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S88 RFID Decoder の人柱 番外編 2

 S88 RFID Decoder の人柱シリーズのタイトルになってますが、内容はアイ○○ドーの人柱チックにすり替わって話が続きます。前回はS88 RFID Decoder の人柱 番外編 1でアイ○○ドーのLCDシールドキットをなんとか動かすところまでは辿りつきました。これだけでネタ盛りだくさんでお腹がいっぱい気味なのですが、本来の目的である速度測定器を作るところには全然踏み込めていないので、最後の力を振り絞って進めます。前回は価格の安さに目がくらんで後悔してましたが、よくよく調べてみると、アイ○○ドーのLCDシールドキットはArduinoのLearning例をそのままキット風に焼き直おしているだけなのに気が付きました。「ならば最初からそのような解説を商品ページに載せとけよ〜」と思いましたが、キット自体はLearning例そのまんまなので動作実績は実は十分だし、一般的なLCDシールド(最初からこれを使えばよかった)と比べるとSPI方式はデータポートを節約する(6ポート→3ポート)メリットもあることがわかりました。ただこれらの内容を最初から全て分かった上でこのキット購入する人がどれだけいるのかは疑問です。という事である意味低価格で良心的だったかな?とチョット見直したアイ○○ドーのLCDシールドキットを今度は速度測定器へ変貌させてゆきます。

 アイ○○ドーのLCDシールドキットと中華UNOでキャラクタ表示までは動作する様になったので、次は本題の速度計測部分です。元々鉄道模型工作室様の情報ソースをチョイ変してポン付けするつもりで始めたので、LCD表示ライブラリーだけ付け替えて、アイ○○ドーのLCDシールドキットにあわせ込めばすぐ動くだろうと目論見んでいましたが、色々さわっているうちに結局スケッチを自分なりに書き足してしまいました。あと速度測定のセンサー部分については鉄道模型工作室様の例ではフォトICダイオードでセンサを構成されていますが、ここはフジガヤさんのS88 Detectorのフォトリフレクタセンサフジガヤ式 (すいません勝手に命名してます)をそのまま使おうと考え、LCDシールドの空きパターンへ接続用にAVジャックを増設してみました。

裏側には手持ちの抵抗(100KΩをフォトトランジスタ側、130ΩをLED側)を使って5Vラインからフォトリフレクタへ配線し感度を調整しています。

 

 ■LCDシールドキットの空きパターンにAVジャックを増設

 

 ■見た目を少しでもよくするため配線は裏側にしました。

 

 

 ここでセンサの読み取り用のポートを2箇所どこかに選ばないといけないのですが、LCDシールドキットではポート13,11,10(回路図がなかったので基板パターンを追いました)をシフトレジスタに割り当てていたので、そこを避けてポート12,8に配線しています。この時点で鉄道模型工作室様のスケッチはそのまま使えない事になりました。(一般的なLCDシールドならば鉄道模型工作室様のスケッチそのままでもポート配置は気にせずポン付けできたのだと思います)そのためスケッチも少しいじらさせていただきました。

 MECYでいじったスケッチですが、まずLiquidCrystalのSPI用ヘッダ’#include <SPI.h>’を追加しています。ここはライブラリLiquidCrystal_1を入れ替えて対応します。次に’LiquidCrystal lcd(10);’を追加しています。これはアイ○○ドーのLCDシールドキットのしょぼい説明の通りにしています。他はセンサにあたるポートの割付を変更しています’#define SLIT1_PIN 8、#define SLIT2_PIN 12’になります。他はスケールと、センサーの2点間の距離を任意に設定できるように速度計算式を変更しました。’scale = 150; //スケールを記入、distance = 200;//センサーの間隔を記入’、計算部分は’V = ((distance * scale * 3600) / 1000)/tt;’、’VR = (distance * 60)/tt;’です。2番目の計算式はスケール速度に換算しない実測値をm/minで表示する形にしました。基本的な速度を測定するロジックは鉄道模型工作室様をそのままほぼ踏襲させていただきました。

 

 参考にスケッチを張っておきます。SpeedMeter

 

電源を入れると初期画面から測定待ちになるように表示方法を変えました。まあ気分で変えたので、速度を計測することに対してあまり意味はありません。

 

 ■電源投入時

 

 ■5秒後に測定待ちの画面になります。上段がスケールスピート換算(km/h)

  下段がスケールスピード換算なしの実測値(m/mim)を表示します

 

 AVジャック同士でフジガヤさんのS88 Detectorのフォトリフレクタへ接続すればそのまま測定用のセンサとして流用できる様になりました。

 実際に速度測定器で速度表示の状態を動画に撮ってみました。カメラ越しだと液晶がみずらいですが、とりあえず速度はそれとなく表示しています。

 

 今までスケールスピードにはあまり関心がありませんでしたが、実際に車両の速度をスケールスピードで換算して測ってみると自分の感覚より速度の表示が早く出ている感じがしました。よくNゲージで小さいお子さんがフルスロットルで走らせたがりますが、この感じだとスケールスピードでは300kmはゆうに超えているんじゃないかなと思いました。

 一応、速度はそれなりに計れている感じなので、次回からはこの速度計測器でS88RFID Decoderを再評価していこうと思います。

 

 

 

 

 

DCC | 02:56 | comments(0) | - |
S88 RFID Decoder の人柱 番外編 1

 まだまだ続きそうな予感のS88 RFID Decoder の人柱 番外編です。今回は特にS88 RFID Decoderで何か大きな進展があったわけではありませんが、この後にまだまだ新しいアイテムを yaasan さんが仕込んできそうなので、今後の事も考えて特別に測定用の機材の準備を行っておくことにしました。それで機材とはズバリ速度測定器です。きっかけはMECYと同じ人柱をされているトレジャー様がスケールスピードで表示する速度計を製作されて活用されているので、MECYもS88 RFID Decoderの反応速度の計り方やデータ取りの値を、DiskTopStaitinのメータ読みでは比較データとしては整合性が取り図らいのでこの点を合わせておく必要があるかなぁーと思っておりました。だた貧乏なMECY、市販の速度測定器などおいそれと買えそうにもなく、どうしようかと悶々と考えていましたが、ご紹介のあった鉄道模型工作室様の記事を見ているとこれを参考に速度測定器をポン!と作れるんじゃないか妄想し、実際に自作をしてみることにしました。鉄道模型工作室様のブログを熟読すると、速度計のおおまかな構成はArduino unoに何らかのセンサーを設けてこのセンサーの2点間の距離と通過時間を計測し、さらにスケールスピードに変換してLCDに表示するシステムの様で、製作記事も詳しく解説されていたのでこれをそのまま踏襲しポン!と簡単に出来上りとうゆうなんとも短絡的な製作構想で先の見通しあまあまで始めてしまいました。ここからいつもの苦行がまたはじまります。まずは部材集めからとシャレこんでみました。ベースとなるArduino unoですが、今回は微妙な名前の「UNO」とかいうゆうロゴがやたら目立つ中華製のArduino unoのバッタモン?があったのでこれを利用する事にしました。なので、あと必要なものとしては表示装置となるLCDくらいで、新たに調達することにしました。

 ■やたら激安だった中華製UNO


 LCD位なら1000円くらいで買えるだろうと電気街をうろつくことにしましたが、本来なら秋月電気あたりで物色するはずが、今回は何を血迷ったのか、御徒町駅で電車を降りてしまい、そこから電気街へ向かうことにしました。御徒町からの途上、確かこの近くにアイ○○ドーとかゆう怪しい部品屋があったのを思い出し、「まあ使えそうな部品でも探そうか」とアイ○○ドーの暗黒世界へ吸い込まれていきました。アイ○○ドーを暗黒世界と比喩していますが、お分かりになる方ならば感覚がわかると思いますが、とにかく扱っている物が中華製で出所不明。これどうやって!何に使う?のと思う物でたくさん溢れているので、自分の中ではこのように表現しています。物の内容分かる方ならばこの上なく天国だと思います。価格はとにかく安いですから。。で気まぐれ的に立ち寄りはしましたが、とりあず買う目的の物はあったのでまずはフジガヤさんのS88 Detectorに使うAVジャックを探しました。AVジャックは秋月電気で買うより少し安いので、ここで買っています。

 

 ■S88 Detectorに使えそうなAVジャック安いのでまとめ買いをしました。

 

 で、目的ものは見つけたので、ここまでにしておけば魔界から抜けだすのも楽なハズなのですが、何を血迷ったのか我に返ると液晶部品の前に立っていました。液晶は秋月で買おう!と心に決めていたのですが、なぜか手にとりしげしげと眺めると「安いじゃん!これ使えるかな?」と悪魔のささやきが...アイ○○ドーは秋月電気に対して類似品は2〜3割は安値でこれがこのお店の戦略なのだと分かっていますが、ついついはまってしまいます。しかも品数もそこそこ選べるのでこれも罠です。でさらにLCDシールドキットなるキケンな匂いがする一品を見つけてしまいました。「これで液晶のシールド作れるのかな?え!666・・秋月の液晶より安..」悪魔に取りつかれてしまいました..

 アイ○○ドーの商品はコストダウンなのか、ただ単に分かる客だけを相手にしているのか店の方針が良くわかりませんが、説明書なるものは一切見たことがありませんし、お店のサイトでも意味不明の一文で終わりです。ここは自分のもてる知識とカン?で物にするしかないみたいです。ある意味人柱の本懐かもしれませんが..ちょっと値段の安さに目がくらんで後悔してしまいました。ですが、悪魔に取りつかれた以上は取払わなければいけません。気を取り直して、袋詰めの商品の中身を確認してみる事にしました。

 

  ■LCDシールドキットの中身

 

 シールドキットと謳っているので、液晶や基板、ピンヘッダなどはありますが、一つ黒い妙な部品があります。これは何?と思いましたが、調べてみるとパラレルシリアル変換をするためのシフトレジスタのようです。ここで何でシフトレジスタがあるの?思いました。パッケージの袋を良く見てみるとSPI信号インターフェースの表示が。ここでようやく納得しました。このキットはシフトレジスタでパラレルシリアル変換してSPI方式でLCDを表示する方式みたいです。だた問題なのは鉄道模型工作室様の参考例ではSPI表示方式のLCDじゃなくHD44780ドライバーを使う方式の様で、これじゃポン付けで動くかいなー?と不安が過ぎりました。あと説明書などがないのは覚悟してましたが、基板の回路図もないので、部品と基板だけで作れよ=なんてかなり強引なキットとも言えない内容でした。取りあえず買ってしまったので、ジャンク行き覚悟で組み立てることににました。回路図は無いのですが、基板はオリジナル設計なのか、シルクがチャント打ってあり一応内容物の部品も基板パターン合うようになってはいました。こんなチャントした基板起こせるなら回路図位付けとけよーと思いつつ部品のハンダー付けは難なく終わりました。

 

 ■ハンダ付けまでは難なく進んだLCDシールドキット

 

 次はシールドの動作確認です。アイ○○ドーの商品ページを覗くと

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<参考スケッチ>

ライブラリLiquidCrystal_1付属スケッチHelloWord_SPIを使用します。
スケッチ編集:LiquidCrystal lcd(9);をLiquidCrystal lcd(10);に書き換えください。

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 説明らしき内容はこれだけです。ライブラリーのリンク先も無く「こんなんでこの先どーするんやー」と怒りがこみ上げかけましたが、取りあえずLCDのライブラリが別途必要らしいのでダウンロード先を探しました。確かにLiquidCrystal_1.zipというのがありまして、これがSPIでLCDを表示させるライブラリが含まれている様でした。但し、このライブラリをArduinoIDE環境に取り入れるにはすでにあるLiquidCrystalとケンカしてしまうため、すでにあるLiquidCrystalライブラリをどこかに退避させるか、もしくはそのまま上書きするなどしないといけない様です。かなりインパクトのリスクのあるライブラリー管理を要求するなあと思いました。まあHD44780方式を今後使わない前提ならば思い切って上書きインストールしても良いかと思いますが、MECYは心配性なので、既存のライブラリーは一旦別のところに退避させました。心元ない指示でLCDのライブラリーを入れ替えて、サンプルスケッチをロードさせ無事HelloWordが表示させる事が出来、ハンダ組後の動作確認はなんとかトラブルもなく終わりました。

 

 ■HelloWordまで表示ができたアイ○○ドーのLCDシールドキット+中華UNO

 

 LCDの表示は問題なくできたのでキットの組み立てまでは問題なく進められた様です。次回はいよいよ本丸の速度測定器の製作に進みます。

DCC | 11:21 | comments(0) | - |
S88 RFID Decoder の人柱 その3

 ここのところずーとLEDの赤と緑を凝視する状態が続いているS88 RFID Decoder の人柱 その3です。

 さて、やあさんさんから先日新しいアイテムが投下されました。届いたのは変わった形状のRFIDタグです。

 

 ■新たな検証ターゲットのダグ。用途は?です

 左側の米粒の様な小さいものもタグの機能を持っているみたいです。ペットに埋め込んで識別させる用途なのでしょうか?タグをインプラントするなんて昔、SFでUFOに連れ去られたりする話を思い出します。

 そして今一番本命視されているのが右側のクギのような不思議な形状のタグです。ゴルフ用と聞きますがまったくもって用途不明です。こんな形状でも安定して認識するのか形からは想像できませんが、Nゲージの車体には入りそうです。床下にぶら下げるのは3.5×0.8センチメートルほどのサイズなので無理でした。

 まずはRFIDの認識レベルがどれくらいなのかアンテナに近ずけたり、離したりしてみました。米粒タグはかろうじて認識はしますがチョットS88 RFID Decoderの反応が弱い感じでした。サイズは最小なのでこれが使えれば最高なのですが。。

次に、ゴルフタグです。これはやあさんさんお勧めなので確かにS88 RFID Decoderの反応は良い感じです。IDタグと言えばカードやチップ形状を連想しますが、このような杭の様な特殊な形状でも十分な読み取り性能が確保されているところはチョット意外でした。次にタグの車両への組み込みですが、ゴルフタグはNゲージの床下へは太さ的に無理なので、ボディー内に収めることにしました。

 

 ■ゴルフタグは無理なく車両に入れられます

 

 米粒タグはその大きさから床下に装着することも十分可能ですが、今回は検証する方法を少し変えてみたので、クーラの横あたりにテープで仮止めをしてみました。見ためは悪いですが、もし綺麗に収めるなら屋根クーラの中に仕舞い込むのもアリかもしれません。今回あくまで実験なので気にせず進みます。

 

 ■クーラのサイドに装着した米粒タグ

 

 次に検証するためのセッティングですが、前回まではレール下にアンテナを敷く様にしてましたが、今回ゴルフタグを車体内に収めれたのでそれはそれで良かったのですが、この状態ではレール下からのアンテナの距離を考えるとかなり離れてしまいす。あとNゲージには大抵レーラ車に自重をつける重しとゆうものがあります。これは金属のプレートなどが入っていると思いますが、金属は前々回でさんざんハマてRFIDにとっては鬼門です。アンテナの性能を阻害する方向になると思われたので、ここは一つアプローチを変えて、車体の横腹から攻めればいいんじゃないか?と思いました。そこでアンテナ位置は写真のようになりました。

 

 ■車体側面からアンテナをかざします

 

 写真の通りアンテナは車体側面に向けて立てる形にしました。このようにする事で、車体内に収めたゴルフタグとの距離は1センチメートル以内に収まりますし、重しの金属との影響も受ないと思いますので、RFIDリーダの読み取り性能も良くなると思われます。ただしこの形ですとほとんど車体に触るか触らないか車両限界ギリギリまでアンテナを寄せれる反面、車体と接触しない位置を決めるのにかなり神経をつかいました。あと、このままでは銅線のアンテナがむき出しなので見栄えが悪いですが、例えばプラ板で覆って看板柄にしてジオラマアクセサリとして見立てることも出来るかと思います。

 ではアンテナ位置を変更したあとのS88 RFID Decoderの動きをみてみます。

 

 ■S88 RFID Decoderのアンテナをサイドポジションにした場合

 

 時計回りでみて先頭車には米粒タグを装着しています。2番目のスカ色の車両にゴルフタグを入れています。今回モータ車の影響をなるべく受けない様に5両編成と少し長めにしてモーダ車から各タグを離す形にしています。時計回りで走行させるとメータ読みで55Km〜60kmくらいが安定してタグを認識する上限でした。半時計回りは45km〜50Kmあたりが最適な速度でしょうか。こればモーダ車が先にアンテナを通過する影響が少し残っているのかもしれません。いずれにせよ、前回シートタイプのタグで試した時とほぼ同じ速度域までは反応する性能を持っていそうな事はわかりました。

 米粒タグの方ですが、移動しながらの読み取り性能はほぼありません。殆ど停止寸前の超微速度まで落とさないと読み取って貰えませんでした。移動しながらの読み取り色々な面で難しそうです。

 

 ■米粒タグ読み取り時の超低速度

 

 やあさんさんが色々と探してきていただいてテストをしてきましたが、ゴルフタグがNゲージにとっては希望が持てるアイテムだった事は一つの成果でした。今後もこれ以上の物が見つかればRFIDがより使いやすくなってくると思います。

 

DCC | 01:08 | comments(4) | - |
S88 RFID Decoder の人柱 その2

 前回に引き続きS88 RFID Decoder の人柱をやっています。前回まではIDタグを貼り付ける位置で金属干渉という現象に遭遇しあれやこれや悩みました。このページの下の方に詳しく説明が載ってます。結論としてはNゲージに関してはモータ車へのIDタグ貼り付けは避けるべしとなります。

 この事を受けて今回は実際に走行させてどの程度S88 RFID Decoder が機能するかみてみます。走らせる車両は113系の両編成です。先頭車はトレーラ車でそれにIDタグをつけました。またパンタグラフの上がっている車両はモータ車になります。

コースはいつものお見苦しい短ループです。右手カーブの中間点、ちょうど茶色の橋げたにRFIDリーダアンテナをひっ掛けるように設置しました。

 88 RFID Decoderの使い方が始めよくわからずに適当にボタンを押しながらIDタグを近ずけたため、3箇所ほどLEDが緑に変わる様に登録されています。ここはご愛嬌とゆうことでお願いします。一旦は変な設定になってしまったので、解除をしたかったのですが、やり方がわからず…このまま実験を続けます。(かえってこの方が、88 RFID Decoderの反応時、目だってわかりやすいかもしれません)

 

 動画を撮りましたので、ご覧ください。

 

 ■S88 RFID Decoderの走行時の動画

 

 動画をご覧になるとお気付かと思いますが、最初に時計回りに周回している際は進行方向先頭にIDタグが付いています。逆転し反時計回りの周回は最後尾にIDタグが位置しています。そして時計回り、反時計回りでS88 RFID Decoderが反応する限界まで速度を上げる様にしていますが、反応する限界点が違う結果となりました。時計回りでメータ読み67km。反時計回りは42kmあたりでS88 RFID Decoderが反応する限界点です。なぜなのでしょう?これは推測ですが、時計回りはIDタグ車が先頭なので、気持ちよくS88 RFID DecoderのアンテナがIDタグをキャッチしているのではないかと思います。逆に反時計回りではIDタグ車が最後尾になりますが、その前にアンテナに突っ込んでゆくのがモータ車になります。そうですここでも鬼門のモータ車がまた絡んできます。やあさんさんが今回採用したRFIDタグリーダは電磁誘導タイプを採用しているのはブログにありました。そうなると電磁誘導のアンテナってモータからの電磁波の影響を受けちゃってるて事はないでしょうか?この点は何かを測定して論じているわけでもなんでもないので、憶測でしかありませんが、事象からみて反応速度にはあきらかな開きが出ています。これは今後の課題でしょうか?

 あと肝心の反応速度ですが、反時計回りの反応速度の減衰は別にして、時計回りの反応速度の上限は普通に少しゆっくり目に走らせる程度であれば十分に実用性は確保できているのではないかと思います。

 

 このS88 RFID Decoderタグやアンテナの位置で引き出す性能が違ってくるので奥が深そうです。もう少し勉強する必要があるかもしれません。

DCC | 01:35 | comments(2) | - |
S88 RFID Decoder の人柱 その1

 DCCfestご参加のみなさま、疲れ様でした。DCCについてのさまざまご意見や、将来の展望など貴重なお話を伺う事が出来、大変有意義な時間を過ごす事ができました。ありがとうございました。継続的にこの様なイベントがまた開催されればといいなあと個人的に思っております。

 さて本題に移りますが、yaasanさんからS88 RFID Decoderの人柱の募集があり思わず手を挙げてしまったので、まずは物を触ってみないことには始まらないと思い、早速取り掛かることにしました。

ただ、いじくる前にS88 RFID DecoderS88 Button Decoderベースで作られたとの事なので、S88 Button Decoderの基板を送っていただいてハンダ付け作業からのスタートです。

 

 ■S88 Button Decoder 評価用キット一式

 

 S88 RFID Decoderのハンダ付けは抵抗やLEDなどの部品点数が少し多めですが、慣れた方であれば難しい作業ではないと思います。ひと通りハンダ付けを行いAVRマイコンにRFIDDetector用のスケッチを書き込んで、テスターでチェックを行い特に問題なく組みあがりました。次に、RFIDのリーダモジュールとアンテナをS88 RFID Decoderと接続して完成させます。

 

 ■完成したS88 RFID Decoder(右)にRFIDのリーダモジュールとアンテナ(左)を接続した状態

 

 出来上がりを見て以外にS88 RFID Decoderのアンテナが小ぶりな印象です。銅線をカッチリと巻き固めてあるので、かなりの力を入れないと形を変えることができません。またコネクタとアンテナの接続部分が柔な感じなので、雑に扱うと断線させてしまいそうで、今回はアンテナをいじるのは取りあえずやめておきました。まずはNゲージで動作をみてみるつもりなのでそもそも線路に隠せる大きさではありませんし。

 次にタグの車両への取り付けですが、このタグもNゲージサイズではありません。設置は床下に両面テープで貼り付ける形になりますが、Nゲージの車体では大きすぎて思いっきりはみ出てしまいます。これも動作確認と割り切って車体からはみ出したまま進めてゆきます。

 

 ■車体の幅から思いっきりはみ出ているタグ

 

 今回動力車にタグをつけようかとも思いましたが、色々と問題があり、トレーラの先頭車に貼り付けました。動力車にタグ付けられなかったのはモーター部分の床下の張り出しがネックで、タグの厚みを含めたレール面とのクリアランスで十分な間隔を取れないのが断念した一つ目の理由です。

 

 ■タグ装着時のレール面とのクリアランス(トレーラ車)

 

 ■タグ装着時のレール面とのクリアランス(モーター車)

 

 もう一つ致命的な理由がありまして、どうもNゲージのモータ車のダイキャスト車体が災いし、タグもしくはアンテナの機能を無効にしてしまう現象が生じるたためです。これはS88 RFID Decoderが反応しなくなるのでお手上げでした。

 

 ■モータ車にタグと取り付けてアンテナにおいてみた場合(LEDが赤のまま)

 

 ■トレーラ車にタグと取り付けてアンテナにおいてみた場合(緑のLEDが点灯しS88 RFID Decoderが反応している)

 

 ちょっとタグの取り付けでのっけから躓き気味ですが、取りあえずS88 RFID Decoderは正常に機能してそうなので、次回は実際に走行させた状態でS88 RFID Decoderの動きをみてゆきたいと思います。

 

 

DCC | 02:14 | comments(0) | - |
S88自動制御の小ネタ

 今回はS88の自動制御シリーズの小ネタです。

 フジガヤサンのS88 Detectorをいつも愛用していますが、通常では赤外線検出器は予め線路に埋め込んだ専用の線路として作り置きしておく必要があると思います。新たに線路を敷設する場合やお座敷レイアウトならば問題ないと思うのですが、既に固定化したレイアウトの線路上に検出器を置いて試したい時や、検出箇所の位置決めを微妙に動かしながら試行錯誤する場合など、そのたびに線路の張替をするとなると大工事になりチョットのお試しのつもりが大変面倒なことになる場合があると思います。そんな時に検出器を仮置き出来る様な作り方を考えてみました。作り方は簡単でフォトリフレクタを線路に埋め込まず、フォトリフレクタの足を上手く折り曲げて基板上に立てる様に組むだけです。

 

 ■一工夫した検出器基板上面

 

 ■一工夫した検出器基板 検出面

 

 ■一工夫した検出器基板 側面

 

 ■置き方例

 

 ■普通の線路への組み込み方例

 

 フォトリフレクタの足を曲げて基板に立つ様に組むのがひと手間ですが、特に大それた改造は必要なくお手軽な仮置き検出器になります。

 あと線路やレイアウトの状態、車両を検出する感度の状況次第で置き方はケースバイケースになるろうかと思います。特に検出感度を上げたいがために、あまりにも線路に近ずけ過ぎて車両と接触しない様にするなど注意は必要です。

 

 この半ばアブノーマルな使い方のS88検出器をレンタルジオラマのグランシャリオ様に持ち込んで強引に試行して来ましたので、その時の動画をご覧ください。

 

 ■HOゲージルートでGO STOP GOのS88自動制御運転

 

 鉄橋の上に検出器を置くなどとかなり無茶な仮置きをしていますが、取り合えず車両の検知は可能になり、GO STOP GOの単純な自動運転のデモを行うことが出来ました。無理なお願いにも関わらず応じて下さったグランシャリオ様のご協力に感謝いたします。

 

DCC | 03:09 | comments(4) | - |
S88の自動運転を究める その2
 前回編に引き続きS88ネタです。今回はフジカヤ2さんのS88Detectorシリーズの第2弾である14port版(試作基板)を頒布して頂いたので、(部品調達の都合により)途中までを組立ててみました。
 まず初号機である6port版と14port版の違いですが
 1.センサーが6port→14portに拡大
 2.搭載しているマイコンがATMEGA328P-PU→PIC16F1939-I/Pマイコンに変更
 3.LANケーブル給電→外部電源給電に変更
 以上3点、機能向上と仕様変更がなされている様です。

 早速、組み立ててみます。

 ■頒布いただいた生基板(但し試作版)です。


 基板を眺めてみると6port→14portに拡大されているので基板も大判になってますし部品点数も増えている事が一目でわかります。基板が大きいので何か立派なものが出来上がりそうな予感です。
 今回は先行試作版である事もありセンサーの感度に不安要素があるとの事なので、一気に全てを組み上げる事はせず、手始めに3port分の部品をつけて初期動作を確認しながら、完成までもって行こうと考えました。(実際は14portを一度に使い切る程大きなレイアウトは引き回せないので、3port分で充分に間に合ってしまうのが悲しいところです。)

 ■まずは3port分の部品を実装したS88Detector


 部品のハンダー付け自体は特に難しい事はありません。部品表と基板の番号を突合せながら組んでゆけば難なく組みあがると思います。但し取り付ける部品の中でユーザ選択の物があるので、用途に合わせて集め分けておく必要がありました。今回追加された下記の外部電源端子とセンサーportになります。
・DC5V端子 or USB端子
・センサーportはAVジャック or ターミナルブロック
MECYは外部電源はDC5V端子、センサーportはAVジャックで部品を集めました。

 大方組みあがった所で、PICのマイコンにソフトを書き込む段階なのですが、ここで落とし穴に落ちました。フジガヤさんの解説記事によると

 *2 PICの書き込みについての注意
  Pickit3などで書き込む必要があります。
  プロジェクト内のHEXファイルをMPLAB IPEから直接書き込むか、
  MPLAB X IDEを使ってコンパイル、書き込む必要があります。

との記載があり、そもそもまともなPICライタなど持ちあわせもなく、ましてやPickit3などは持っておらず「どうしようか?」と一瞬!固まってしまいました。取りあえず知り合いからPickit2のバチモンは借りてあったので「これで何とかするしかない!」と腹を決めました。まずはMPLAB X IDEをインストールして、ダメ元でいじってみましたが、Pickit3しか機能しないツールらしく、予想通りあえなく撃沈してしました。いよいよ追い込まれて「やっぱりPickit3買うしかないかな・・」と観念しようとした時、ふと「PICkit 2なんだから'PICkit 2 v2'で書き込めないかな?」と思い立ち、'PICkit 2 v2'との格闘を始めることにしました。

まず'PICkit 2 v2'を起動させた直後、いきなりワーニングになりました。

 ■'PICkit 2 v2'の起動直後のワーニング


 動揺を抑えつつワーニングメッセージを頼りにPickit2ライターとS88Detectorを繋いで再度同期を掛けてみました

 ■USBにPickit2ライターとS88Detectorを繋ぎます


 ■メニュー>Tools>Check Communicationを選びます


 ■スタンバイに入った感じです


 ■マイコンに合いそうなレンジにしました。


 ■マイコンに書き込むファイルを探してImportします


 ■右のパスから探します¥dist¥default¥production¥16F1939_14portS88.K1.X.production.hex


 ■いよいよ書き込みます


 ■上手く書き込めたポイです


 一連の書き込み操作ですがPICに慣れていないので、勝手がわからないのと、バチモンのライターのせいなのかハッキリしませんが、書き込みツール'PICkit 2 v2'の動作が非常に不安定で、実は何回もPICkit 2とUSBを抜き差ししながら試行錯誤でソフトの書き込み完了まで辿りつきました。
 なかなか癖がありはまりやすいのでS88Detector 14port版を作られる方は、フジガヤさんからソフト書き込み済みのPICマイコンも一緒に頒布してもらった方が良いかと思います。

 次回は実際にS88Detector 14port版の動作を確認してゆきたいと思います。

 
 
DCC | 01:49 | comments(2) | - |
S88の自動運転を究める その1
  今回、大風呂敷なタイトルになってますが期待される程、大それた事はしてません。前回行った「今、再びのBEMFを試す」の2列車交換運転の運転パターンの改良ネタです。
  このネタの発端は、今の2列車交換運転では一周毎に交互に走らせる事は出来ているのですが、普段走らせているレイアウトは大変コンパクトなループ線に無理やり交換設備を突っ込んでいるので、1列車の1周分の走行時間が極端に短すぎて、スマイルデコーダの発熱問題をキチンと検証出来ていないなーと思っていました。そこで1列車1周で交換運転している所を2周、3周などの連続走行パターンで走らせて列車交換すればいいじゃん!と短絡的な思い付きからこのテーマは始まります。
  まず現状の2列車交換の方法ですが、ポイントの切り替え先にセンサーを一ケ所つづつ配置しています。そしてこのセンサーに列車が通過したタイミングでスクリプトコマンドの速度命令を0にして列車を停止させてます。続けてポイントを切り替えて交換相手の列車を発車させます。スクリプトの流れはこれを基本に1周毎に列車交互を繰り返します。但し現状のセンサートリガー式だと、どうしてもセンサーを通過する度に列車交換になってしまいます。今回はこの点を工夫してなんとか周回している間はセンサーをスキップする手立てを入れて実現しようと思いました。色々考えた末、現状のセンサートリガー式を止めてフラグマッチ式にしてみようと、ふと思い付きました。

・スクリプトの概略とコマンドの改良点です。
  .札鵐機爾鬟ウントするコマンドを利用して周回数をカウント
  ∋慊蠅離ウント値になったら、フラグマッチをトリガとして速度変更、停止、ポイント切り替え
  8魎浩茲領鷦屬鯣車させる…以降繰り返し

この様に、センサーをフラグカウンタとして見立てて周回数分の指定を変える事で何周でも自由に走らせられる様になります。ところが簡単できると思いきや、動きが地味な改良の割りにはデバックで物凄く苦労しました。スクリプト毎の速度調整や停止位置の見極め、ポイントの切り替えタイミングを調整したり、センサーフラグのカウンター処理のややめんどうな使い方などなど・・。とりあえず1時間の連続走行は無事故で動かせるところまでは安定性を確保することはできました。

運転パターンは東海道線は3周、長野電鉄は2周して列車交換します。センサー通過時の誤検知防止のため、通過毎にダミーコマンドのファンクションを流しています。ダミーだけだとつまらないので東海道線は周回毎にタイフォンが鳴る様にしています。(E233用でボロ車両にはあってませんが・・)
どうぞ動画をご覧下さい。

■東海道線3周、長野電鉄2周で交互に自動運転で走ります。


 取り敢えず、周回数を任意に設定して交互に運転出来る様にはなりましたが、スクリプトの行数が多くなり暴走事故のリスクが高くなってしまったのと、列車の編成長にあわせてフラグカウンターの動きをみながら進めていかないとたまに誤検知して暴走します。安定性を確保するためフラグ条件がマッチするまではウェイトタイムとF1ファンクションを流して誤魔化してます。もっと効率的てスマートなスクリプトが思いつけばよかったのですが、窮屈なレイアウトにセンサー2個でやっているので、インテリジェンスな自動運転システムなんてまだまだ言えそうになく・・グダグタな仕上がりになっています。

今後、挑戦したいと思っている信号機や閉塞制御など、このペースでやっていくとなるとかなり先の話になりそうです・・

自分の忘備録も兼ねて、今回走らせたスクリプトも貼っておきます。

A列車==12
B列車==2000

------A列車 イベント1
 フラグNo1==2のとき’B列車 イベント2’から遷移
 A列車 発車
 フラグNo2 ゼロカウンタ
---
DESKTOPSTATION,SCRIPT,2013
LABEL,STR112,,0
WAIT,150,,0
FUNCTION,49164,0,1
SPEED,49164,270,60
FUNCTION,12,1,1
SETFLAG,2,0,0
EXIT,,,0

-------A列車 イベント2
 センサNo2をカウンターで監視
 センサNo2を3回通ったとき LABEL PAS112 へジャンプ
 センサーフラグの誤検知防止でWAIT+F1コマンド
----
DESKTOPSTATION,SCRIPT,2013
INCFLAG,2,1,0
JUMP,PAS112,2,3
WAIT,35,,0
FUNCTION,49164,1,1

-------A列車 イベント3
 フラグNo2==3回目のとき’A列車 イベント2’から遷移
 A列車 停止、フラグNo2 ゼロカウンタ
 ポイント切り替えシーケンス
----
DESKTOPSTATION,SCRIPT,2013
LABEL,PAS112,,0
SPEED,49164,0,40
FUNCTION,49164,1,0
SETFLAG,2,0,0
WAIT,30,,0
ACCESSORY,20,0,0
SPEED,49164,0,0
WAIT,30,,0
ACCESSORY,15,0,0
EXIT,,,0

-------B列車 イベント1
 フラグNo2==3回目のとき
 B列車 発車
 フラグNo1 ゼロカウンタ  
---
DESKTOPSTATION,SCRIPT,2013
LABEL,STR2000,,0
WAIT,150,,0
FUNCTION,51152,0,1
DIRECTION,51152,1,0
SPEED,51152,420,60
SETFLAG,1,0,0
EXIT,,,0

-------B列車 イベント2
 センサNo3をカウンターで監視
 センサNo3を2回通ったとき LABEL PAS2000 へジャンプ
 センサーフラグの誤検知防止でWAIT+F1コマンド
---- 
DESKTOPSTATION,SCRIPT,2013
INCFLAG,1,1,0
JUMP,PAS2000,1,2
WAIT,30,,0
FUNCTION,51152,0,1

-------B列車 イベント3
 フラグNo1==2回目のとき ’B列車 イベント2’から遷移
 B列車 停止、フラグNo1 ゼロカウンタ
 ポイント切り替えシーケンス
----
DESKTOPSTATION,SCRIPT,2013
LABEL,PAS2000,,0
WAIT,1,,0
SPEED,51152,0,23
SETFLAG,1,0,0
WAIT,30,,0
ACCESSORY,15,1,0
WAIT,30,,0
FUNCTION,51152,0,0
WAIT,30,,0
ACCESSORY,20,1,0
EXIT,,,0

         ・
         ・
         ・

A列車 イベント1へ繰り返し


 
DCC | 20:12 | comments(2) | - |
Nuckyさんデコーダを組む その1
  今回はNuckyさんデコーダについて小型のNゲージに組み込んでみたので、上手くいった事、上手く出来なかった事を書いてみたいと思います。
  *Nuckyさんデコーダは基板のみを頒布して頂いて、部品の調達や組み立てはユーザー自ら行うスタイルなので、いわゆる完成品とは趣が異なってます。使い始める前には組み立てるところからスタートなので、それなりに労力は必要です。
  まずNuckyさんデコーダの大まかな特徴について整理してみました。
   1.低コストで完成させる事ができる。
   2.小型である。
   3.ハンダ工作が比較的容易である。
   4.機能性能が安定している。

  この中で、低コストである事が一番大きな特徴だと思います。やはりDCCを活用する上でデコーダの一般的な値段は機能にもよると思いますが、2,000円〜10,000円位の幅で選択する事になると思います。決して安い買い物ではないので、全ての車両をDCCに対応させるとゆうのも経済的に現実的ではありません。その様なDCCチープ君の悩みを一挙に解決してくれそうな期待の星がNuckyさんデコーダだと思います。(部品コストのみを考えると通称ワンコインデコーダと呼ばれているのも納得できます。)さて前置きが長くなりましたが、今回はデコーダの組み立てはもうできている状態から、特徴2.の'小型である'点を生かした車両への組み込みに焦点を当ててみたいと思います。

  ■組み上り済ワンコインデコーダ3(モータデコーダ)

  Nuckyさんデコーダは小型であると書いてきましたが、やはり基板の幅が細くなっている点がもっとも素晴らしいところだと思います。Nゲージの(機関車を除く)通常の車両であればほとんど組み込むのにサイズ面で困る事はないと思いますが、あるジャンルの車両だけはどうかな?と思うものがあります。それは路面電車です。路面電車は車体の長さも、幅も一回り分スケールが違うのではないかと思うくらい小振りで、今までDCC化を半ば諦めていたのですが、Nuckyさんデコーダを見て、これは長さ、幅ともイケるのではないかと思い挑戦してみました。
  そこで今回組み込みに挑戦する車両は東急世田谷線で走っていたデハ80(モデモ製)にしてみました。

  ■デハ80の外観とクモニ143の比較


   ■デハ80とクモニ143上部からの比較


  上部の写真をみて頂くと良くわかると思いますが、 車体長、幅ともほぼ普通のNゲージサイズの2/3位の大きさです。しかも車体の中身をみると、2/3はモータとウェイトで占められているので、かなり小型のデコーダでないと収まりそうもない小ささです。

  ■車体分解とデコーダの配置目極め


  では具体的な組み込みの流れを説明したいと思います。モデモの路面電車の構造は小さい車体の中にモータとギヤーボックスを簡素に配置しているので、本来ならウェイトが載るあたりにデコーダを配置したいとろですが、ウェイト無しにすると、軽くなりすぎて走らなくなってしまうので、ウェイト上にデコーダを配置するのを諦めて、モータを挟んで反対側のスペースに配置することにしました。ただしデコーダの長さが入れ込みたいスペースに対してギリギリでボディーを被せた時に果たして収まるのか懸念がありました。最終形の完成イメージに懸念を抱きつつも、モータ周りの配線をハンダゴテで熱してハズし、この配線を利用してデコーダのレール給電用のIN端子側に接続しました。続いてデコーダのOUT 端子側とモータを配線してみました。モデモ製はNゲージによくあるユニットカバーなどはないので配線加工だけで作業自体は比較的簡単です。しかし問題はやはりサイズの小ささにあります。

  ■仮配線の完了



  仮配線後、試験走行を行い問題なく走る事を確認した後、いよいよボディーを被せてみます。ここで懸念してしていたサイズギリギリの問題にブチ当たりました。ボディーを被せるにはデコーダの長さが3ミリ程オーバー気味でまともには収まりきれず始めは上手く被せられませんでした。スマイルコネクターの電極部分のカットも考えましたが、試行錯誤の結果デコーダを斜めに浮かした状態でなんとかボディーに押し込む事が出来ました。

  ■無理やりに押し込んでの完成


   ■ライト点灯のつもりで仕込んだLEDが...

   
  最後になりますが、ボディーの被せはなんとかなったのですが、ライトを点灯させようと目論んで、LEDも仕込んでおいたのですがあまりにスペースがなさすぎて、ライト加工を行うための余裕がなく運転席だけがやたらに怪しく光るお化け電車みたいな光り方になってしまったのでライト点灯化は見事に失敗となりました。
   今後の課題として、先ごろ公開になりましたワンコインデコーダ4に置き換えてみて現状の苦しいスペース問題がどれだけ改善出来るか挑戦してみたいと思います。
DCC | 23:06 | comments(0) | - |
DCC スマイルデコーダのレビュー その3
 スマイルデコーダのハンダ実装試作品のレビュー3回目です。
 前回まではスマイルデコーダ単体で基本動作の確認までは行いました。今回は実際に車両にデコーダを組み込んで、連続走行のテストまで行います。

 まずは車両へのデコーダの組み込みです。今回デコーダを組み込むのはKATOのNゲージ モハ112系です。この車両を選んだ理由は電車型で中間車がモータ動力車なので、スマイルデコーダを入れ込むには配線やスペースの点で作業が楽なのと、先頭車と違いライトまわりの面倒をみなくてもよい点です。あと元はジャンク車両として入手した物なので、万が一作業で失敗したりテスト中に車両トラブルが起きても金銭的、精神的なダメージが少ないとゆうお手軽さも気持ち的にはあります。

 ■KATOのモハ112系中間車


 元ジャンク車のわりには外観は比較的綺麗です。が・・やはり訳あり品だったので始めはまともには走ってくれませんでした。ですがデコーダを組み込むためにはモータを取り出せるところまではバラす必要があるので、ついでに台車・ギヤーをオーバホールしました。KATO製のモータは丈夫なのか中古品で完全に死んでいるものは今まで当たったことがないので、調子の悪い原因は大概 台車やギヤーまわりに絡んだゴミを取り除けばスムーズに走ってくれます。

 ■本体にデコーダを仮搭載


 デコーダを車体に載せてみました。配線箇所はデコーダのIN側に車体のレールからラインを配線します。KATOのこの手の車体構成では黄色で囲んだ電極ラインから取ります。デコーダのOUT側には車体から引き出したモータ端子を接続します。赤で囲んだ箇所になります。ここはショートになり易いのでレールの電極ラインとモータ端子をなんらかの手段で絶縁しておきます。自分は適当にテープを張ってますが、本来はカバー等でキチンと覆うのが本筋かとは思います。
 あとレールと車輪との集電不良で走行が不安定になるのを防ぐためコンデンサー(25V 470μF)をCAP端子に取り付けました。

 ■残りデコーダを固定して本体ボデーを被せて作業完了


 いよいよ走行テストに移ります。今回は試作品提供の条件として1時間以上の連続走行が課せられています。トラブルなく走り切れるかどうかスマイルデコーダの耐久性・動作の安定性が試されます。
 テスト車両は電車型の中間車両にスマイルデコーダを組み込んだので、この1両だけでは走る様がいまひとつなので、やはりお供が必要だろうと思いクハ111の先頭車も用意しました。これも元ジャンク車両です。いつもは手抜きでライトのDCC化はあまりやらないのですが、今回は長時間の走行試験なのでライトの球がDCC信号を長時間モロに受けて切れる心配があったので、教科書通りに先頭車にもライト用のデコーダを組み込みました。組み込んだのはNuckyさんのFLデコーダです。Nuckyさんのワンコインデコーダもコストパフォーマンスに優れたすばらしいデコーダだと思います。ここでもあれこれやってはいますがこのネタはまた別の機会に掲載できればと思います。

 ■往年の国電トリオで走り切ります


 あと、たた単にループコースの周回を連続走行させるだけでは物足りないと思ったので、以前作ったままで本格的に動かしていなかったフジガヤさんの位置検出S88センサーを組み合わせて、単純な往復運転ではありますが自動制御も取り入れたスマイルデコーダの連続運転に挑みます。
 フジガヤさんのS88センサーもかなりのすぐれもので、DCCを志す人であれば’こんなの欲しかった!’ものベストに入るのではないかと思います。このS88センサーのネタも別に機会に触れたいと思っています。

 ■スマイルデコーダ実装試作品とS88センサーを組み合わせた自動連続運転(さわりだけ)


 動画では走り出しの3分弱しか撮影していませんが、このまま自動往復を延々続けて3時間程ノンストップで運転を行い、その間にトラブルや停止することもなく無事マラソンテスト走行を走り切りました。

 今回スマイルデコーダ実装試作品に触れてみて、性能・機能・安定性この3つは利用する上で不安もまったくなく問題は見つけられなかったと思います。今まではデコーダの基板のみの頒布で、利用するためには高度なハンダ付け技術を要求されていた時に比べれは、飛躍的に利用するためのハードルが下がったのではないかと思います。
 まだまだとどまることなく進化を続けてゆきそうなスマイルデコーダとDiskTopStainon、今後の展開がますます楽しみです。
 
DCC | 15:33 | comments(4) | - |
DCC スマイルデコーダのレビュー その2
 前回に引き続いてスマイルデコーダハンダ実装試作品のレビューです。
 今回は未実装の部品をハンダー付けした後、デコーダとして動作させるために必要なスケッチの書き込み、各機能の確認を行いたいと思います。
 まずは部品のハンダ付けです。部品はブリッチドライバーBD6231Fです。秋葉原の秋月電子で購入できます。¥180で見た目の割には高価なのとデコーダの心臓部にあたる部品でもあるのでハンダ付けは失敗できません。

 ■ブリッチドライバーとスマイルデコーダ


 基板パターンの凹み印を基準にモールドの方向を確認しハンダ付けします。
 ピン数も少ないのでハンダ作業は自体は難しくありませんが、確実にハンダー付けできていないと後の動作確認でトラブルを起こしやすい部分なので、確実に作業を行いたいところです。

 ■部品をハンダ付後、完成したつもりのデコーダ


 ハンダ付は終わりました。次はいよいよ動作の確認をします。まずはモータ動力用のデコーダスケッチ(C言語風で書かれているソフトです)を書き込みます。デコータに書き込むにはスマイルライターのソケットへ差し込ます。電極部分の付け根付近に□○パターンがあってソケットとの方向をあわせて差し込む必要があります。

 ■スマイルライタへの装着

 
 今回の試作品では電極部分にハンダーが盛られて厚みがかさ上げされてしまっているので、ハンダを取り除かないとソケットに差し込めない懸念がありましたが、自分の場合はそのまま差し込んでしまいました。ソケット側の電極がわりとゆるくなっているせいか特に問題ありませんでした。
 次にarduino IDEを起動してデコーダスケッチの書き込みを行います。arduino IDEはあらかじめ環境を構築しておく必要がありますがここでは説明を割愛します。

一点スケッチの書き込み時に注意点があります。必ず書き込み始め1回目はarduino IDEがエラーを起こします。なぜそうなるか詳しい事はわかりません。デコーダの部品実装が不完全な場合もここでエラーをだしますが、エラーの表示内容は違うので慌てない様にします。

 ■書き込みを行う際の1回目のエラー


ここはおまじないと割り切って2回の書き込み操作を行います。

 ■2回目の書き込み操作で完了


 スケッチの書き込みは無事出来たようです。次はいよいよデコーダとモータを繋いでモーターが回るのかどうかを確認します。
この段階では始めてデコーダへ通電するので、基本的な機能確認が目的で簡便なやり方で進めます。まずはNゲージから取り出した廃品モーターをつないで回転するかどうかでデコーダが正常に動くのか見極めていきます。

結果、無事モータは回りました。

 ■モーター用スケッチを書き込んだスマイルデコーダの動作確認


 自分で一からハンダ付けする場合、いつもならモーターが回れはほぼ問題なしと判断しているのですが、このスマイルデコーダは機能別にスケッチを入れ替える事で、ライト用デコーダ、ポイント用デコーダとしても動作をさせることができるので、今回はそこまで確認したいと思います。

以降、各々の機能を確認した動画をご覧ください。

 ■ライト用スケッチを書き込んだスマイルデコーダの動作確認


 ■ポイント用スケッチを書き込んだスマイルデコーダの動作確認


 ハンダー実装の試作品扱いではありますが仕様通りの動作をしていると思うので、この作りこみのレベルなら不安なく使っていけるのではないかと思います。
 次回は実際に車両へスマイルデコーダを組み込んで、連続的な動作でのレビューをしたいと思います。
DCC | 18:27 | comments(0) | - |
DCC スマイルデコーダのレビュー その1
 唐突ですが、しばらくシリーズネタを載せてゆきたいと思います。
 タイトルの通りですが、DCCのデコーダ(通称:スマイルデコーダ)のレビューになります。このデコーダは個人でオリジナルのDCC機器(Desktop Station)を開発されている方から、試作品として提供されたものです。今回の試みとしては、ハンダの実装までを業者に依頼して、ほぼ完成品の状態で供給していただいた点が特徴です。まずはハンダの仕上がり具合を見てみたいと思います。

(表)                                                   

(裏)

ハンダの仕上がりはさすがに綺麗です。
次に自分で手付したものを見比べてみます。

(上が手付けしたもの。 下が今回送っていただいたもの)


自分で手付けしたものと比べると俄然ハンダの仕上がりの差が際立ってみえます。
機能は同じ部品だとは思いますが、各々でサイズの大小に違いがあるのが面白いです。

次回は残りの部品をハンダ付けして、簡単な機能確認をしてゆきたいと思います。
 
DCC | 01:37 | comments(0) | - |

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