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!

<マイコンでリアルに動くポイントマシン>
ポイントマシンを製品化します①と、同じく②でお知らせしたポイントマシンをエコーモデルから発売しました。

製品名は、マイコン・スロームーブマシンです。
4台までポイントマシンを動かすことができます。

5つの特長>

①実感的な動き
・マイコンでサーボモーターを制御するので、ポイントがゆっくりと実感的に動きます。

②設置がカンタン

・ポイントマシン(サーボモーター)のコードをマイコンボードのソケットにさすだけ。あとはボタンを押せば動きます。

*ポイントマシン本体を組み立てたり、コントロール用のスイッチを別に購入して、配線したりする必要などまったくありません。

③コンパクトなサイズ

・ポイントマシン(サーボモーター)の大きさは、幅32mm×長さ32m×高さ13mmしかありません。小さいのでポイントレールの下でも、横でもどこにでも設置できます。

*卓上サイズのナローパイクには最適です

④周辺パーツの充実

・別売のLEDセットを取り付ければ、分岐方向のLEDを点灯できます。

部品がすべて揃っているので、配線するだけ。別途部品を買い求める必要はありません。

⑤さまざまな用途

・ポイントマシンだけではなく、踏切遮断機、腕木信号機、機関庫のドア開閉、クレーン、可動橋など、アイデア次第でさまざまな用途に利用できます。


<製品構成>
・基本セット(マイコンボード+サーボモーターセット+5VスイッチングACアダプター)

・サーボモーターセット

・表示LEDセット


■基本セット

基本セットを購入すると、フレキシブルポイントに、ポイントマシンを4台(1台はセットに含まれています)まで設置できます。

1基本セット

写真=①サーボモーター ②スプリング(0.8リン青銅線) ③マイクロスイッチ ④5VスイッチングACアダプター ⑤マイコンボード

注:フレキシブルポイントはセットに含まれていません。


■サーボモーターセット

サーボモーターセットを購入すると、ポイントマシンを1台追加できます。

2サーボセットの内容

写真=①サーボモーター ②ホーン ③ピン ④サーボモーター台紙 ⑤取り付け金具 ⑥マイクロスイッチ ⑦マイクロスイッチ台紙 ⑧0.8リン青銅線(スプリング用)⑨2×5ビス ⑩ナット ⑪2×6タッピングネジ ⑫2×10タッピングネジ 

 

■表示LEDセット

ポイントマシンに取り付けることで、切り替わっている方向をLEDで表示します。

3表示LEDの内容

写真=①LED ②2×10タッピングネジ ③マイクロスイッチ ④マイクロスイッチ台紙 ⑤CRD ⑥0.8リン青銅線(延長スプリング用)

注:電源は含まれていません。

<マイコンボードの扱い方>

マイコンボードの取り扱い方はカンタンです。サーボモーターの3本の電線(茶色、赤色、黄色の3色)にピンをさし、それを色分けしたマイコンボードの同色のソケットにさします。電源になる5VスイッチングACアダプターをDCジャックにさしたらLEDが点灯するので準備完了です。
4ピンをサーボにさす

ピンをサーボモーターのソケットにさす。

5サーボピン

サーボモーターのピンをマイコンボードの同じ色のソケットにさします。ソケットは茶色、赤色、黄色の3つで1台分、全部で4台分が用意されている。


6マイコン本体

電源を入れると、サーボモーターは最初に0度になります。次に、白ボタンを押すと90度までゆっくり動きます。動きが止まってから、1秒ぐらい間をおいて、赤ボタンを押すと今度は0度にゆっくりと戻ります。

 注:不具合の原因になるので、同じ色のボタンを続けて押さないようにしてください。


<サーボモーターの取り付けかた>

7ホーン

付属のホーンの先端をカットします。

8ホーンの取り付け

マイコンボードの赤ボタンで0度、白ボタンで90°になる位置にホーンをはめます。
9サーボモーターのネジどめ

金具を2×5のビスとナットでサーボモーターに取り付けます。

10バネ

リン青銅線でスプリングを作ります。


11位置の決定

スプリングをポイントに取り付け、実際にボタンを押して動かし、サーボモーターの位置を決めます。


12タッピングねじで留める

台紙の上から2×6のタッピングネジで取り付けます。


13マイクロスイッチの取り付け

ホーンが0度の位置でマイクロスイッチのバーを押す(ONになる)ようにマイクロスイッチを台紙の上から2×10のタッピングネジでとめます。


14サーボモーターの取り付け完成

こんな感じになります。


15マイクロスイッチとポイント配線

あとはトングレールに電流が流れるように、マイロスイッチを配線するだけ

 

<表示LEDセットの取り付け方>

16LED用マイクロスイッチの取り付け

ホーンが90°のときONになるように、マイクロスイッチをもうひとつ取り付けます。

作例では、マイクロスイッチにあたらないように、スプリングを長くのばしています。あとはLEDに配線すれば完成。電池などの電源は別に用意してください。


17配線図2

上図の状態でAが点灯します。マイクロスイッチのバーが押されると(90度になると)スイッチがONになり電流が切り替わりBが点灯します。


<コンパクトに取り付けられるのが魅力>

マイコン・スロームーブマシンは、ポイントマシンをコンパクトに取り付けられます。

18コンパクトなサイズ

PECOのフレキシブルポイントに取り付けた例。ほとんどポイントレールの下に隠れてしまうほどコンパクト。


19マイクロスイッチの位置

表示LED用のマイクロスイッチも位置を変えています。


<ナローゲージのポイントの試作>
 スローアクションのポイントマシンを、ナローゲージのポイントに取り付けてみました。サーボモーターでトングレールを動かすので、コンパクトに取り付けることができます。



ポイントはPECO製で、仕組みがわかるように70mm×150mmの透明アクリル板に取り付けました

 PECOのポイントは、トングレールの先端にある、ロック用の“く”の字形のスプリングを外し、サーボモーターの負荷を低減させます。
 トングレールは接触不良になりますが、電流はマイクロスイッチで切り替えるので心配ありません。 
ポイントマシン一式
ポインマシン一式。左から、トングレールをスライドさせる06mmの真ちゅう線、サーボモーターの取付用金具、サーボモーター(上)、マイクロスイッチ、0.5mm厚の白ボール紙(サーボモーターのホーンが床と接触しないためのスペーサー)

ホーンの先端をカットする
ホーンは先端を切り取って短くしておく
サーボモーターの固定金具

厚さ0.3mmの真ちゅう板でつくったサーボモーターの固定金具

ポイントマシンの裏側

2mm厚の透明アクリル板に、両面テープでポイントをガッチリ貼り付けた

サーボモーターを取り付け
サーボモーターをネジどめしたあと、マイクロスイッチの位置を決め、配線するマイクロスイッチでポイント切り替え

マイクロスイッチの配線(OFFの状態)

ポイントマシンをコンパクトい取り付けられる

サーボモーターなので、コンパクトにポイントマシンを取り付けられる
完成!

完成!透明アクリル板の四隅は、サーボモーターとほぼ同じ高さの13mmの角材をネジどめ


<スローアクションのポイントマシンをエコーモデルで発売前に展示しまた>
 紹介したポイントマシンと、マイコンの制御装置をエコーモデルで発売前に展示しました。ご興味をお持ちの方は、ぜひご覧ください。

<数量限定で製作を開始しました>
 数量限定になりますが、設計からお願いしたプリント基板が、ようやく出来上がってきまました。これにパーツを実装してマイコンにプログラムを書き込めば完成です。
プリント基板
プリント基板がようやく出来上がってきた
プリント基板と主なパーツ
プリント基板と主な実装部品
完成品
 パーツをプリント基板にハンダづけして完成

IMG_2799

マイコン制御ボードと、ナローゲージのポイント試作品

<スローアクションのポイントマシンの製品化>

昨年の第15回軽便祭に出展し、さまざまなご意見を頂いた、スローアクションのポイントマシンを製品化し、エコーモデルで発売します。

ボタンを押すと、サーボモーターでトングレールが、ゆっくりと切り替わる、実感満点のポイントマシンです。



コトのはじまりは、「ポイントマシンをつくろう」で紹介したスローアクションのポイントマシンです。これを軽便祭で展示したところ、多くのご質問を頂きました。

そのなかに、プログラムをイチから組んでの自作は面倒との声も多くありました。

じゃあ完成品にすれば、気軽に楽しんでもらえるのでは、と思い立った次第です。


<ピンをさすだけで動く>

コントローラーを買ったあとで、専用の切り替えスイッチを取り付けるのでは面倒です。なので、ポイントマシン(サーボモーター)のピンをコントローラーにさし、あとはボタンを押すだけで動くようにしました。 一つのコントローラーで4台までポイントマシンを動かすことができます。

IMG_2754

開発中のスローアクションのコントローラー。赤と白のボタンスイッチで1対になる。右分岐か左分岐か、ボタンで押し分ける。赤白4対あるので4台のポイントマシンを動かすことができる。


セッティング

ポイントマシンをピンソケットにさし、5V電源(ACアダプター)をDCジャックにさせば、準備完了。あとはボタンスイッチを押すだけ。

 

<ポイントはトングレールの集電がキモ>

ポイントでキモとなるのが集電です。トングレールが接触不良だと、電流が流れず車両はその場で立ち往生してしまいます。そこで、マイクロスイッチをつけ、トングレールに送る電流を電気的に制御するようにしました。

トングレールと一緒に、マイクロスイッチを切り替えて、トングレールに電流を流すため、集電不良を起こす心配はありません。

サーボとマイクロスイッチ

サーボモーターのホーンがマイクロスイッチを押し、トングレールに流れる電流を切り替える


マイクロスイッチ(オムロン)

マイクロスイッチはON/OFFで電流の流れる端子が替る

 

<エコーモデルで発売予定>

現在、鋭意開発中!!です。


早ければ10月にも試作品をエコーモデルに展示する予定で、年内の発売をメドに進めています。

 次回は、スローアクションポイントマシンを製品化します②としてナローのポイントマシンの試作品を紹介したいと思います。


↑このページのトップヘ