スマステ基板、設計始めました。その9 基板到着!

昨週末、仕事から帰ると前触れも無く荷物が届いていました。OCSと言えば、Elecrowからの荷物です。

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時節がら、付属品が同封されてきたかとひやひやしつつ荷物を開けると・・・。

 

 

大きな袋の中、小箱が一つ入っていました。

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箱を開けると、基板は7枚でした。

f:id:har_amc:20180304203625j:plain「ガチャは2枚」と言いますか?

 

 

スマイルワークスのロゴが小さいので、文字がつぶれてしまっていますが、見ればわかるのでOKです。

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これからしばしの間、配線の導通チェックや、部品搭載しての動作確認をしていきます。不足部品の手配もしなくっちゃ。

 

 

とりあえず、コネクタ類を並べてみました。

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出面は概ねOKです。

 

 

 

 

 話は変わりますが、追加で購入した「PIPO X9S」に問題が・・・。

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 日本語が無い!選べません。どうしよう??

 

とりあえず、手持ちの日本語対応版のEMMCクローンを作って、コピーして見ようと思います。

 

 

 

 

「DCCリピーター」その2

「DCCリピーター」の設計中では有りますが、途中の経過をちょこっとお見せしたいと思います。

 

 

ケースは、こいつにしてみようと計画。中華ケースですがルーター用に設えたケースの様です。

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外形は120x120とほど良いサイズなのですが、基板のサイズが100x100では上手い事パターンが引けません。(100x100以下だったら、非常に安く基板製作出来たのに。)

 

 

基板外形は、コネクタ側をぎりぎりまで伸ばして、114x100としています。

f:id:har_amc:20180228093524p:plainケースありきの基板サイズ(結構大きい)なので、機能を盛り込んでしまいました。

 

 

ドライブ回路の基本性能としましてはDSoneR3同等(TB6643KQ使用時)、表示に関しては「見るだけ君」と同様の表示をさせる事を計画しています。(LCDを搭載の場合)

 

その他の基本機能は以下の様に設定しました。

 

・DCC信号入力は、フィーダー(DCC-IN)又はS88-Nの2系統。

 それぞれにスルー端子を設定。(DCC-IN側優先の排他入力となります。)

 ※非選択時のRJ45コネクタは、S88-Nの中継コネクタとして使えるかもしれません。

 

・DC-IN・TRK-OUT及びモータードライバーは2系統分搭載し、同電源又は別電源でのオペレーションに対応。

 片側は12V、もう一方は15Vという使い方を想定しています。

 

・TRK-OUTはスマステ基板と同じく、3種類x2出力を用意しています。

 

 

設計も終盤になって来てはおりますが、保護機能が一部抜け落ちている事に気がつきましたので、追加しておかなければなりませんね。(当初は「見るだけ君」機能のみ搭載予定でしたので。)

 

 

 

「DCCリピーター」

今回は、「DCCリピーター」の提案です。

 

スマステと同時進行になりますが、「スマイルリピーター」なる物を計画しておりますす。

それはいったい何なんだ?と思われると思いますので、以下に解説をしていきます。

 

1.ブースター

DCCブースターと言いますと、コマンドステーションと組み合わせて使用し、コマンドステーションで生成した制御信号を処理し、線路への走行用電源供給と共に制御信号を発信する役割を持っています。現在多くの製品で、ブースターを内蔵したものがコマンドステーションとして存在しています。

 ブースタの使い方と言うと当然、系統の違う線路用として使用出来ますが、その他の使い方は無いかと検索をしていると、某Z○○の取説に図解されていました。ブースターとブースターサークルなる表記が有り、メイントラックを分割するように接続されています。この意味を簡単に言うと「単一トラック上で複数車両が走行している場合等の電力不足を解消する為に、トラックを複数に分離し閉塞区間毎に電力を供給して走行安定を図る。」と言う使い方です。

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当然この場合は、線路に供給される電源・信号の位相は合っていなければなりません。

ロコネット等を通して、同一の信号を元に全ての区間に同位相の電源を供給している訳です。(している筈です。)

 

なるほど。

 

 

2.リピーター

私が以前より必要性を感じている物に、「DCCリピーター」が有ります。(無線関連より拝借した名称です)

「ブースター」ではなく「リピーター」なる物を提唱しますが、大まかに言うと、上記の様な複数トラック(閉塞区間)での使用には対応せず、単に線路等からDCC信号を取得し、そのままオウム返しに信号を再生成し、別系統向けに供給するだけの仕組みをイメージしています。

 

これを何に使うのかと申しますと、以前のTOMIXポイント問題に有るとおり、アクセサリ線路とは別電源(別電圧)化する必要性を感じているからです。当然ながら在線検出(Nucky方式)を採用する際には、おのずと別系列とする事が求められますので、有っても得に不都合はない筈。

ストラクチャー内の照明電源などを個別に供給出来れば、車両走行に支障をきたす事も無くなる事でしょう。

 

効能・利点は

・張り巡らせた線路の、任意の場所からDCC信号を取得する事が出来るので、設置場所を自由に設定できる。

・N・HO・Gゲージなど、推奨動作電圧が違うモデルの混在するレイアウトにおいて、任意の電圧供給に対応できる。また、ストラクチャー用電源として使用する事も出来ます。

・メインとなるコマンドステーションのメーカーを問わず、組み合わせて使用できます。(と考えています。)

・長距離で減衰した(鈍った?)DCC信号を、再度整形して出力します。(DCC信号として認識出来る範囲の劣化に対応。)

 

注意点は

・複数の分割トラック制御用(閉塞区間制御)のブースターとしては使えません。

 元のDCC信号に比べて、多少なりとも遅延が発生して位相がずれる為、同一線路の分割(ギャップ区切り)の制御には使用出来ません。(出来ないと思います。)

 

 

 ※こちらもあやのさんに依頼して鋭意開発中です。

 

 

 

スマステ基板、設計始めました。その8 アートワーク完了、発注へ。

苦節5ヶ月、ようやくスマステ基板のアートワークが完了しました。現状、私は回路・基板の設計能力を有して居りませぬ故、設計はあやのさんに依頼しています。忙しい中まことに有難く感謝いたします。

 

基本回路はDSoneR3を踏襲していますが、標準LDOの他に、5V電源の強化の為にDC/DCコンバータ(ムラタ)をオンボード搭載又は外部DC/DC電源を接続出来る様にしています。

制御入力用にCP2102等2種類のUSB-UART(5V)基板取り付けに対応。X9S用にレベルコンバータ付きのUART接続コネクタを設定。

TRK-OUTには、ばね式ターミナルブロック(ミント缶相当)、分離型ターミナルブロック(BlueBox相当)、KATOコネクタの3種類x2出力に対応させています。それぞれ任意選択可能です。

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部品配置の様子。

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 実験的では有りますが、様々切り替えて使える回路(配線)を盛り込んでいます。配線のチェックは何度もしているので、上手く動いてくれると良いのですが。

 

 

Elecrowでは、100x100mm以下のPCB 5枚で$4.9(SALE価格) + 送料$13.66(OCS/ANA)との事で、2,100円程で基板を製作する事が出来ます。

 自分で設計出来たら、気軽にトライ出来ちゃう価格なんですね。送料の比率が高いので、基板を数種類頼まないと勿体無いと思います。

 

 

 

 

ふるさと納税(壬生町)今年初、記念品追加。

年明け一発目は、壬生町ふるさと納税です。

栃木県壬生町(TOMY)」

 

3種類だけです。

 

 

TOMIX Nゲージ <2219>DD51-1000  <92559>12系客車4両セット(25000)

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TOMIX Nゲージ <2003>SL C57-135 <9517><9516>客車4両セット(35000)

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TOMIX Nゲージ<9163>ED75 0(ひさしなし・前期型)<8724・8725>貨車13両(40000)

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タキ1000の13両は良いかも!

 

 

 

スマステ基板、設計始めました。その7 UART用コネクタ

スマステ基板のUART回路が定まりましたので、今度は基板間の接続に使うコネクタとケーブルの確認に移ります。

 

5ピンx0.8mmピッチのコネクタが必要です。

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事前調査で、JSTのSUR/SUHコネクタでは無いかと目をつけ購入して見ました。

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SUHのコンタクト「SSUH-003T-P0.15」は、AWG28~AWG32に対応していますので、電線はいつも使っているAWG32を使います。

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ご覧の通り、非常に小さいコネクタ及びコンタクトとなっております。

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X9Sに使われているコネクタと比較します。外観細部に多少の差は有るもののほぼ同じに見えます。

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試しに勘合させて見ると、キツさやガタは無く嵌ります。JST同士の方が差込最後のクリック感はしっかり有ります。

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今まで端子圧着に使っていた「ホーザンのP-706」ですが、これでは「SUH」に対応出来ません。

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調査の結果、SUHのコンタクト「SSUH-003T-P0.15」に実績のある、ENGINEERの「PAD-01」を購入しました。

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単品のPA-11を買おうかと思いましたが、SPUのおかげか?楽天ポイントが7000ポイント以上(期間限定分のみで)あったのでセットの方を購入ました。

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今回だけで終わったら、非常に高い買い物ですね。

 

 

この0.7を使って、圧着していきます。

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はっきり言って、この端子・・・、見えんのです。 

試しに端子を一つ切り取って、ダイスにセットしようと思いましたが、セットに手間取り作業になりません。ランナー付きのまま圧着作業を進めます。

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当たり前ですが、コンタクトのセットも楽に出来て作業は捗ります。

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コンタクトをハウジングに挿入する際、ハウジングが割れました。ピンセットの先でコンタクト部分を押しているのですが・・・、割れます、何個も・・・、全敗です。(4個)

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これは、手が滑って思いっきり割れました。(勿体無いので、分裂しない限りは使います。)

 

 苦節2時間、ようやく2本が形になりました。

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 コンタクトは、AWG32~AWG36に対応している「SSUH-004T-P0.15」にして、もっと細い電線にした方が良かったかも知れません。

 

 

大変草臥れました。

 

 

 

 

 

 

 

スマステ基板、設計始めました。その6 UARTレベル変換確定。

久しぶりにスマステ基板を進めています。

 

スマステでは、PIPO X9Sの内部でUART接続する為に、5V-1.8Vのレベル変換をする必要が有ります。最初のTXB0104基板でコケた為、いろいろ試す羽目になってしまっていました。

 

試しに手配したレベル変換基板たち。(I2C用とそうでない物など沢山有ります。)

左から、アリのTXS0102単品(緑:未検証)、アリのTXS0102変換基板(紫)、スイッチサイエンスのレベル変換基板(赤:FET-BSS138使用)、秋月のPCA9306(緑)、マルツのTXB0104(青)、その他写真外でアリのTXB0104単品、TXB0102単品も有り。

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TXB0104は50%成功、TXS0102は全滅(I2C用だからでしょうね)、PCA9306(これもI2C用との事なので未検証)です。

 

 

そして、BSS138は合格!問題無く動きました。

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レベル変換回路は、秋月で購入出来るのでBSS138に決定しました。

 

最初からこうすれば良かったのに・・・。当初1.8Vの表記が無かった為購入せず、対応をうたっていたTXB0104から始めたのが間違いでした。

 

長い道程でした。