂きたくお願いします。
from: MECY   2016/05/03 2:56 AM
fujigayaさま
コメントありがとうございます。私の様な中古のへたったモータでもBEMFを効かすと回り方が少しシャキットする様です。結構走りこんでも安定しているので、よろしければお試しください。
from: fujigaya2   2016/05/03 1:09 AM
BEMFで自動運転が安定するとのことで、私も試してみたいと思います。特に低速運転時のスピードが、走り始めと30分後で全然違うため、結構苦労していました。
from: MECY   2016/05/02 10:27 AM
やあさん様
スケッチはMECYで書き汚しているところがありますので、必要なら清書して頂いて皆さんに活用して頂ければと思います。
ダウンロード先からどうぞ!
from: Yaasan   2016/05/02 8:50 AM
自動運転デモ&BEMFありがとうございます!非常に安定していて、実用に耐えそうになっていて驚きました。スケッチを転載したいですが良いですか?
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