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Nゲージレイアウト、はる記念鉄道の製作14 [鉄道模型レイアウト製作]

こんにちは。

部屋を真っ暗にして列車を走らせてみました。
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室内灯つけた車両は 1 車両しかないし、建物などの灯りはまだどこにも組み込んでいないのでこんな光景ですが、暗闇の運転も楽しいものですね。いつか夜景を作りたいな。

今回もマニアックな内容になってしまいました。興味ない方はスルーでお願いします。

ブラウザのコントロール画面に少し機能を追加しました。
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今まで、上図紫の枠で囲んだボタンで加減速を行っていました。例えば加速ボタンを押すと 0.2 秒毎に PWM のデューティー比を 1% 上げていました。しかし、微妙な速度コントロールがしづらかったため、緑枠で囲んだボタンを追加しました。このボタンを 1 回タップする毎にデューティー比が 1% 変化します。ポンポンポン・・・とこのボタンをタップして微妙な速度調整ができるようになり、特に留置線への入れ替えや停車時のコントロールがしやすくなったと思います。欠点はブラインドタッチができないこと、間違って別のボタンをタップしてしまうことがあります。

こちらはポイントを1つずつ転換するための画面です。タップする毎にポイントが切り替わります。
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でも次の画面を作ったら、あまり使わなくなりました。

こちらの画面は、指定したルートをタップすると、関連するセクションやポイントがすべて切り替わるようになっています。
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運転パターンはほぼ決まっているため、専らこの画面で操作するようになりました。セクションやポイントの転換ミスも少なくなりました。

なお「☆初期化」ボタンをタップするとすべてのポイントを分岐側へ転換し、そして直進側に戻す挙動をします。後述するようにポイントは1つずつ転換しますので、バン、バンと聞こえる「音のリズム」で、ポイントがきちんと転換されることを確認します。

そのポイントを駆動する回路ですが、下図の回路で動作させています。全ポイント分書くと面倒なのでポイント2か所分のみを書き起こしました。
(回路図エディタ BSch3Vを使用しています。)
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(注)電気回路は素人ですので論理的な説明はできません。例えばプルアップ抵抗値など適当に決めている部分があります。本レイアウトでは動いていますが、どんな状態でも動くか分かりませんし、これをそのまま使って(そんな人いないか)、事故、不具合等発生しても責任とれませんので悪しからずご了承ください。

ラズベリーパイから I2C 通信で I/O エクスパンダー MCP23017 を通じ、その I/O ポートでフォトリレーを動かしています。ラズベリーパイは 3.3V、MCP23017 は 5V で動作させているので、途中にレベル変換(秋月電子さんで買ったキット)を入れています。

ポイントの転換は電解コンデンサの充放電を使ったよくある構成です。充放電はそれぞれのフォトリレー TLP241A を ON にすることで行っています。またポイントマシンの駆動電源は 100Ω の抵抗を通じて電解コンデンサに徐々に蓄えた電気を使っています。このため、複数のポイントを一気に転換できません。連続して安定して転換するには実験結果より約 0.8 秒のインターバルが必要でした。しかし、分かりやすくするために複数のポイントを転換するのは 1 秒毎の間隔で行うようにしました。

これらはラズベリーパイ上のサーバープログラムの専用スレッドで行っています。この回路だとプログラムのバグなどで分岐側と直進側のフォトリレーが両方 ON になるとショートしてしまうのですが、それは 100Ωの抵抗である程度電流を抑えられるかな。LED はショート有無のモニター用です。

なお、ポイントマシンを駆動する電源は約 20V を加えることになりました。ちょっと高めの気がしますが、回路や配線の問題かポイントマシンの取り付けが歪んでいるのか分かりませんが、すべてのポイントを確実に転換するにはこの電圧が必要になってしまいました。

電動ポイントは 11 ヵ所ありますので、基板に全ポイント分の回路を実装するとこんな感じになりました。
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また、ポイントマシン駆動用の電解コンデンサはレイアウト側へ付けています。分岐側は充電、直進側は放電になります。サーバープログラム終了時には、すべてのポイントを直進側へ戻して(すなわち放電させて)運転終了するようにしています。
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ポイントの制御回路とルートを指定するコントロール画面を作ったことで、運転が楽になりましたね。次は自動制御を行うための列車の通過センサーを考えていきたいと思います。

通過センサーは以前に実験しましたが、フォトリフレクタをレール間に設置し、先頭車など底面に白テープを貼った車両が通過すると反応する方法でいきたいと思います。

こんな回路を作りました。書いていませんが電源電圧は 5V です。
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フォトリフレクタ RPR200 が反応すると、タイマー IC 555 で約 3 秒間、出力が ON になる回路を路盤の下に組み込みます。この 3 秒の間にラズバリーパイ上のサーバープログラムが読み取るようにする計画です。RPR200 の感度を決める緑矢印の抵抗値ですが、自分の手をかざしても反応しないこと、車両の底面のどこに白テープを貼っても反応すること、でいろいろ試した結果、20KΩが最適値になりました。

試作品を作ってみました。
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線路にはこのように組み込みます。
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ほぼ枕木と同じ高さにして違和感ないようにします。RPR200 の最適感度は反射体から 6~8mm のようですが、上記の抵抗値にしたことで車両底面ならどこでも反応しました。

でも、このセンサー 10~20 個を量産するのは面倒だな。

その他、ラズベリーパイをセットした金属ケースに USB コネクターを付けました。ここには無線 LAN アダプタを付けます。金属ケース内だと無線 LAN が使えないため、ケースの外へアンテナを出したかったからです。
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と、ここまで来たところで・・・

部屋の整理を行った結果、少し空きスペースができたので、この期に及んでレイアウトの拡張をしたくなりました・・・というか拡張します。

レイアウトの両端をそれぞれ延長します。こちらは 30cm 延長。
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こちらは 60cm 延長します。すでに土台となるL字アングルを延長しました。
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どうしても入れたかったことがありました。本レイアウトの春兎崎(はるうさき)駅から分岐する非電化ローカル線、春山(はるさん)線の終着駅と想定していた兎野原(うさぎのはる)駅です。本当は別レイアウトとしていつか作りたいなと考えていましたが、それが実現できるのか分かりませんので、本レイアウトに入れておきたかったのです。

拡張することで入れ込むことができるのか、グラフ用紙を敷き、原寸大で検討しました。
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結果、今のところ下図のような形で兎野原(うさぎのはる)駅を追加したいと思います。
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当初の終着駅の想定と異なり中間駅とし、元々の複線路線の運転形態を引き続き楽しめるとともに、この駅を中心に列車を周回できるようにしたいと思います。

これでまた、レイアウトの完成が遅れてしまう・・・というより作っている最中が楽しいのです。(完成しないかも知れないけど)完成した状態を夢見て線路配置を考えるのはいちばん楽しいです。完成時期は未定です。もし早くの完成を期待している方がいらっしゃいましたら申し訳ございません。


★最近のはるちゃん★

気づいたらケージの上へジャンプしていることがあります。
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実はケージの上に人参の葉を置きっぱなしにしていました。少しずつあげようと思っていたのに全部食べられてしまいました。
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お婆さんの背中を借りて着地。元気が良いのは嬉しいことだけど、降りられないのに登らないでね^^
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朝ドライブ、糸魚川方面 2020/06/07 [身近な風景]

こんにちは。

陽が長い季節の早朝ドライブ、この日は糸魚川市へ行きました。
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最初に小滝川ヒスイ峡へ向かいました。
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対岸の大岩壁は全山石灰岩の明星山。すごい迫力です。ロッククライミングの名所としても知られているようです。
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その大岩壁の下の渓谷がヒスイの産地(天然記念物小滝川硬玉産地)です。薄緑色をした石がヒスイの原石だと思うのですが・・・特に左上の大きな石がいかにもそれらしいです。
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ヒスイ峡から流れ出したヒスイの原石は下流の姫川や糸魚川の海岸で見つけることができるため、海岸でヒスイを探す人もいるようです。

高浪の池に立ち寄りました。巨大魚がいるという神秘的な池です。キャンプ場があります。
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昔ここでキャンプをしたことが何回かありますが、明星山をすぐ正面に見ることができる絶好の場所があり、毎回そこを陣取っていました。明星山の大岩壁を仰ぎながらのキャンプは迫力満点だったと記憶しています。

咲いていた花々を見ながら池の周囲を散策しました。
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峠道を通っていると、白馬岳、小蓮華山、雪倉岳など北アルプス北端の山々が見えてきました。
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もっと近くで見たい・・・蓮華温泉へ至る道の途中の展望地、ヒワ平まですでに冬季閉鎖が解除されているとの情報を得ていたので行ってみようと思っていました。しかし、途中の橋が工事中で通行止めとの看板が・・・残念。

平岩駅付近でかわいい気動車を見ました。
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乗車しなくてごめんなさい。
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この後、根知谷の白池、そして海谷渓谷へ行ってみようと考えていましたが、山に雲がかかってきて雄大な山岳風景が見れないので断念し、海沿いをドライブして上越市へ戻りました。

途中、筒石漁港に立ち寄り。個人的にこの古い大きな舟屋のたたずまいが素晴らしいと思っています。
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道路側から見た舟屋の様子も味がありますね。
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風雪が強い地域だけに、ボロボロになりながらよく耐えているものです。一部屋根が改修されていたのを見ると、まだしばらくこの建物を使っていくように思いました。
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漁港に咲く花もいいものです。ハマヒルガオでしょうか。
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おまけです。昨日の夕方、日没を見に再び筒石を訪ねました。

漁港内の舟屋だけでなく、外海に面したこの舟屋群もたいへん趣があり、貴重な存在だと感じます。
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残念ながら太陽はこの後、雲に隠れてしまいました。
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私が住んでいる地域柄「海は北の方角にある」というイメージです。夏至の頃の日没は本当に太陽が北へ沈んでいると錯覚するような光景でした。


★最近のはるちゃん★

夏の定番、ひんやりベッドが登場しました。
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舌を出しているシーンを写真撮ったのは初めてのように思います。
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朝ドライブ、妙高方面 2020/05/30 [身近な風景]

こんにちは。

4 時すぎには明るくなるこの季節の朝の時間がもったいなく、妙高市方面へ朝ドライブに行きました。

まず妙高市上小沢地区で夜明けの妙高山を眺めました。標高 500m に満たない場所にかかわらず、1,500m 位の場所にいるような感覚になる、眺めの良い場所です。
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池の平温泉のいもり池に立ち寄り・・・
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笹ヶ峰高原を訪ねました。
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この日はとても良い天気。
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残雪の焼山、金山などを眺めることができました。
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先日、笹ヶ峰牧場の放牧が始まりました。
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やはり白樺は青空のもとがいいな。
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仙人池を一周。
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水鏡が美しかったです。
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朝の散策は気持ちよいものです。
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続いて、妙高山の向かい、斑尾山方面へ。妙高山が真正面に見える展望地です。妙高山は登る山というより「眺める」山だと感じます。
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斑尾高原、沼の原湿原を散策しました。
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今年はミズバショウの時期はまだ開園されていませんでした。
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今はミツガシワの群落を見ることができました。
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6 月はカキツバタが見られるとのこと。5 月末で見ることができないかなと思いましたが、まだ早かったようです。
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クルマを離れて少しだけでも歩けば、よい光景に巡り合うことができますね。
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地元上越地方を巡る早朝ドライブ(と散歩)、何か新しい発見ができそうに思いました。早起きできればまた行きたいです。


★最近のはるちゃん★

時々様子を見るだけで、すっかり外へ出たがらなくなってしまったな。
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屋内で元気に過ごしてもらえれば十分です。
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関田峠のブナ林 2020/05/24 [身近な風景]

こんにちは。

上越市と飯山市の境にあたる、信越国境の関田峠へ行きました。例年 5 月下旬~ 6 月上旬になってようやく道路の冬季閉鎖が解除され、峠へクルマで行くことができるようになります。
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標高約 1,100m の峠の周辺はブナ林が広がっています。
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まだ谷筋に残雪が残って雪渓のようになったところがありました。
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すでに 5 月下旬ではありましたが、春の風物詩、木の周りだけ雪が溶けた根開きを見ることができました。
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木々の色が太陽熱を吸収して温まるからなど、いろいろな要因があるようですが、雪国の春らしい風景です。
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太陽を浴びたブナの緑色は、とても清々しい緑に感じました。
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続いて関田峠の上越市側、峠のふもとにあった母方の実家で「水源地」と呼んでいた池を訪ねました。ブナの根元や湿地帯から水が湧き出しているところです。
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池の周囲でイワカガミがたくさん咲いており・・・
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また、ミズバショウが咲いている様子を見ることができました。
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そして、こんなに小さな株も。これはかわいらしいですね!
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ところで、関田峠がある信越国境の山脈には、信越トレイルという長大なハイキングコースが整備されています。今後信越トレイルがさらに苗場山まで延長されるようです(当初は今年 9 月下旬に延長予定でしたが延期)。延長されるルートは信濃川を横断し、秋山郷を通ることになると思いますが、どんなルートになるのか興味があります。斑尾山から苗場山へ全長 100km 超えになる信越トレイル、さすがに通しで歩いてみたいとは思いませんが、いろいろな機会に要所要所を歩いてみたいとあらためて思いました。


★最近のはるちゃん★

手足を伸ばしてくつろいでいるはるちゃんです。
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笹ヶ峰 夢見平 2020/05/23 [身近な風景]

こんにちは。

妙高市の笹ヶ峰高原へ行ってきました。
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道路沿いの白樺林が美しいです。
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笹ヶ峰高原は山々に囲まれ俗世間と隔離されたような場所です。広い牧場があり、まもなく放牧が始まるようです。下界は晴れていたので期待して来ましたが、あいにくどんよりした天気になってしまいました。
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夢見平遊歩道を散策しました。
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最初は緑が美しいブナ林からスタート。
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クロサンショウウオの卵だと思いますが、たくさん集まっているとちょっとグロい気が・・・
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清らかな水・・・
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さて、お目当てはミズバショウです。例年 5 月 20 日前後がもっとも良い時期だと思います。しかし今年は暖冬の影響もあって、散策路道中のミズバショウはすでに巨大化し見ごろは終わっていました。こちらの夢見平でかろうじて点々と咲いている様子が見れたと思います。
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代わりに、ニリンソウ、シラネアオイ、リュウキンカなどの花々を見ことができました。
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ぜんまいなども・・・
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本当は青空であって欲しかったのですが、曇天のしっとりとした雰囲気もこれはこれで良かったと思います。
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やっぱり緑の中は、ほっと癒されますね。


★最近のはるちゃん★

今日も元気でありがとう。
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穴ほりのまねごと?が好きですね。
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