デコーダー書き込み端子の検討 その3

前回、「デコーダー書き込み端子の検討 その2」として、サウンドデコーダーの書き込み装置でポゴピンを利用する検討をしておりました。各所で動作報告が上がっているので、すでに書き込み装置が使えている事はお分かりだと思います。

 

今回は、手元に書き込み装置とデコーダー試作品が揃ったので、嵌合状態を確認していきます。

先ずは書き込み装置形状から。MTC21用の1.27ピッチのピンヘッダ及びNEXT18コネクタを基準に、書き込み用USB信号を接続する為のポゴピンを、それぞれに3本づつ配置しています。

それぞれのデコーダーの設計において、制限事項や優先度の違いからこの様な違いとなっています。どちらが正しいとかではなく、ポゴピンに対する応力や、それぞれの機能の差異等を十分に検討した上で、取り決めしています。

 

 

2枚の基板を使う事で、ポゴピンの突き出し長さ(高さ)を調整しています。双方デコーダーの高さがポゴピンのストローク範囲に収まったので、一体化する事が出来ました。

 

 

NEXT18の方はコネクタの脇にポゴピン用のPADが配置されています。

 

 

MTC21用はコネクタから離れた反対側にPADが配置されています。現状ポゴピンのバネが強いので、少々問題?(後述)となっています。




通電しないお約束で、双方のデコーダーを同時に装着してみます。

ばねが強いので、NEXT18の方が飛ばされないか心配でしたが、とりあえず保持されています。

 

 

横から見ると、コネクタ軸上にポゴピンを配置したNEXT18の方は、想定通り水平を保っています。

 

 

ところが、MTC21の方はコネクタから離れているので、(こちらは)想定通り傾いています。これについては、20gのバネの物を採用する事で、おおよそ1/4の強度になる為、許容範囲に収束するであろうと考えています。梃子(レバー比)は存在する為、理論上傾き0にはなりませんが。

デコーダーの取外しに関して、NEXT18については、基板を傾ける事で容易に取外し出来ますが、MTC21についてはピン数が多い為引き抜きに少々力がいります。ファミコンのカセットイジェクト装置の様な機構が出来れば良いのですが、部品やパターンを剥がす確率がほぼ100%なので、あきらめましょう。

 

 

現状、MTC21及びNEXT18のデコーダーに特化した書き込み装置となっていますが、PluX22のデコーダー開発が決定していますので、C基板サイズに3種類のコネクタを載せる形になるかもしれません。また、それぞれに単独の書き込み装置になるかもしれません。

ポゴピン保護用に、上面のアクリル4方枠を考えていたものの、取外しの問題が有るので付けられない可能性が高いですね。

もっと余裕のあるサイズにすれば枠を取付可能となりますが、この辺が各コネクタ単独の書き込み装置になりうる理由の一つです。

 

 

コネクタ取付の精度が、ポゴピンの接触具合に直結する為、1.27ピッチのピンヘッダはSMD品からリード品に変更の上、スルーホールサイズも誤差を小さく調整します。NEXT18コネクタについては、実装済での提供になる予定です。

 

 

 

Raspberry Pi Pico使用の便利ツールを作ってみた。(オシロスコープを作りました。)

暫し間が空きましたが、今回は4月20日に到着した基板のうち下の基板を使って何かを作ります。

Twitterで発見した、Raspberry Pi Picoをエンジンに使ったオシロスコープを作ってみました。画面表示はAndroid携帯を使いますが、接続には「OTGケーブル」を使う必要が有ります。

 

Raspberry Pi Pico、レベルコンバーターとロータリースイッチ(4ch)、その他入出力コネクタ等を付けてあります。

DIP基板の部品はロジアナ用の5Vと3.3VのレベルコンバーターRaspberry Pi PicoのUSB下に切替スイッチが有ります。ロータリースイッチはオシロのゲイン(x1/x10/x100/GND)の切替に使います。

 

そして出来上がりです。2チャンネルのオシロスコープ(最大200kHz?)と8チャンネルのロジックアナライザーの機能を持っています。

内蔵のジェネレーターを使ってテスト信号を出力出来るので、プローブを接続してテストしてみます。ジェネレーターは、100Hzから1・5刻みで500kHzまでと、1.25MHzの出力に加え任意の周波数が設定出来ます。

 

1kHzは綺麗な波形が出ています。

 

5kHzも概ね綺麗な波形が出ています。

 

10kHzも何とか矩形波を表示している様ですね。

 

 

ところが、50kHzとなると矩形波とは言い難い波形となってしまっています。当機ではこれ以上は無理そうですね。

使った機材の質が悪い?のとアナログ回路の心得が無い者が、適当な配線をしたのでこうなったのでしょうか?

 

DCC信号の範囲、30kHz程度までなら実用範囲では無いかと期待して、実際に「DS HACX R4」基板の出力を見てみました。

問題無く、波形を確認する事が出来ました。Freq数値はおおむね4~8kHzの間を表示しています。

※応用するには、androidとの通信など詳細解析が必要になりますが、DSソフトウエア内のツールとしても使用可能では無いでしょうか?

 

 

 

次に、ロジックアナライザーの方も、動作確認してみます。黒にはGND(オシロスコープのGNDとは別の普通のGND)、白にテスト信号が出ています。

 

 

 

とりあえず、1kHzの信号ですが全チャンネルのサンプリングは出来ています。

 

5kHzでも大丈夫。(上と同じ1ms/divで表示)

 

500kHzもOK。

 

 

1.25MHzでも問題有りません。(上と同じ1us/divで表示)



オシロスコープの質はともかく、システム全体の動作自体はしています。

 

 

 

 

HACX Std S/SXの製作 その5 スタンダードSX(HACX R4改造済)を再改造する。

今回は、HACX R4.1(スタンダードSX改造済の物)を、HACX Std SXに再改造していこうと思います。

 

DesktopStation社より送られて来た、純正改造品を再改造していきます。

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一旦バラします。ケーブル類はそのままでも大丈夫でした。長さが足りない場合は付け替えが必要です。

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ゲタボードとの接続には、ピンソケット・ピンヘッダを用います。

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OLED用の4ピン、スイッチ用の単ピンを7本取付していきます。

 

 

ゲタボードの下側とHACX R4基板の上側を繋ぎます。

f:id:har_amc:20220418003446j:plain今回は、試作基板が有るので治具として使っていますが、一般にはどちらもフリーの状態で2枚の基板を組み合わせる「修業」となっています。

 

 

ピンソケットが付きました。

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ピンソケットの捻じれが動作不良の原因になっていそうなので、別のペアから基板を持って来た時には注意が必要です。スイッチを連打した様に誤動作する(チャタリングか?)事が有りました。

 

 

R4基板から、ゲタボードにRUN-LEDとリセット信号を接続します。

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ゲタボード上のR1:1kΩ及びR2:6.8kΩを取付します。

 

 

2.42インチOLED側に、ロープロファイルのピンソケットを取付します。

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OLEDについてる抵抗(100kΩ)とセラコン(0.1μF)は基板に取り付けする様になっています。

 

 

ピンソケットのモールドを端部までずらしておきます。

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ラジオペンチで1本ずつピンソケットに差し込んでから、半田付けします。

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下ケースの円錐状のボスは、組み立て時に干渉するので適宜(10mm程度)切り取ってください。但し根元から切り取ると底部に穴が開きます。

 

 

OLEDの表示も問題無く、試運転は良好です。

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※基板の切り欠き(画像右下寄り)を忘れずに。

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固定穴は、アクリルパネルをガイドにして3.2mmのキリで開孔します。

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ズレを直したい場合も多少の長穴(楕円)なら大丈夫です。多少穴が大きくなってしまっても、薄手のワッシャを下側に挟めばリカバリー可能です。

 

 

試作のデザインシートを挟み込み、組み立てします。

f:id:har_amc:20220418004029j:plainデザインシートで隠れる部分については、ドリル穴が半分残っている等、造作に多少難が有っても見えなくなるので仕上げは中庸で大丈夫です。

自己満足のいく範囲で加工してください。

但し、OLED部分の逃げと、表面凹凸の払い落としは、確実に行ってください。

 

 

組み立て完了です。

f:id:har_amc:20220418004209j:plainデータの処理が不足していた為、デザインシートは不完全な意匠となっていますが、各部開口位置の確認は出来ました。

 

POWERのLEDが明るすぎなので、違う物に変更する予定です。




ふるさと納税(壬生町)記念品追加。

栃木県壬生町ふるさと納税記念品が、2つ追加になりました。

 「栃木県壬生町(TOMY)」

 

 

Tomix 国鉄 103系通勤電車(新製冷房車・カナリア)基本セット 4両 室内灯装備済(50000)

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Tomix JR 103系通勤電車(JR西日本仕様・黒サッシ・オレンジ)8両 室内灯装備済(100000)

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ふるさと納税 追加(鶴ヶ島市)

新年度が始まり、鶴ヶ島市ふるさと納税の記念品が追加されました。

  埼玉県 鶴ヶ島市(KATO)

Nゲージ8種類です。

 

 

 F009-22 Nゲージ[裏方も務める万能機関車。EF210 300番台(動力付き)](30000)

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F010-22 Nゲージ[今や貴重なボンネットスタイル。DD51 800番台(動力付き)](30000)

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G016-22 Nゲージ[首都圏を北へ南へ。E233系京浜東北線線路セット](50000)

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G017-22 Nゲージ[北の大地の通勤電車!731系〈いしかりライナー〉(動力付き)](50000)

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G018-22 Nゲージ[「貴婦人」と呼ばれた流麗なる名機。C57蒸気機関車(動力付き)](50000)

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H014-22 Nゲージ[走る世界遺産レーティッシュ鉄道展示セット(動力付き)](70000)

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J007-22 Nゲージ[令和を駆ける昭和の名車。D51線路セット](100000)

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K001-22 Nゲージ[進化の先の究極へ。N700S新幹線「のぞみ」展示セット](150000)

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ふるさと納税(壬生町)記念品追加。

栃木県壬生町ふるさと納税記念品が、2つ追加になりました。

 「栃木県壬生町(TOMY)」

 

鉄コレ 東武日光軌道線100形 103号車(組み立てキット)(14000)

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ナローゲージ80 猫屋線「やまねこ」キハ181・184(組込済)(24000)

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HACX Std S/SXの製作 その4

HACX Std S/SX基板には、付加機能を付けてあります。

 

HACX R4キットには、0.96インチのOLEDがセットされていますが、50を越した「ロウガンズ」にはよう見えんのです。そこで、1.54インチのOLED程度まで拡張出来ればと考えて、基板にゲタボード機能を盛り込みました。

 

HACX Std S/SX基板の下部にぶら下る様に配置します。(画像は旧基板)

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タクトスイッチやOLED用I2C配線等の信号をピンヘッダ/ソケット経由で接続します。

 

 

組み立てには、集中力と忍耐力が必要です。ピンヘッダもしくはピンソケットを鉛直に調整し、向かい側のスルーホールに入れる必要が有ります。1本ずつ付けて行けば時間は掛かりますが、作業は楽かもしれません。f:id:har_amc:20220306222755j:plain

また、ピンヘッダ/ソケット経由で接続出来ない、RUNのLED配線とリセット配線は適当な線で双方基板を接続します。



注意事項としては、スタンダードSのAC/ACアダプターを使う場合は、HACX Std S/SX基板上の電源回路(ブリッジ回路共)を使う必要があります。(画像右上部のLDO、電解コンデンサ2種、セラミックコンデンサ2個、ダイオード1本と、移植した4本のダイオード

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スタンダードSXを流用する場合で、純正AC/DCアダプタ又は一般互換品AC/DCアダプタとφ2.5-φ2.1変換ケーブルを使う場合は、HACX R4基板上の電源を使用すればOKです。

 

 

HACX R4基板はケースの固定用ボスに接触する為、一部切り取りが必要です。(画像右下:TB6643KQの脇の固定ビス穴付近)

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アクリルパネルを被せて、上ケースと共にビス止めします。コネクタ類を元の位置に戻し、下ケースを取り付ければ完成です。f:id:har_amc:20220306223538j:plain

試作機はオリジナルのブラウンスモークのアクリルを削り出していますが、一般向けには、クリアアクリルのパネルにデザインシートを挟む仕様となっています。窓開口が無いので異物の侵入を気にしなくて済む良いデザインだと思います。

 

 

恐らく、1.54インチの大きさが有れば「ロウガンズ」の一員は概ね見える様な気がします。これが見えなくなる未来は想像したくない・・・。

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大きいのが正義だ!という事で、2.42インチが良ければHACX R4流用のゲタ仕様ではなく、オリジナルを使って頂く方が安心です。

2.42及び1.54のOLEDはピン仕様によって動いたり動かなかったりするので、現状のOLEDの配置には納得出来ない所が有りますが、一応機能はする事が確認できました。

どうせ基板の修正はしなくてはならないので、1.54インチはゲタボード専用としてしまう方が良いかもしれませんね。(おそらく2.42ばかりで、需要が無いと思われます。)

 

 

 

最後におまけ画像を一つ。

f:id:har_amc:20220306230205j:plain暗闇に浮かぶ、光るコマンドステーション。