PWMパワーパックを使ってHOゲージを動かしてみる

　やはり、モータが大きいとより大きい音が鳴るというのは必然であると思う。そこで、HOゲージを自作のPWMパワーパック「PL」タイプで制御してみる。

　HOゲージはNゲージに比べ、車体の大きさや重量、ギアは大きく異なり、より重厚感のある車体となっている。市販のパワーパックも、大容量タイプのものが多く、特に勾配や多編成での運転時には数A程度の電流が流れる事になる。今回購入した、KATOの165系直流急行形電車3両基本セットでも、カタログ値は12V0.54Aとなっているので、勾配がある場合はさらに電流を消費するはずである。紹介している「PL」タイプのパワーパックは1.5Aのアダプタを用いて、ヒューズは1.3Aで遮断する様に設計してある。この3両だけなら、問題なく制御できる。

　HOゲージをいろいろ調べてみると軽くて安価なプラスチック製と、重量感があり高価な真鍮製の2種類あることを知った。持ってみた事は無いので、どこまでの差があるのか分からないが、思いとそれだけ進みにくくなるので、消費電流も増大する。今回はプラスチック製の車体で実験を行う。

実際にNゲージと比べ、大きな音が鳴っているのかどうか分からないが、車体の大きさがあるので、よりリアルに見える。やはり、HO用に加速率や始動出力の調整が必要だと感じた。

出力回路：Power MOS-FET

制御回路：AVR Mega328P

制御方式：PWM制御(疑似VVVFインバータ制御)

使用電源：12V1.5AスイッチングACアダプタ

保護回路：アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断（1.3Aで遮断）

使用車両：KATO製　165系直流急行形電車3両基本セット

使用線路：KATO製　ユニトラック線路（HOゲージ）

量産型パワーパックを量産中

　以前の記事で紹介している量産型の「PWM電車運転コントローラ」であるが、BLタイプを中心に量産中である。ALタイプとPLタイプはそこまで需要が無いであろうと勝手に判断し、あまり制作していない。とりあえず、ケースをまとめ買いしたので、その分は作っておこう。そろそろ、次の段階へ進みたいが、コントローラの製作は案外時間がかかってしまう。基板に１日、ケース加工に１日、組み立てに１日、時間を見つけては作業をしているので、これぐらいのペースが限界だ。基本設計が完成しており、同じ作業の繰り返しなので、頭を使わなくていいのは楽だ（笑）。

今後の目標を書いておく

①Bトレや鉄コレ用にリニア制御（可変電圧）とPWM制御を用いたハイブリッドパワーパックの製作実験

②HOゲージ用の大容量パワーパック（3A程度）の製作

③鉄道模型をより実車に近づけるための新しいギミックの考案

④ポイントマシンの制御、自動化

⑤ATSシステムの導入（レール型パワーパックを用いた出力遮断システム）

⑥DCCに挑戦する

あくまでも目標なんで（笑）

KATO製車両専用ヘッドライト＆室内灯常時点灯機能付き自作PWMパワーパックの紹介

　以前に、デッドセクションの再現で用いたKATO専用コントローラに改良を加え、ヘッドライトとテールライトは無改造で常時点灯可能に、室内灯は専用の改造を行なう事で、常時点灯に対応し、走行中に消灯することもできる。ただし、他の制御器や純正のパワーパックでは室内灯は一切点灯せず、TOMIX車両に関してはライトユニットの破損につながるため、専用の改造となっている。

出力回路：TA8428K

制御回路：AVR Mega328P

制御方式：PWM制御

使用電源：12V1.5AスイッチングACアダプタ

保護回路：アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断（1.3Aで遮断）

使用車両：KATO製　阪急電鉄6300系

使用線路：KATO製　ユニトラック線路（Nゲージ）

PWM電車運転コントローラ（タイプ「PL」）「電車でGO!コントローラ対応型」

　量産型コントローラのALとBLタイプの紹介は以前の記事で行なった。今回は「PL」タイプの紹介である。基本的な機能や性能はALタイプから変わっていないが、特徴はプレイステーション「電車でGO!」専用コントローラに対応しているところだ。ワンハンドルとツーハンドルの両方使用可能だが、プレイステーション２用のUSBタイプのコントローラには対応していない。私のお気に入りはワンハンドルタイプで重量感と良い、操作性と良い、実車の運転を彷彿させる気分である、と言っても運転した事は無いが（笑）。

　基本的な機能として、常時点灯機能やアナログ操作（ボリュームによる出力直接制御）が可能で、マイコンを使用したシステムを用いているので、擬似的なVVVFインバータ制御を行い、電車のVVVF音を再現することも可能だ。さらに、加速率や減速率の調整や周波数調整機能も搭載し、低周波による超低速運転も可能となっている。

出力回路：Power MOS-FET

制御回路：AVR Mega328P

制御方式：PWM制御(疑似VVVFインバータ制御)

使用電源：12V1.5AスイッチングACアダプタ

保護回路：アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断（1.3Aで遮断）

使用車両：KATO製　阪急電鉄6300系

使用線路：KATO製　ユニトラック線路（Nゲージ）

E231系のVVVF音を鉄道模型で再現する（自作PWMパワーパック）

　特徴のあるVVVF音を聞くとむしょうに再現したくなる。と言っても実車にはあまりというかほとんど乗らないので、YouTubeを見て勉強する（笑）。で、今回はJR東日本のE231系に搭載されている日立製VVVFインバータを再現してみた。特徴は始動時から音程が下がって行き、また上がるというもの。これはドレミファインバータに匹敵する面白さがある。

出力回路：Power MOS-FET

制御回路：AVR Mega168P

制御方式：PWM制御(疑似VVVFインバータ制御)

使用電源：12V1.0AスイッチングACアダプタ

保護回路：アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断（1.0Aで遮断）

使用車両：鉄道コレクション「富山ライトレール(青)」（トミーテック（TOMYTEC）製動力ユニット使用）

使用線路：TOMIX製　ファイントラック線路ミニカーブレール（Nゲージ）

PWM電車運転コントローラ（タイプ「BL」）「ワンハンドルマスコン仕様」

　前回のタイプ「AL」に続いて今回は「BL」タイプを紹介する。大きな特徴はロータリースイッチによるワンハンドルマスコン風の操作でより実車に近い操作と動きを実現している。量産型のコントローラの中で一押しの操作方法と機能を有している。

　

　「BL」の概要を説明する。基本的には「AL」タイプにワンハンドルが付いたもので、常時点灯機能やVVVF音の再現機能を搭載している。さらに、マスコンの加速率や減速率の調整にも対応し、車両やモータに応じた調整が可能である。また、搭載可能なVVVF音や駆動音は5種類となっている。

出力回路：Power MOS-FET

制御回路：AVR Mega168P

制御方式：PWM制御(疑似VVVFインバータ制御)

使用電源：12V1.0AスイッチングACアダプタ

保護回路：アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断（1.0Aで遮断）

使用車両：鉄道コレクション「富山ライトレール(青)」（トミーテック（TOMYTEC）製動力ユニット使用）

使用線路：TOMIX製　ファイントラック線路ミニカーブレール（Nゲージ）

PWM電車運転コントローラ（タイプ「AL」）「京急＆209系ver」

　ここに来てようやく、量産型の自作PWMパワーパックの完成に至った。コントローラの種類は操作方法による分類を行ない、タイプ別に「A」「AL」「BL」「PL」が現在のラインナップである。ここでは「AL」タイプを紹介する。ちなみに「L」は常時点灯機能に対応したもので、TOMIXの常時点灯基板に対応している。「A」タイプの特徴は入門向けのコントローラに多い、つまみ（ボリューム）による出力直接制御である。ごく簡単な操作であるが、動きの調整がし易いため、模型の動きにこだわる人や走行を楽しむ人向けだ。尚、「B」と「P」はそれぞれ、つまみによるワンハンドルとプレイステーション用「電車でGO!」専用コントローラ対応版である。

　では「AL」の概要を説明する。容量は最大1.0A、常時0.8Aを供給でき、車内灯や長編成でも余裕の出力を得られる。さらに、VVVF音を擬似的に再現しており、最大３種類の音を組み込める。今回紹介するのは「京急＆209系ver」ということで、京急新1000形のジーメンス社製ドレミファインバータと京急2100形IGBT-VVVF、JR209系やE217系に搭載されてるGTO-VVVFを再現している。さらに、固定周波数モードを搭載し、50〜約1000Hzまでの範囲で任意の周波数で出力を制御できる。また、常時点灯機能に対応し、調整も可能だ。さらには、モータや車両に応じた、VVVF音の調整を行なうためのつまみを搭載し、汎用性のあるコントローラとなっている。

出力回路：Power MOS-FET

制御回路：AVR Mega168P

制御方式：PWM制御(疑似VVVFインバータ制御)

使用電源：12V1.0AスイッチングACアダプタ

保護回路：アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断（1.0Aで遮断）

使用車両：鉄道コレクション「富山ライトレール(青)」（トミーテック（TOMYTEC）製動力ユニット使用）

使用線路：TOMIX製　ファイントラック線路ミニカーブレール（Nゲージ

デッドセクションの通過と回送シーンを再現（室内灯の改造と常時点灯機能付きPWMパワーパック）

　KATOの白色室内灯を改良し、自作の常時点灯機能付きPWMパワーパックにて室内灯をコントロールしてみる。手始めに、ホームに到着した車両が、回送するシーンを再現してみた。白色LEDを使用したユニットなので、非常に明るく、均一に光ってくれる。さらに、常時点灯機能を備えたパワーパックを使用しているので、停止時や走行中でも明るさは一定になる。

また、白色室内灯のユニットを改造し、室内灯の点灯信号を別に供給することで、室内灯を消した状態でも走行可能となった。室内灯のユニットには改造を施し、さらに、マイコンを使用したPWM制御式のパワーパックによって、より実感のある走行が出来る。

さらに、鉄道模型でデッドセクションを通過する車両を再現してみた。と言っても、ただ走行中に室内灯が消えるだけだが。前述した様に、室内灯へは別系統の信号を送っているため、走行中でも消す事が出来る。改造は行なっているが、DCCは使っておらず、改造費も安く上がる。白色室内灯ユニットの改造は別サイトのブログにて紹介している。

出力回路：TA8428K

制御回路：AVR Mega328P

制御方式：PWM制御

使用電源：12V1.5AスイッチングACアダプタ

保護回路：アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断（1.3Aで遮断）

使用車両：KATO製　阪急電鉄6300系

使用線路：KATO製　ユニトラック線路（Nゲージ）

鉄道模型で吊り掛け駆動音を再現してみる（自作PWMパワーパック）

　旧型電車の吊り掛け駆動式の音を再現して欲しいと依頼があったので、挑戦してみた。さすがに、乗った事も見た事もないので、これで良いのかはさっぱり分からない。もう少し駆動方式を理解した上で、再現した方が良いのかもしれない。

特に、出力が上昇し音が切れるタイミングで、模型の動きが少し遅くなってしまう。モータによって周波数特性が大きく異なるので、調整が難しいので、汎用性のある制御は相当に困難である。

出力回路：Power MOS-FET

制御回路：AVR Mega168P

制御方式：PWM制御(疑似VVVFインバータ制御)

使用電源：12V1.5AスイッチングACアダプタ

保護回路：アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断（1.3Aで遮断）

使用車両：鉄道コレクション「富山ライトレール(青)」（トミーテック（TOMYTEC）製動力ユニット使用）

使用線路：TOMIX製　ファイントラック線路ミニカーブレール（Nゲージ）

レール型PWMパワーパックを作ってしまった

　マイコンを使用したPWMパワーパックを製作したので紹介する。下の写真を見て欲しい。

「って、写真間違えてるよ！！」いえ、そうではなくて、これがパワーパックである。ちなみに、裏面はこうなっている。こうするとちょっとはパワーパックに見えてきたかな？

　さらに基板はこんなふうになっている。コネクタは電源用コネクタ、スイッチは電源用、さらに光学式センサを備えている。使用しているのはPICマイコンで12F683を使用し、モータ駆動にはFET素子を使用している。

　コンパクトだが欠点が多い（汗）。まず、方向切替が出来ないので、一方方向に走るのみ。つまみを取り付けるスペースが無いので、自動運転か光量に寄る制御しかできない。一度レールに接着させてしまうと、プログラムの更新が出来ない。実はレールに収まっていない（厚みが、、、薄い基板は無いものか（笑））。では、実際の動作を見てみる。

動きはまだまだ改良が必要で、自動運転システムも導入したいので、発展に乞うご期待！！（笑）

出力回路：Power MOS-FET

制御回路：PIC12F683

制御方式：PWM制御(発振周波数約240Hz)

使用電源：12V1.0AスイッチングACアダプタ

保護回路：アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断（1.0Aで遮断）

使用車両：鉄道コレクション「富山ライトレール(青)」（トミーテック（TOMYTEC）製動力ユニット使用）

使用線路：TOMIX製　ファイントラック線路ミニカーブレール（Nゲージ）

鉄道模型でVVVF車の空転音を再現してみる「阪急8000系ver」

　今回はVVVF車の空転する時の音を再現して欲しいと依頼があったので、ちょっとプログラムしてみた。鉄道模型（Nゲージ）が空転するときと言えば、車重が軽い、坂道、過編成など色々あるが、今回は実際に滑っているのではなく、滑っている音を再現している。

　AVRマイコンによるプログラムなので、滑っている時の周波数を解析し、それを再現している。出力に応じた周波数を計算しているのでいつも同じ滑り方をする（笑）。これをランダムに発生できればさらに面白いかもしれないが、そこまで空転にこだわっている人が居るのかどうか、、、、。

出力回路：Power MOS-FET

制御回路：AVR Mega168P

制御方式：PWM制御(疑似VVVFインバータ制御)

使用電源：12V1.5AスイッチングACアダプタ

保護回路：アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断（1.3Aで遮断）

使用車両：KATO製　阪急電鉄6300系

使用線路：KATO製　ユニトラック線路（Nゲージ）

明けましておめでとうございます「2010年」

「謹賀新年」

　去年からはじめたこのブログですが、コメントや意見を色々といただき、まだまだ発展の最中です。去年からの読者の方にはお世話になりました。また本年も新しい記事を書いていきたいと思いますので、どうぞよろしくお願いいたします。

　また、ご意見や感想、指摘を頂けましたら、参考にいたしますので、お気軽にメールまたはコメントをお願いいたします。さらに、今まで制作したコントローラの名称や分類、機能が複雑になていますので、それを整理した上で、さらなる機能向上と性能追求を行ないたいと思っています。

　さらには、みんなでつくる鉄道コミュニティサイト 「トレイン・トレイン」にもIDを作っていますので、こちらのブログや掲示板でもお世話になっています。ブログには主に車両の改造や自作パワーパック以外の記事を書きたいと思っています。