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。
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。
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。
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。
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。）
（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。
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。
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。
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。
線路にはこのように組み込みます。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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^^
部屋を真っ暗にして列車を走らせてみました。
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。
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。
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。
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。）
（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。
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。
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。
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。
線路にはこのように組み込みます。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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^^
Ｎゲージレイアウト、はる記念鉄道の製作１３ [鉄道模型レイアウト製作]
こんにちは。
前回の記事でポイント切り替え回路について書くと予告していましたが、気が変わってゴールデンウィークに行ったことを書きます。
橋台とその周辺の地形を作っていきたかったので、ついにトラス橋を塗色変更のうえ架設しました。
ただし、製作中の破壊防止のため、またレールクリーニングを行いやすくするため、何としてもトラス部分を簡単に取り外せるようにしたかった。
というのも、使用した TOMIX の複線曲弦大トラス鉄橋は長さ 560mm、実際にトラス部分で橋を支えており、トラスをはずすとたわんでしまって、とても橋全体を支えられる状態ではなくなってしまうので、何某かの対策を行う必要がありました。
結果としてトラス部分がなくても列車を支えられるようにしました。
線路が敷かれる橋部分に、針金、または板状や棒状の硬い物を貼り付け、橋を支えることができないか、適切な素材を求めて他の買い物のついでにホームセンターで探していたら、コの字型 8mm x 5.5mm のアルミチャンネルを見つけ、これを使ってみることにしました。
まずトラス橋を分解。
さらに複線部分を真ん中でカットして単線状態にし、アルミチャンネルに挟めるよう、プラを削りました。
アルミチャンネルを２つ背中合わせで接着（プラス、ネジ止め補強）後、単線に分割した橋をコの字部分に挟んで接着しました。
そしてこんな感じに架設しました。
アルミチャンネル自体ガチガチに硬い訳ではなく、手で押すとたわみますし、線路が敷かれたプラ部分を強く押すとプラがバキッと剥がれそうでした。レールクリーニング作業は極端に力をくわえないよう注意する必要がありそうです。
重量級の電気機関車を乗せたところ、数ミリたわむのが分かるのですが・・・
実際に走らせてみると、たわみはそれほど、というか全く気になりませんでした。
下から見上げて、底面のアルミチャンネルも特に気になりません。
漁港脇の小さな湾をまたぐトラス橋は大きな景物になり、レイアウトに迫力が出たと感じました。（ちょっと目立ちすぎる気も・・・）
トラスを別保管した状態で製作やレールクリーニングを行い、運転を楽しむときのみトラスをポンと乗せるという運用が実現できました。
★身近な風景と最近のはるちゃん★
自宅の庭です。
青い空と透き通った緑・・・この色の組み合わせはとても好きです。
今年もたんぽぽの葉をあげることができました。
巨大な物体がはるちゃんの遊び場で昼寝。すごく迷惑なのかも・・・
前回の記事でポイント切り替え回路について書くと予告していましたが、気が変わってゴールデンウィークに行ったことを書きます。
橋台とその周辺の地形を作っていきたかったので、ついにトラス橋を塗色変更のうえ架設しました。
ただし、製作中の破壊防止のため、またレールクリーニングを行いやすくするため、何としてもトラス部分を簡単に取り外せるようにしたかった。
というのも、使用した TOMIX の複線曲弦大トラス鉄橋は長さ 560mm、実際にトラス部分で橋を支えており、トラスをはずすとたわんでしまって、とても橋全体を支えられる状態ではなくなってしまうので、何某かの対策を行う必要がありました。
結果としてトラス部分がなくても列車を支えられるようにしました。
線路が敷かれる橋部分に、針金、または板状や棒状の硬い物を貼り付け、橋を支えることができないか、適切な素材を求めて他の買い物のついでにホームセンターで探していたら、コの字型 8mm x 5.5mm のアルミチャンネルを見つけ、これを使ってみることにしました。
まずトラス橋を分解。
さらに複線部分を真ん中でカットして単線状態にし、アルミチャンネルに挟めるよう、プラを削りました。
アルミチャンネルを２つ背中合わせで接着（プラス、ネジ止め補強）後、単線に分割した橋をコの字部分に挟んで接着しました。
そしてこんな感じに架設しました。
アルミチャンネル自体ガチガチに硬い訳ではなく、手で押すとたわみますし、線路が敷かれたプラ部分を強く押すとプラがバキッと剥がれそうでした。レールクリーニング作業は極端に力をくわえないよう注意する必要がありそうです。
重量級の電気機関車を乗せたところ、数ミリたわむのが分かるのですが・・・
実際に走らせてみると、たわみはそれほど、というか全く気になりませんでした。
下から見上げて、底面のアルミチャンネルも特に気になりません。
漁港脇の小さな湾をまたぐトラス橋は大きな景物になり、レイアウトに迫力が出たと感じました。（ちょっと目立ちすぎる気も・・・）
トラスを別保管した状態で製作やレールクリーニングを行い、運転を楽しむときのみトラスをポンと乗せるという運用が実現できました。
★身近な風景と最近のはるちゃん★
自宅の庭です。
青い空と透き通った緑・・・この色の組み合わせはとても好きです。
今年もたんぽぽの葉をあげることができました。
巨大な物体がはるちゃんの遊び場で昼寝。すごく迷惑なのかも・・・
Ｎゲージレイアウト、はる記念鉄道の製作１２ [鉄道模型レイアウト製作]
こんにちは。
あまり変化はないかも知れませんが、少しずつ製作を進めています。
道路を少しずつ貼ったり、地形の段差を埋めたりしています。
小さな段差や隙間を埋めるのに、何か便利な素材を無いかなと探した結果、紙粘土Kクレイを使ってみました。
紙粘土といってもとてもきめが細かく、小学生の頃に使った繊維質いっぱいの紙粘土しか知らない私は、それとはまったく違う感触に驚きました。ポニョポニョしてマシュマロかチューイングガムのような手触りで触っていて楽しい。隙間に塗りつけるような感じで楽に埋め込むことができました。多少肉やせするため多めに盛り付けたほうがよいようです。また柔らかいので加工しづらいですが他の素材を試すのも面倒なのでうまく使っていきたいです。
その他、レイアウトの現状の様子です。うさぎ駅長「はるちゃん」がいる春兎崎（はるうさき）駅舎はこの建物にしました。
ホームの駅舎側にかつて貨物ホームがあったという想定。ここに保存車両を置き、気分によっていろいろな車両に変えてみたいと思います。
黄色い通運事務所は、はる記念鉄道本社社屋にするつもり。
春兎崎漁港はまずはジオコレの定番物を置いてみました。これだけでずいぶん漁港らしく見えるようになったと思います。
漁港の右側は川と小さな湾があり、湾に沿って船工場、酒蔵、舟屋を設けたいです。そこへ至る橋は、ポニートラス橋を道路用に転用して架けてみたいと思います。
とりあえずいろいろな家をおいてみました。背後に家並みがあるだけでとても雰囲気がでました。
スマホで操作してみました。ぐるぐる周回させているときはいいのですが、特に駅～留置線へ入れ替えするときの微妙な速度調整が面倒に感じました。画面を見るために目線も下がるし・・・
クルマを運転するときにハンドルを微妙に調節しているように、コントローラーのダイヤルを常に手でつまみながら微妙なスピードコントロールを行いたいところです。もう少し方法を考えたいと思います。
さて、ようやくラズベリーパイと連動させるポイント切り替え回路を作りました。こちらについては次回書きたいと思います。
★最近のはるちゃん★
人参の葉を食べさせたく、こんなことを・・・
ゴールデンウィークは、はるちゃんとまったりすることにしましょう。
あまり変化はないかも知れませんが、少しずつ製作を進めています。
道路を少しずつ貼ったり、地形の段差を埋めたりしています。
小さな段差や隙間を埋めるのに、何か便利な素材を無いかなと探した結果、紙粘土Kクレイを使ってみました。
紙粘土といってもとてもきめが細かく、小学生の頃に使った繊維質いっぱいの紙粘土しか知らない私は、それとはまったく違う感触に驚きました。ポニョポニョしてマシュマロかチューイングガムのような手触りで触っていて楽しい。隙間に塗りつけるような感じで楽に埋め込むことができました。多少肉やせするため多めに盛り付けたほうがよいようです。また柔らかいので加工しづらいですが他の素材を試すのも面倒なのでうまく使っていきたいです。
その他、レイアウトの現状の様子です。うさぎ駅長「はるちゃん」がいる春兎崎（はるうさき）駅舎はこの建物にしました。
ホームの駅舎側にかつて貨物ホームがあったという想定。ここに保存車両を置き、気分によっていろいろな車両に変えてみたいと思います。
黄色い通運事務所は、はる記念鉄道本社社屋にするつもり。
春兎崎漁港はまずはジオコレの定番物を置いてみました。これだけでずいぶん漁港らしく見えるようになったと思います。
漁港の右側は川と小さな湾があり、湾に沿って船工場、酒蔵、舟屋を設けたいです。そこへ至る橋は、ポニートラス橋を道路用に転用して架けてみたいと思います。
とりあえずいろいろな家をおいてみました。背後に家並みがあるだけでとても雰囲気がでました。
スマホで操作してみました。ぐるぐる周回させているときはいいのですが、特に駅～留置線へ入れ替えするときの微妙な速度調整が面倒に感じました。画面を見るために目線も下がるし・・・
クルマを運転するときにハンドルを微妙に調節しているように、コントローラーのダイヤルを常に手でつまみながら微妙なスピードコントロールを行いたいところです。もう少し方法を考えたいと思います。
さて、ようやくラズベリーパイと連動させるポイント切り替え回路を作りました。こちらについては次回書きたいと思います。
★最近のはるちゃん★
人参の葉を食べさせたく、こんなことを・・・
ゴールデンウィークは、はるちゃんとまったりすることにしましょう。
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。
ご覧のとおり、積雪は 0cm です。
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。
ほぼ毎日、拡張へやんぽのサービス。
野菜食べて、元気に過ごせていますか？
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。
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。
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。
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。
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。
ここのトンネルもはずすことができます。
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。
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。
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。
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。
こんな感じにセットします。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
自宅の庭の様子です。
ご覧のとおり、積雪は 0cm です。
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。
ほぼ毎日、拡張へやんぽのサービス。
野菜食べて、元気に過ごせていますか？
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。
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。
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。
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。
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。
ここのトンネルもはずすことができます。
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。
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。
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。
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。
こんな感じにセットします。
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。
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。
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。
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。
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。
Ｎゲージレイアウト、はる記念鉄道の製作１０ [鉄道模型レイアウト製作]
こんにちは。
製作を開始して 1 年、ようやくすべての線路を敷き終えました。
レイアウトの地形を少しずつ作り始めています。
厚さが必要な部分は定番のスタイロフォームを、薄い部分はスチレン板を使って、大まかな地形を作っているところです。
本レイアウトで特に気を使っていることは、とにかくレール表面のクリーニングを行いやすくすることです。列車をスムーズに走らせるためにクリーニングがかかせず、クリーニングが楽にできなければ、走らせようとも思わなくなってしまうかも知れない。
（結局は手動クリーニングがいちばんだと思っているので・・・）
そのため、トンネル上など、要所要所でスタイロフォームごとはずして、線路を剥き出しにできるようにしたいと思います。
トンネル出入り口付近もトンネルポータルごと、完全にはずせるようにしたい。試行錯誤しながら作っている最中です。
家並みや道路をどうするか具体的に考えています。本レイアウトは漁港町の風景です。漁港があり、漁港の周りを囲むように段々に家々が建ち、その家々のあいだを列車が走っていく・・・
糸魚川市の能生小泊のようなイメージです。かつて能生小泊の集落の中を非電化単線時代の旧北陸本線が走っていました・・・
そんな風景にしたいです。
それぞれの写真でストラクチャーが中途半端な状態で置いていますが、イメージを考えるために、とりあえず手持ちのストラクチャーを並べているだけです。
漁港集落の家々は筒石集落で見られる 3 階建ての住居にしたいな。
余裕があれば（作ることができたら）、同じく筒石の漁港でみられるような木造の舟屋を置いてみたい。
このような舟屋も雰囲気が出そう。
また、線路が 180度反転している内側は小さな湾を設けますが、小規模ながら丹後半島伊根のような舟屋集落にしたいです。
こんなイメージ。
伊根には海のすぐ脇に酒蔵がありました。いいですね、この雰囲気・・・本レイアウトにも海のすぐ脇に酒蔵を置きたいと思っています。
そして春兎崎（はるうさき）駅前はどうするか・・・
ここは地元高田で見られるような雁木通りにしてみたいと考えています。海のすぐ脇で雁木通りは変かも知れませんが・・・
雁木通りでは朝市が開かれます。そんな様子を作ってみるのも面白いと思いました。
と、まあ、いろいろ妄想していると楽しく、時間がどんどん過ぎていきます。肝心の製作の手がなかなか先へ進みません。
そんなときは、気分を変えて半自動対応の新しいコントロールボックスを作りはじめています。先日作った完全手動のコントロールボックスは、ポイント切り替えや経路選択のスイッチ操作が煩わしく、操作を間違えてショートや脱線させることが何回もありました。やはり切り替え操作は楽に行いたいです。
新しいコントロールボックスの真ん中に大きな角穴を開けました。なんで大きな角穴を？・・・いずれ記事にしたいと思います。
また、普段は埃対策としてレイアウトに大きな布をかけています。地形作ったりストラクチャーを置き始めると、この方法だと破壊しやすくなるので、別の方法を考えなくてはなりません。アクリルパネルで覆う対策をされているレイアウトもあるようですが、そこまで大がかりにできないし・・・
最近の週末はレイアウトのことで頭がいっぱいで、外へ出かける機会がめっきり減ってしまいました。
★★身近な風景と最近のはるちゃん★★
遠くへ出かけないけど自宅近くを散歩・・・柿が実をつけると秋が深まってきた感じがします。
水をはじく葉は何だか面白い。
涼しくなっても、はるちゃんは外へ出たがらなくなってしまいましたが、毎日元気にすごしてくれれば嬉しいです。
製作を開始して 1 年、ようやくすべての線路を敷き終えました。
レイアウトの地形を少しずつ作り始めています。
厚さが必要な部分は定番のスタイロフォームを、薄い部分はスチレン板を使って、大まかな地形を作っているところです。
本レイアウトで特に気を使っていることは、とにかくレール表面のクリーニングを行いやすくすることです。列車をスムーズに走らせるためにクリーニングがかかせず、クリーニングが楽にできなければ、走らせようとも思わなくなってしまうかも知れない。
（結局は手動クリーニングがいちばんだと思っているので・・・）
そのため、トンネル上など、要所要所でスタイロフォームごとはずして、線路を剥き出しにできるようにしたいと思います。
トンネル出入り口付近もトンネルポータルごと、完全にはずせるようにしたい。試行錯誤しながら作っている最中です。
家並みや道路をどうするか具体的に考えています。本レイアウトは漁港町の風景です。漁港があり、漁港の周りを囲むように段々に家々が建ち、その家々のあいだを列車が走っていく・・・
糸魚川市の能生小泊のようなイメージです。かつて能生小泊の集落の中を非電化単線時代の旧北陸本線が走っていました・・・
そんな風景にしたいです。
それぞれの写真でストラクチャーが中途半端な状態で置いていますが、イメージを考えるために、とりあえず手持ちのストラクチャーを並べているだけです。
漁港集落の家々は筒石集落で見られる 3 階建ての住居にしたいな。
余裕があれば（作ることができたら）、同じく筒石の漁港でみられるような木造の舟屋を置いてみたい。
このような舟屋も雰囲気が出そう。
また、線路が 180度反転している内側は小さな湾を設けますが、小規模ながら丹後半島伊根のような舟屋集落にしたいです。
こんなイメージ。
伊根には海のすぐ脇に酒蔵がありました。いいですね、この雰囲気・・・本レイアウトにも海のすぐ脇に酒蔵を置きたいと思っています。
そして春兎崎（はるうさき）駅前はどうするか・・・
ここは地元高田で見られるような雁木通りにしてみたいと考えています。海のすぐ脇で雁木通りは変かも知れませんが・・・
雁木通りでは朝市が開かれます。そんな様子を作ってみるのも面白いと思いました。
と、まあ、いろいろ妄想していると楽しく、時間がどんどん過ぎていきます。肝心の製作の手がなかなか先へ進みません。
そんなときは、気分を変えて半自動対応の新しいコントロールボックスを作りはじめています。先日作った完全手動のコントロールボックスは、ポイント切り替えや経路選択のスイッチ操作が煩わしく、操作を間違えてショートや脱線させることが何回もありました。やはり切り替え操作は楽に行いたいです。
新しいコントロールボックスの真ん中に大きな角穴を開けました。なんで大きな角穴を？・・・いずれ記事にしたいと思います。
また、普段は埃対策としてレイアウトに大きな布をかけています。地形作ったりストラクチャーを置き始めると、この方法だと破壊しやすくなるので、別の方法を考えなくてはなりません。アクリルパネルで覆う対策をされているレイアウトもあるようですが、そこまで大がかりにできないし・・・
最近の週末はレイアウトのことで頭がいっぱいで、外へ出かける機会がめっきり減ってしまいました。
★★身近な風景と最近のはるちゃん★★
遠くへ出かけないけど自宅近くを散歩・・・柿が実をつけると秋が深まってきた感じがします。
水をはじく葉は何だか面白い。
涼しくなっても、はるちゃんは外へ出たがらなくなってしまいましたが、毎日元気にすごしてくれれば嬉しいです。
