SSブログ

Nゲージレイアウト、はる記念鉄道の製作11 [鉄道模型レイアウト製作]

あけましておめでとうございます。

自宅の庭の様子です。
Q1038642.jpg

ご覧のとおり、積雪は 0cm です。
Q1038636.jpg

雪がないのは助かるのですが、12/30 以降、毎日シトシトと冷たい雨やみぞれが降っています。
太平洋側や西日本は天気が良いようですね。分かっているとはいえ、なんでこうも違うのだろう・・・
(最初からグチですみません)

はるちゃんは、天気に関係なく、いつも通りのんびり過ごしています。
QC318605.jpg

ほぼ毎日、拡張へやんぽのサービス。
Q1028635.jpg

野菜食べて、元気に過ごせていますか?
Q1038676.jpg

冷たい雨降りだと外へ出かける気にならず、こんな時こそ、N ゲージレイアウトの製作を進めるチャンスでもあります。以降マニアックな内容ですので、興味ない方はスルーでお願いします。
Q1038659.jpg

上写真のように部屋を暗くし、室内灯着けた車両走らせてニヤニヤしていると、変人に見えるのだろうな・・・

トンネル周りを作っています。
Q1038643.jpg

一部、プラスターをしみ込ませたペーパーを張り付けて地形の下地も作っています。
Q1038648.jpg

煉瓦トンネルは市販のポータルを使っています。天井が高く格好悪いので、ポータル下部を削って、できるだけ天井を下げました。パンタを思いきり上げることはできませんが、なかなかいい感じになったと思います。カーブの関係で横幅が広いのは仕方ありません。

レールメンテナンスを行いやすくするため、トンネル部は完全にはずすことができます。内壁に黒く塗った紙を張り付けて、トンネル内部が極力暗く「不気味」に見えるようにしました。
Q1038647.jpg

メインの複線は、単線 ⇒ 複線になったという想定なので、線増したほうの線路はコンクリート風トンネルにしました。またいろいろなポータル形状にしてみました。適当な市販品がなかったので市販の煉瓦トンネルの形状を参考に、塩ビ板や紙で作りました。
Q1038645.jpg

ここのトンネルもはずすことができます。
Q1038646.jpg

こちらのトンネルは、入り口に落石覆いをつける必要がありそうです。
Q1038654.jpg

トンネル周りが一段落したら、次は道路を作っていく予定です。

さて、コントローラー側も進捗がありました。ラズベリーパイを使って最終的に自動制御をしたいと考えています。そのコントローラーのケースです。
Q1038665.jpg

まず、ラズベリーパイから出力するハードウェア PWM を使って車両用の電源を供給するモータードライバーと各セクションへ供給する電源を切り替える回路を実装しました。
Q1038664.jpg

モータードライバーは TB6643KQ です。出力部にショート検知回路をつけたいのですが、よくわからないので付けていません。TB6643KQ 内部の保護回路に頼っています。別に 12V 電源側にポリスイッチと緊急電源 OFF 用の押しボタンスイッチをつけています。実際に何回かショートさせてしまっていますが今のところ問題ありません。セクション 8 ヵ所分の切り替えはラズベリーパイの GPIO の信号を FET アレイ TBD62083APG で増幅して 2 回路 C 接点のリレー ATX209 で切り替えしています。

なお、基板が 3 段になっていますが、あとの 2 枚にはそれぞれポイント回路とセンサー回路を実装する予定です。

普段、ラズベリーパイは 7 インチタッチモニターの背面にマウントした状態で使用しているため、モニタとモニタスタンドごとケースの四角い穴に差し込みます。
Q1038666.jpg

こんな感じにセットします。
Q1038668.jpg

なお右側にとび出している USB のアダプタは無線 LAN アダプタです。金属ケースに入れると無線 LAN が使用できなくなるので、外出しにしています。ケース側面からアダプタだけ頭を出すようにするなど、あとできちんと配置する予定。

ラズベリーパイでブラウザをキオスクモードで起動し、所定の URL へアクセスすると、タッチ式のコントローラーになりました。
Q1038669.jpg

そのコントロール画面です。現在は暫定です。茶色を多用しているのは、ウチのはるちゃんの毛色をイメージ。
20200104-1.jpg

加速ボタンを押す(クリック、タップする)とラズベリーパイ側で一定時間毎に PWM のデューティー比を変化(とりあえず 0.2 秒毎に 1%)させています。もう一度加速ボタンを押すと惰行になります。減速ボタンは加速ボタンの逆です。停止ボタンは即停止、方向切り替えは停止状態でないと作動しないなどの機構も入れています。通常は PWM 周波数を 20KHz にしていますがスロー運転用に 100Hz にすることが可能です。周波数やデューティー比の変化量は、あとで微調整していく予定です。ボタンを押したときの Web サーバーとの通信は Ajax で行っています。
また線路図を SVG で描いていますが、セクションへの電源供給状態を色分けで分かるようにしたほか、今後ポイントの開通方向、センサーの検知状態なども反映させるようにする予定です。

ブラウザなので、パソコンでも操作できます。まあ、こちらはデバッグ用ですね。
Q1038663.jpg

上写真はボタンを押すたびに、セクションに供給する電源を切り替えることができる画面を表示しています。

現在はブラウザからラズベリーパイの Apache と PHP スクリプトを経由し、さらに UNIX ドメインソケットで、同じくラズベリーパイ内部で動作させる、C 言語で作成した自前のサーバープログラム hmrserver(hmr は Haru Memorial Railway の略)が起こしたスレッドと情報のやりとりをする、という回りくどい方法で行っています。hmrserver は本レイアウトのすべての状態を保持するとともに、pigpio でラズベリーパイの GPIO を制御するなどの役割を担当しています。列車の加減速はそれぞれ独立したスレッドで行っています。

そして念願のスマホで操作可能。
Q1038655.jpg

これ、いいですね。レイアウトの反対側など離れた場所から操作できるのは、自分にとってとても新鮮な感覚。本記事のいくつかの写真は実際にスマホでコントロールしながら撮っています。

ただ、タッチモニタやスマホだと手探りでボタンの位置と状態を知ることができず、操作のたびに画面を見なければならない・・・まあ、何てことはないのですが、実際に操作してちょっと気になりました。

スマホで鉄道模型を操作できる市販品はすでに何年か前から存在するようです。市販品を購入すれば簡単なのですが、本レイアウト専用で総合的にコントロールできるヤツを自分で作ってみたかった。

当然のことながら市販品のように格好よくなく多機能ではありませんし、画面構成は自分のスマホとラズベリーパイのタッチモニタ専用です。ただ内部のプログラムは自作ですので、これから自分でいかようにもカスタマイズしていけるのが楽しみですし、自分自身の勉強になると思っています。

今後やりたいこと。
1.個々のポイントの切り替えができる。
2.特定の経路パターンを選択して、関連する複数のセクションやポイントを同時に切り替える。
3.勾配の始点と終点にセンサーを設置して、自動でスピードコントロールを行う。
4.手持ちの車両毎のライブラリを用意して、選択した車両にあった速度コントロールを行う。
5.センサーを増やして、所定場所で停車、発車ができるようにする。
6.自動で衝突回避する。
7.所定の運転パターン(〇〇周周回したら転線し、〇〇周周回し、出発点に戻る)を 衝突回避しながら 2 本同時に自動運転する。 ← 目標はコレ。

また、特に困っていないのですが、次の改造も気が向いたら行いたいと思います。
1.現在はパソコンやスマホとラズベリーパイ間の通信を家庭内無線 LAN ルーター経由で通信していますが、ラズバリーパイを無線 LAN のアクセスポイントにして直接通信する。
2.Apache を経由せず、ブラウザが本レイアウト専用サーバー hmrserver に直接アクセスする。そのとき WebSocket (が良いのか不明)を使って他のコントローラーの状態やセンサーの状態をリアルタイムで自コントロール画面に反映できるようにする。

などを考えていますが、その前に飽きてしまうかも知れません・・・

新年最初ですので、勢いに任せて夢をたくさん書いてしまいました。長々とすみませんでした。

本年もどうぞよろしくお願いいたします。
nice!(38)  コメント(12) 
共通テーマ:趣味・カルチャー

nice! 38

コメント 12

yamatonosuke

あけましておめでとうございます♪
今年もどうぞよろしくお願いします。
もちろんはるちゃんも~
by yamatonosuke (2020-01-05 01:53) 

yam

遅れ馳せながら明けましておめでとう御座います。
本年も昨年同様よろしくお願いいたします。
by yam (2020-01-05 09:15) 

てんてん

明けましておめでとうございます。
今年もよろしくお願いいたします。
by てんてん (2020-01-05 10:07) 

raomelon

あけましておめでとうございます。
本年もよろしくお願いいたします<(_ _)>
はるちゃん、穏やかなお正月ですね
健康で楽しい一年になりますように♪
by raomelon (2020-01-05 10:27) 

pooh

明けましておめでとうございます。
はる記念鉄道♪すごいですね。今年も記事と、はるちゃんの
元気な姿を楽しみにしています。今年も宜しくお願いします。

by pooh (2020-01-05 11:39) 

imarin

あけましておめでとうございます。
本格的過ぎる電車の趣味ですね。
運転席に小さいカメラ付けて中からの景色を見てみたいです^^
今年もよろしくお願いします。
by imarin (2020-01-05 21:11) 

えすぷれそ

いつも楽しく見させていただいてます。今年もよろしくお願いします。
Nゲージは昭和の時代のコントローラーしか知らないので、スマホの画面で動かせるなんて隔世の感があります。

by えすぷれそ (2020-01-05 21:58) 

kyon

す、すごい、かなり本気ものですね^^
今年もよろしくお願いします。
by kyon (2020-01-05 23:56) 

ぼんぼちぼちぼち

あけましておめでとうございやす。
一枚目のお写真はキウイでいいのかな?
違ってたらすいやせん。
by ぼんぼちぼちぼち (2020-01-06 21:16) 

響

地図をつくる仕事なんてよく聞くけど
これはもう地形をつくってるのでその上をいってますね。
福岡も日本海側なので天気が悪くてなかなかバイクに乗れません。
by (2020-01-11 08:28) 

よしころん

孫台風襲来のためすっかり遅くなってしまいましたm(_ _)m
今年もよろしくお願いいたします。

積雪0㎝にびっくりです!
はる記念鉄道も凄すぎてビックリ!!
by よしころん (2020-01-12 21:45) 

TakiHaru

まとめて返信、すみません。
本年もよろしくお願いいたします。

今日現在も積雪 0cm です。積雪が全くないのと、
冬にキウィフルーツは面白いかもと思って撮ってみました。
このまま積雪 0 で終わることはないと思いますが
とても変な冬です。昔 2~3m積もっていたのがウソのようです。
夏、水不足にならなければよいのですが・・・

はるちゃんは元気ですが、先日軽いうっ滞を起こしてしまいました。
夜にお腹をねじりながら腹這いになり、
ご飯も食べなかったので、ほぼ一晩中背中をさすりました、
その後食欲は回復しましたが、病院に連れていきました。
ブラッシングをさぼっていたことが原因かも知れませんので気を付けます。
また、検査の結果、がんの再発も転移もないとのことで安心しました。

鉄道模型のスマホ操作や自動制御は一昔前は全く考えられなかったことです。
これをハードウェアだけで行うことは私には不可能でした。
ラズベリーパイのような小さなコンピューターが登場し、
ソフトウェアの力を借り、さらにネットでいろいろな情報を
参照できるようになったことで実現可能になったと思います。
とても平凡なレイアウトですが少しづつ形にしていくのが楽しみです。
by TakiHaru (2020-01-13 08:01) 

コメントを書く

お名前:
URL:
コメント:
画像認証:
下の画像に表示されている文字を入力してください。

この広告は前回の更新から一定期間経過したブログに表示されています。更新すると自動で解除されます。