「オートキャリブレーター(自動(速度等)設定装置)」について妄想

「S88-N」による自動運転のデモをした事により必要性を感じた物に、「オートキャリブレーター(仮称)」が有ります。現状、異なる車両の混在したレイアウトで自動運転をする為には、共通の停止距離で停車する事が必要になるからです。

 

現在、フジガヤさんの所で、スピードメーターの製作中ですが、発展機材として「S88-N MAG」等の通過検知(区間検知でない)機構を用いて、車載デコーダーを走行させながら自動的にチューニングしてあげようという物です。

 

実例としては、以下の様に考えます。

・周回コースにセンサーを設置します。例えば、通過検知(A:停止開始点)、停止検知(B)、停止検知(C)、通過検知(D:過走)の4個を順に並べます。

 

チューニング手順としては、

1.初期設定 -センサー間距離の設定をする。

  A-B間、B-C間、C-D間を設定。A-B又はA-Cは停止させたい距離とします。

  ※B-C間は、許容誤差の範囲と考えてください。

 

2.チューニング1 -最高速度設定。最高速度をスケール速度で設定する。

 実車速度を設定した後、周回しながらスケール速度を取得し、CV値を増減しながらデコーダーに設定し、測定ー設定を繰り返す。(設定終了後、しばし走行して設定値の±3~5%程度に誤差が収まる程度を目指せば良いと思います。)

 

3.チューニング2 -減速設定。停止指示からの減速特性の設定。(距離・時間)

 Aを通過後、BとCの間で停止する様にCV値を増減させて設定する。「2.チューニング1」と同様に何度も測定ー設定を繰り返します。

 

4.チューニング3 ー加速設定

 自動運転に必要かどうか不明ですが、一応機能として持っておきましょう。

 

 ※運転状況は、室温やモーター温度などの環境に左右されるそうです。また、レイアウトの勾配にも左右されると考えられますので、その辺の誤差を加味してBとCの間隔(誤差)を経験的に設定する事になりますね。

 

考え所なのは、単一線路において同じチューニングを施すと・・・、蒸気機関車と新幹線では最高速が桁違いですが、停止距離は一緒という状況になります。そこは、常識の範囲で運用して頂くと言う事で・・・。

 

 

これを、DSソフトウエアの新機能として実現できるか?その場合「S88-N」や「UART」・「I2C」を使用する事が出来るのか?

はたまた、単体機器で実現するか?数値入力等が必要となるので、青い箱のパネルを少々変えて作るか?それとも、リピーターの箱で、一から専用で作るか?

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一番良い方法は・・・?

 

 

 

 

「DCCリピーター」その5 追加機能実装 その2

今日は、「リピーターモード」の確認に引き続き、「コマンドステーション」モードの動作確認もしています。

 

先ずは、DSoneR3のスケッチを開いて、リピーター同様にピン設定を変更します。

”PinMode”を”A7”から”A1”に変更しました。

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こちらも同様に、”EDC”の数値読み取り部分の変更をします。

”analogRead”の所も”A7”から”A1”に書き換えました。

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DSソフトウエアを開いて、動作確認していきます。

スロットルは中央に設定。ファンクションは、0,2,4,6をONにしておきます。

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テストには車両ではなく、信号チェックに非常に便利な「見るだけ君」を使用します。

モータードライバー(Ach:左)は設定通り50%と、ファンクションは0,2,4,6の表示です。

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モータードライバー(Bch:右)も同様に設定通りです。

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とりあえず、走行については動いているようです。

 

電圧表示の仕様見直しや、ATmega328Pのパッケージ変更など、じっくり考えて基板改版に進みたいと思います。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

「DCCリピーター」その4 追加機能実装

リピーターの基板には、Atmega328P-PUやLCD/OLEDのパターンを設けてあります。これは何に使うかと申しますと、コマンドステーション等としても使える様に考えてあります。

 

全ての部品を実装して、動作確認をしていきます。一部パターンカットとストラップをしています。

f:id:har_amc:20180509234313j:plain思い付きで、LCD(9)ピンからOLED(5)ピン?へ、RST信号をストラップ!

 

 

表示は、DSmainR5から取り外したLCDを、上手い事流用する事が出来ました。

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スケッチは、見るだけ君R4を書き込みしました。

 

 

青い箱を使って、動作確認をします。(写真は、バックライト付きLCD表示が読める様に露出を抑えて有ります。)

 

DCC信号の入力前は「Idle:0」です。左側の電源パイロット(緑LED)のみ点灯しています。

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LOC Controlモードに入ると、DCC信号を検知して、Ach/Bchの赤LEDと間の緑LEDが点灯します。表示は「Idle:117」です。

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試しにスピードを8にすると、表示は「78%」となっています。1では「9%」4では「39%」となっています。

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これで「リピーターモード」の動作確認が出来ました。

(DCC入力側の入力です。S88-N側の動作確認はまだです。)

 

現在「見るだけ君」機能については制限事項が有りまして、電圧表示は機能していない様です。これは電流センサーに依存するのかな?電流センサーは積んでいるのですが、接続ピンを変えて有るため機能しないのかもしません。

 

 

*****以下加筆

 

回路図とにらめっこして、スケッチを修正しました。

 

先ずは、ピン設定を変更します。

”PinMode”を”A2”から”A1”に変更しました。

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続いて、電圧変換の数値読み取り部分の変更をします。

”analogRead”の所も”A2”から”A1”に書き換えました。

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コンパイルの後書き込みまで問題無く出来ました。

 

 

試運転成功です。ただし、この数値は回路構成により、モータードライバー(Ach:左側)の電源電圧の数値となっています。

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無事、電圧表示させる事が出来ました。

 

 

この数値の読み取り位置をどうするか?考えています。

DCC入力、モータードライバー(Ach/Bch)をソフトウエア切り替えとするか?物理的にSWで切り替えるか?何が正解だろうか?

ソフトウエアにすると、DIPパッケージ(28ピン)のATmega328Pではピン数が足りません。パッケージをQFP(32ピン)とすれば、空きピンが増えるので対応が出来そうです。

 

 

 

鉄道模型市2018で デモ出来ました。(加筆あり)

本日、鉄道模型市2018にDCC電子工作連合の一員として出店(出展)して来ました。

 

レイアウトボードは、20分程度で組み立てを終えることが出来、試運転も滞りなく済んで実に好調な滑り出しです。

現場にて、S88-N在線検知を利用した簡単なスクリプトを設定し、自動運転のデモも行いました。

 

*****以下加筆

機器構成は、

1.DSソフトウエアを動かす為のノートPC。(本来はスマステを使用する予定でしたがシリアル不調により代役を立てました。)

2.「スマステ基板」:USB-シリアル変換基板を介して、コマンドステーションとして使用しました。

3.「リピーター」:内回り・外回りの「線路及びポイント」を個別のモータードライバーにて駆動しています。(リピーターについて

4.「S88-N GAP」:内回り・外回りそれぞれに設置。一周を10区間に分けています。(片ギャップ式)

5.「S88-N MAG」:外回りのみに設置。上記「GAP式」の区間内に、10箇所設置しています。(マグネット式)

*****

f:id:har_amc:20180430230717j:plainスクリプトの設定方法を教えて頂き、スクリプトのさわり程度はわかった気がします。(概念がわかりました。)これから、勉強していきます。 

 

走行風景はこんな感じ。 

外回りの183系0番台は「S88-N MAG」を使用して、画面下カーブの「マグネットセンサー:緑基板部分」を通過したら停止します。内回りの京急2100形は、ギャップ式在線検出を用いて、左右のカーブ出口区間に入ったら停止します。 

*****以下加筆

停止位置がずれていたり、周回毎に微妙なズレが生じるのは、スクリプトから停止指示するタイミングと車載デコーダーの減速特性による誤差の為です。 当然、この停止位置の調整をする為には、スクリプト上での停止タイミングの設定や、車載デコーダーの減速特性のチューニングが必要になります。

単一車両での周回運転でしたら、スクリプトデコーダー双方のパラメータをチューニングする事が出来ますが、異種・複数車両の走行の場合には、現状スクリプトの設定を変更するのは避けて、車載デコーダーのみの減速特性で調整する事になります。(スクリプトの停止指示からの停止時間を、車両全て統一する必要が有ります。)

この問題を解決する為には、単に「車両が居るよ」では無く「この車両が居るよ」という検出機構を用いる事が必要になって来ます。車両が判れば、スクリプト側での停止タイミングを調整する事が可能になります。

今後の開発に期待しましょう!

*****

 

撤去も15分程度で出来て、快適なデモ環境を整えることが出来たと思います。

但し、運搬は快適では有りません。車で運びたいと思う今日この頃です。

 

 

5月8日内容修正・加筆。

「DCCリピーター」その3

しばらく音沙汰の無かった「DCCリピーター」ですが、密かに試作まで漕ぎ着けました。

 

とりあえず、本命のリピーター機能のみ動く様にして有ります。

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こちらは、スマステESで撮影です。

 

 レイアウトの方は、「S88-N MAG」の動作に問題が有り、右往左往している間に、スマステ自体のシリアル通信障害が発生したりと極めて危険な状態です。

復旧できるか判らない状態です。基板展示も兼ねて、USB経由の外付け基板で何とかならないかと試行錯誤している所です。

 

※レイアウトのうち、片ギャップ式在線検出及びポイント操作は、特に問題無さそうです。

この様な状態で準備時間が十分に取れませんので、デモについては凝った事せずに在線検出の実際(車両走行と在線検出を画面で見る)と、リピーターの機能展示程度と考えています。

 

 

 

デモ用レイアウトでも作るかな。 その6

土日で仕上げないとなりませんので、まだまだ作業をしています。

 

銅板を5x20mmに切り出し、適当に曲げてフィーダーを仕立てました。少し柔らかい材料なので、力を掛けると直ぐに変形してしまいますが、そっとしておけば何とか通電していてくれます。 

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レールとマグネットセンサーを仮固定し、木工キリでボードの穴あけをして行きます。

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マグネットセンサー取り付け部とギャップ部分が同じ所に無い為、細かいレール(30度)が余分に必要になりました。60度のレールが3種類(R103、R140、R177)6本ずつ転がっています。450x600の3重オーバルレイアウトが作れそうです。 

 

 

駅部分は、5連の穴あけです。今日の所は合計22個の穴を開けました。

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ポイントとセンサーのケーブルを穴から下に下ろしました。非常にすっきりしました。

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TOMIXのポイントは、完全選択式ですので注意が必要で、非選択側への給電が出来ません。駅部分についてはの両側にコモン線を接続しないと成りませんので、単線毎に4本の配線をしています。

 

 

 その後、 s88-N Train Detectorの配線を接続して、試運転をして行きます。 こんな感じに、上手い事動いてくれています。1周を1~5と9~13までの10区間に分けています。

何とか、S88-N Train Detectorの試運転まで漕ぎ着けました。

 

 一部、配線長を間違えている所が有りまして、修正が必要になりました。

少し大きめの穴あけは、朝から作業します。

 

 

 

 

ふるさと納税(壬生町)記念品追加。

4種類追加されました。 

 「栃木県壬生町(TOMY)」

 

 

TOMIX Nゲージ レールSTEP2セット【数量限定】(30,000)

複線セットとパワーパック2種のセットです。

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TOMIX Nゲージ E235系通勤電車(山手線) 11両 室内灯付【数量限定】(46,

000)

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TOMIX HO EF81-133・24系客車 基本4 増結3【数量限定】(120,000)

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TOMIX NゲージEF81・24系日本海JR西日本 基本 室内灯付き【数量限定】(30,000)

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