PWM制御と平滑化

　複数の列車がＰＣからのプログラム制御で
動くようになったが、問題点が１つ残っている。

　それは電気的なつなぎ目（線路の電気ギャップ）を
列車が乗り越えるときに列車の速度が低下してしまう
ことだ。

　この原因は電気的なつなぎ目の両側で（説明の都合上
左側と右側と呼ぶことにする）電流が増えたり減ったり
するタイミングがずれるからである。

　電流を間欠的に流すことを繰り返すPWM制御を
左右別々のタイミングで実行しているのでこれは
しかたのないことだ。

　このため列車は速度が低下してしまい、ぎくしゃくした
動きをしているような印象になっている。PWM制御をした
結果をそのまま線路に流すのではなく、もうひと工夫が必要だ。

　解決するアイデアは２つ。

（１）電流変化の平滑化をするための（コンデンサー＋抵抗）を入れる方法
（２）ＦＶ変換といってパルス信号パターンを直流電圧に変換
するための（オペアンプ＋コンデンサー＋抵抗）を入れる方法

　動作素子が多くなれば故障の確率も増えていく。
素子が少ない（１）をまずためしてみて、だめなら（２）にしよう。

　

本番用の路線と電気配線ができた

　本番用のレイアウトの路線工事とと電気配線をしたよ。

　さらに本番用のレイアウト上で列車通過センサー用試験プログラムを
動作させて、きちんと16個のセンサーが機能することを確認した。

　また、本番レイアウト上で分岐線路がきちんと切替動作する
ことを確認した。

　３日前からは本番用レイアウト上でどのようなシナリオを動作
させるのかを１５個のモードに分けて紙ベースで設計開発をおこなった。
これをもとにプログラムの実装をおこなうようにしよう。


＝＝＝＝＝＝＝進捗まとめ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
（１）動作試験用プログラム
　　（OK）ア、列車速度調整試験用プログラム
　　（OK) イ、ポイント動作試験用プログラム
NEW!（OK）エ、列車通過センサー試験用プログラム
NEW!（取りやめ）ウ、アクセサリー動作試験用プログラム

　アクセサリーというのは信号機や駅での案内放送等
を想定しているのであるが、実装はしないままでver1完成
とすることにします。


（２）動作本番用プログラム
NEW!（20%）ア、円形路線と列車通過センサーを使った列車の発進・停車シナリオ
　　（未着手）イ、外回り・内回りの２列車と駅を使った待合発進・停車シナリオ
　　（未着手）ウ、ポイントと引き込み線を使った列車の入れ換え操作シナリオ
　　（未着手）エ、立体交差付きの鉄道レイアウト上での総合シナリオ

　２日前より動作本番用プログラムの開発を始めました。
現在は初期設定をきちんとレイアウトに実行させることも
できていない状態です。
　まずは単純なシナリオを動作させることから始めます。


==================================
３、Ｎゲージ線路の敷設
==================================
（１）試験用レイアウト
　　（OK）ア、敷設計画図用のフリーソフトを調査してインストール
　　（OK）イ、敷設計画図の作成
　　（OK）ウ、Ｎゲージ線路および配線電線の準備
　　（OK）エ、線路の敷設と電線の配線
NEW!（とりやめ）オ、動作試験内容の整備
NEW!（とりやめ）カ、動作試験

（２）本番用レイアウト
　　（OK）ア、構想の整理
　　（OK）イ、敷設計画図の作成
NEW!（OK）ウ、Ｎゲージ線路および配線電線の準備
NEW!（OK）エ、線路の敷設と電線の配線
NEW!（50%）オ、動作試験内容の整備
　　（未着手）カ、動作試験

　本番用レイアウトを着手できる環境が整ったので
試験用レイアウトを取り壊して本番レイアウトでの
試験をすることにしました。

再設計したくなる衝動とのつきあいかた

　鉄道模型を作って自動運転する楽しい作業の途中なの
であるが、新規に試してみたい部品や回路が登場したり
一度決断した内容に対して再設計したくなる衝動が
多くなってきた。

　これは何かを完成させようとすることを邪魔する
ちょっと悪い兆候である。どう対処するか。　

　今回は衝動を抑えることにしよう。

　どんなことをやりたいのかを書いておき、これらは「後で
再開できるようから今はやらなくていいよね」というふうに
自分を納得させておくようにしよう。

　これらの衝動を抑えないと先に進まないからね。

　もちろん「好奇心が衰えないのはいいこと」「気ままに
やるのは楽しいこと」は理解しつつ衝動を抑えるのです。

　以下は衝動の内容（笑）です。いつのまにか６つもあるぞ！

==================================
０、衝動的に着手した内容の作業
==================================
（１）Ｃｄｓ回路の試験をしたい！

　目的：Ｃｄｓを使った列車通過用センサを作ろうとしている。
　○素子は購入した
　○典型的な回路図の勉強は終わった
　×実験用回路は着手していない。動作試験もしていない。
　×実装していない

（２）可視光センサの基板作成をしたい！
（2010-11-05追加：この配線は最終的に必要であるので衝動リスト
ではなく作業リストへ入れ完成させました）
　
　目的：可視光センサとＬＥＤで列車通過用センサを作ろうとしている。
　○素子は購入した
　○実験用回路はでき動作試験も終わった。
　×実装していない（予定８個中、あと８個）

（３）センサー用配線を完成させたい！
（2010-11-05追加：この配線は最終的に必要であるので衝動リスト
ではなく作業リストへ入れ完成させました）

　目的：センサ用の配線を作ろうとしている。
　（単なる配線と思ってなめていたらハンダ付けの難易度が高くてびっくり！）
　○素子・配線材は購入した
　○実験用回路はでき動作試験も終わった。
　×実装していない（予定８個中、あと８個）

（４）フォトカプラリレー素子を試したい！

　目的：模型のポイントや列車から発生するの電気的なノイズを
　マイコン側と切り離すためにフォトカプラリレーを使おうと
　している。　

　○素子は購入した。
　○典型的な回路図の勉強は終わった
　×実験用回路作成は着手していない。動作試験もしていない。
　×実装していない

（５）大型電解コンデンサを試したい！
　目的：分岐線路ポイントを単安定マルチバイブレータ回路ではなく
　大型電解コンデンサで駆動しようとしている。

　○素子は購入した。
　○典型的な回路図の勉強は終わった
　×実験用回路作成は着手していない。動作試験もしていない。
　×実装していない

（６）コイルリレー素子を試したい！
　目的：大型電解コンデンサを動作させるための回路のスイッチを
コイルリレーで作れば12V・1Aくらいの大電流を5V・10mAくらいの
小電流で扱えるようになる。

　○素子は入手した。（他の回路からひっぱがした）
　○典型的な回路図の勉強は終わった
　○実験用回路作成・動作試験が終わってコイルリレーが単体であつかえるようになった。
　×実装していない

　いやー、衝動的にやりたいことがわきあがり、勢いあまって
部品を入手しちゃったり結構しているね。計画的ではないところが
見え隠れしていて笑えるぜ！

おわり