鉄模研究室

マイコンボードのArduinoで踏切遮断機や腕木信号機を動かそう

3000円の投資と、脳トレのように文字と数字を書き換えるだけで、鉄道模型はいまの100倍楽しくなる!

<腕木信号機を移設する>

新しいレイアウトセクションの製作するので、以前作ったHOナローセクションをつくるから腕木信号機を移設しました。これは、ナローの腕木信号機を作る①で紹介したものです。移設にともないし、リンク機構も見直しました。

1-0移設します

農業倉庫の引き込み線の腕木信号機を移設した

 

<リンク機構>

新しいリンク機構は、蒸気機関車のロッドと同じような仕組みです。左右2つのリンクは同じ円を描くので、車輪と考え、それをロッドのように結んで、サーボモーターのホーンにつなげます。蒸気機関車でいえば、サーボモーターがピストンの位置にあたります。

2-1リンクの動き

前後の腕木ともロッドが引き上げると、手前は下にさがり、後ろは上にあがる

2腕木を動かす構造

新しいリンク機構

1腕木信号機の構造

リンク機構を見直し、全体をよりコンパクトにした

 

<信号灯>

移設のさいに信号灯をショートさせてしまったので、新しく作り直しました。原因は支柱から引き出したチップLED8本の線(LED4個分)の+-が分からなくなり、間違えてつなげたのが原因です。ポリウレタン線はどれも同じに見えるので、工夫が必要です。

1-1信号灯

ポリウレタン線をハンダづけして、チップLED1608の信号灯も新しくした

専用の基板

失敗を踏え、1㏀のカーボン抵抗(定電流ダイードの代わり)と、整流ダイオードをハンダづけした。ユニバーサル基板でポリウレタン線を配線。接続にはジャンパワイヤを使った。ユニット状にしておけば、誤配線もある程度は防げそう。カーボン抵抗の端子を利用し、ブレッドボードにさして使った。腕木信号機と配線基板が独立していると、信号灯の点灯テストもしやすい

 

<腕木信号機の制御方法>

腕木の制御方法も変えました。今回は磁気センサーで動くようにしました。磁気センサーを使ってみようで紹介したように、磁気センサーは車両に磁石を取り付ける必要がありますが、誤動作が少なく、センサー自体も目立ちません。

4磁気センサー

腕木信号機の前の線路に磁気センサーを取り付けた。この上を車両が通過するたびに、腕木信号機の腕木が上下し、赤と緑が切り替わる

5コンパクトにした内蔵マイコン

腕木信号機を制御するマイコン。一番小さいブレッドボードをユニバーサル基板の上にのせた。ユニバーサル基板には5Vの+と-をソケットから取れるようにした

6側板パーツ

隣のセクションと接続するためのパーツ。5Vだけあればいいのだが、磁気センサーもセットしていることから発展性を考えてソケットの数を増やした

7側板

ソケット(右)を側板に接着する

8取り付け

セクションに腕木信号機を取り付ける

9完成
完成!サイズは、120×120㎜の正方形
セクションにつなげた

駅のセクションに取り付けた


磁気センサーの上を車両が通過すると腕木が上がり、しばらくすると下がる



完成した駅のセクション

<駅舎を選ぶ>

駅のセクションで中心になるのが、駅舎のストラクチャーです。今回は以前作っていたレイアウトから移築しました。プロトタイプは愛媛県松山市の道後温泉駅です。こちらも路面電車の終着駅なのでイメージも合います。
1これをつかった

この駅舎を利用した。固定レイアウトからベースの5mm厚のべニアごと切り出した

<室内の製作>

室内はLEDの照明をつけて夜景も楽しめるように再度作りなおしました。1階は改札業務、2階はいくつかの部屋に分かれた事務所です。チップLED3020の電球色を使っています。

2階は各部屋が明るくなるように照明を配置し、天井部分に渡した角材に配線したチップLEDをマスキングテープでとめます。電線(ポリウレタン線)は駅舎の中央部分に集約し、ピンソケットで取り外しできるようにしました。1階の天井照明は2階の床の裏(白ボール紙部分)に同じように配線しました。

2駅舎の室内

各部屋の壁の中心部分にチップLEDを配置すると、2つの部屋を明るくできる。最小個数ですむうえ、ギラギラした明るさも抑えることができる

3駅舎のソケット

電源は駅舎の中央部分に角材で柱を立て、そこに配線用のピンとソケットを取り付け、駅舎をかぶせる。そのあとソケットにコードをハンダづけする。赤黒のコードは2階用と1階用。ソケットを抜けば駅舎を外すことができる

3-1駅舎のコネクタ

ユニバーサル基板を利用して柱に取り付けたピン(右)とソケット(左)。ソケット側に各部屋のLEDの配線が集約。ピン側から電力が送られる

4駅舎の天井

2階の床裏(1階の天井)に1階用のチップLEDを取り付ける

5駅舎のウラ

駅舎、駅舎側ホーム屋根のLED配線は、駅舎のベース裏側にとりつけたユニバーサル基板で行う(街灯も含む)。ユニバーサル基板には、整流ダイオードと定電流ダイオードがついている
ピン

レイアウトセクションの側板には専用のピンをつけ、駅舎のベースとソケットでつなげた
7駅舎の土台と建物
駅舎のベース(手前)と建物(奥)

8遮光板

建物内部の壁際にはL型にした遮光板を貼る。遮光板はアルミホイルを紙でサンドイッチにしてサフェーサーを吹いた。これで室内の明かりが壁から漏れない

<家具と屋根を作る>

照明をつけると、駅舎の内部が丸見えになるので、ある程度つくり込む必要があります。とはいえ、すべてのアクセリーを買い求めてしまうと、結構な出費になります。そこで、グレーの色紙を使い、事務机とロッカー、室内の階段を作りました。
9家具

80分の1の家具。事務机の上にある書類は厚紙の端をしごいて作った
9-1

事務机の寸法図。グレーの色紙を切り抜いて折って組み立てた。なんとなく“らしく”なった

10-1屋根の製作

駅舎側ホームの屋根。使用した材料はプラバン、プラボウ、プラ製チャネル。ボール紙に図面を書いて材料を切り出し、セロテープで材料をとめながら組み立てた

10屋根

屋根上はプラバンを帯状にして接着(下)。屋根の裏側(上)の白い部分は、アルミホイルを貼り、その上に紙を貼りLED照明を遮光した
11屋根の完成

駅舎に屋根を取り付ければ完成
12完成1

駅舎の入り口側。だらんと垂れた赤黒コードは照明電源用で、駅舎を取り付けたあとベースとピンソケットでつなぐ

夜景1
入り口側の夜景

13

ホーム側

夜景2

ホーム側の夜景


<ホームを作る>

線路の敷設が終わったのでホームを作ります。ホームは高さの低い石積みをイメージしました。紙粘土や石こうを固め、スジボリする方法もありますが、2mm厚のスチレンボードを使ってみました。

まず、ドライバーの先でスチレンペーパーに石積みのスジを入れます。次に石みのゴツゴツした感じを出すために、ハンダゴテを掃除する金属ブラシで、スチレンボードの表面をトントンと長い間たたきます。

すると、金属ブラシの汚れがそのまま移り、石の凸凹感と、まだらな汚れができます。あとは、ウエザリングをする要領で薄めた茶系のエナメル塗料を塗りました。塗料が流れて目地が際立つようになり、石積みホームの雰囲気が出るようになります。

1発泡プラを材料にする

スチレンペーパーをホームの高さに切断し、ドライバーでスジを入れて金属ブラシでたたく。スジも適当につぶれるので、目地も自然な感じになる
2壁面の完成

ウエザリングのようにエナメル塗料を流せば完成
3ホーム壁面

スチレンペーパーは、たたくと曲げやすくなるので、曲面でも貼れる

<ホーム上屋の製作>
ホームの上屋根は、プラバン、真ちゅう線、真ちゅうパイプ、チャネル材で作りました。少しだけレトロな雰囲気を出そうと思い、支柱に曲線も加えてみました。照明はチップLED2012の電球色です。

照明用のLEDを取り付けるときに気をつけているのが、絶縁と遮光です。

上屋根の材料はすべてプラスチックなので、材料でショートする心配ありません。問題は遮光です。0.5mm厚のプラバンを屋根に使っているので、そのままでは光が透けて裏から見えてしまいます。

そこで、LEDを取り付ける部分は、遮光用に魚焼き用のアルミホイルを貼り、その上に紙を敷いてLEDを配線する方法となりました。

また、収納を考えてホームと屋根は固定せず、4本の支柱をホームに差し込むようにしました。LEDへの電力供給は、支柱の先にソケットを埋め込み、差し込んだときに電気が流れるようにしています。

5屋根の配線

チップLEDは、整流ダイオードと定電流ダイオードを配線したあと、両面テープで紙に貼り、それを屋根の裏側に接着した

6支柱から給電

支柱には+と-のソケットを取り付ける
7支柱の取り付け方

支柱はソケットある部分だけ短くしてある。取り付けるときは左右を最初に入れ、最後にソケットのある支柱を差し込む

ピンとソケット

ピンとソケットはQIコネクタを使用。支柱は直径3mmの真ちゅうパイプ
10完成1

ホームに屋根を差し込んで完成!
11夜景

ホームの夜景

<ガードレールの製作>
上の写真に映り込んでいるガードレールですが、既製品を購入しようと思ったのですが、意外にも国内メーカーでは扱っておらず、プライザーの製品を入手しましたが、製品にかなりの厚みがあるので、自作しました。

ガードレールは薄くペナペナ感があり、それが少しゆがんでいるというイメージがあるので、タミヤの厚さ0.1㎜のプラペーパーをプレスしてみました。

9ガイドレール寸法

ガイドレールのだいたいの寸法

8ガードレール

プレスにはツマヨウジを使ってみた
完成3

ホーム部分が完成したので、駅舎を作って手前の窪みに差し込む予定



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