たまにはコントローラ以外の物を作ってみる「鉄道模型用効果音発生装置（警笛・タイフォン）」

さて、マイコンによる効果音発生装置を前回に引き続き紹介したい。
今回はさらに難易度？を上げて、単純なSIN(サイン)波ではなく、合成波を使って警笛とくにタイフォンを再現してみたい。使うのは8bitマイコンでアンプIC、基板やスピーカーを合わせても500円に満たない費用で製作出来る。あとはプログラム次第である。

音叉や弦を弾くだけの楽器であれば、綺麗なSIN波で音を奏でている。ところが、警笛には複数の周波数の音が重なって発生している。殆どが倍音と呼ばれる波であるが、詳しい説明については割愛させていただく。さて、この合成波を8bitマイコンで演算し出力するのはほとんど不可能である。まず三角関数の計算が難しい（人間でも難しいが(・・;)）。

そこで登場するのが文明の利器である。といっても普通のPCだが。表計算ソフトを使うと非常に簡単に合成波を生成でき、それをマイコンのメモリーに記録、それを連続して再生するという方式をとる。これであれば、比較的高速かつ複雑な波形でも出力が可能だ。

また合成波をそのまま出力するのではなく、振幅を調整することによりADSR追加する。といってもアタック（音の出だし）とリリース（余韻）を調整しているだけだが。

使用機器

マイコン：Atmel社製 AVR TINY2313（動作速度20MHz）

アンプ：HT82V739

電源：USBハブより5V

スピーカー：4Ω

ご意見、ご感想があればお気軽にお問い合わせ下さい。またブログにて紹介しているコントローラの一部は店舗またはこだわり電車運転台ストアにて販売もしております。是非、ご検討ください。

たまにはコントローラ以外の物を作ってみる「鉄道模型用効果音発生装置（警笛、ATS警告音、ATC確認音、発車ベル、ドアチャイム）」

さて、前回の記事に引き続き、鉄道模型用の効果音発生装置の実験である。今回はマイコンの周波数を20MHzに上げたことにより、より高い周波数の音も出せる様になった。またプログラムの修正を行い。一つのマイコンで十数種類の効果音を内蔵出来る。

使用機器

マイコン：Atmel社製 AVR TINY2313（動作速度20MHz）

アンプ：HT82V739

電源：USBハブより5V

スピーカー：4Ω

ご意見、ご感想があればお気軽にお問い合わせ下さい。またブログにて紹介しているコントローラの一部は店舗またはこだわり電車運転台ストアにて販売もしております。是非、ご検討ください。

たまにはコントローラ以外の物を作ってみる「鉄道模型用効果音発生装置（警笛、MH、ATS警告音、踏切警告音）」

さて、以前にもこのシリーズ？で記事（グラスコックピットの製作）を書いたが、今回はコントローラの製作を離れ、鉄道効果音を再現してみたい。といっても様々な種類があるが、今回はお手軽に再現を行なう為にATS音（ベルとキンコン音）、ミュージックホーン(MH)、警笛、踏切警告音を取り上げてみたい。

回路構成であるが、非常に簡単にまた安価に製作を行なった。主要なICは2個、中枢であるマイコンとスピーカー駆動用のアンプである。その他スイッチやコネクタ、配線を行う。

実際に音を出す仕組みは、マイコンによるD/A変換（今回はR-2Rラダー回路を使用）により、正弦波を発生。その周波数調整や減衰（振幅を小さくする）処理を加えて音を再現する。

使用機器
マイコン：Atmel社製 AVR TINY2313（動作速度8MHz）
アンプ：HT82V739
電源：USBハブより5V
スピーカー：4Ω

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鉄道模型用自作ポイント制御装置withデュアルキャブコントローラの紹介(４つのポイント制御、給電選択、パターン記録)

以前に鉄道模型用自作ポイント制御装置「PCBox-4 ver1.10」の紹介(４つのポイント制御、パターン記録)を行なった。今回はポイント制御に加えて、セレクター（デュアルキャブコントロール）機能を備えた機器を試作してみた。

切替ることの出来るポイント数は4つで、小さなポイントであれば、同時に2台まで接続できる。またキャブコントローラも入力Xと入力Y、出力Xと出力X/Yを搭載し、配線もコンパクトに出来る仕様としている。

これで、複線をそれぞれのコントローラで制御しながら、また上下乗り入れホームなどの柔軟な運転も可能になる。

例えば、こんな場合

上から1番線、2番線、3番線として、右側が駅構内、左側が本線とする。上り線路をコントローラX、下り線路をコントローラYが制御するとして、以下の場合を考える。
①上り普通が侵入してきて、後続の特急をやり過ごす為に、2番線に入りたい場合。
②下り電車が折り返し運転のため、2番線に入り、上り電車となる場合。
複線の待避線を持つ駅であれば日常行なわれていることだと思う。

ここで、中央の2番線は上り、下り各方向の電車が利用するので、コントローラからの出力を両方繋ぎたい、ところが、電気的に接続してしまうとショートし、コントローラが故障してしまう。そこで、ポイントの切替と同時に2番線への給電を切り替える装置が必要となる。それが、今回試作した機器である。

必要なパターンを10個まで記録出来るので、複雑なパターンでも設定さえしておけば、ショートすることも無い。また車庫への連絡線や車庫内での車両入換え、リバース線などにも応用が可能だ。

制御マイコン：AVR MEGA88P
電源：スイッチングACアダプタ（12V1.0A）
出力：ポイント用4系統、キャブコントロール（入力2、出力1、スルー出力1））、確認用LED
入力：トグルスイッチ6個、プッシュスイッチ5個
出力回路：汎用モータドライバによる
記録方式：4つのポイント位置とキャブ選択位置を不揮発性メモリに記録（電源を切っても値を保持）
記録数：トグルスイッチとプッシュスイッチの組み合わせで10個

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本格的運転台の製作に向けて「模型用ATCの実装」(ワンハンドルマスコン、速度計、ブレーキ圧力計、ATC現示装置、etc)

さて、前回に引き続いて、本格的運転台の製作に向けて、実験を行っている。ここで、ATC現示装置やノッチ表示器の改良、また模型用のATCシステムの開発を行なった。

操作入力はポニーキャニオン製のMaster Controller for Train Simulatorで、加速5段、ゆるめ、常用8段、非常となっている。また現在のハンドル位置を示す、ノッチ表示器もLEDで分かり易く表示した。

速度計とブレーキ圧力計、速度計の回りにはATC速度現示装置があり、ATCシステムを再現出来る。

ATC現示ベル、部屋で聞くとけっこう大きな音がなる。

機器の中枢であるセンターボックス、ハンドルからの入力や速度計、レールへの給電など、すべて行なっている。マイコンを利用したシステムなので、複雑な制御プログラムも可能だ。

使用機器

・AVR MEGA644Pを使用した制御システム（ハンドル部の信号解析、メーター駆動）

・ポニーキャニオン製Master Controller for Train Simulator：ワンハンドルマスコン

・速度計（ATC速度現示0〜120km/h、停止、非常停止、進行表示）

・ブレーキ圧力計

・ATC現示ベル

・ノッチ表示器（非常、常用8段、ゆるめ、加速5段）

・モーター出力回路（PWM制御、出力段MOS FET）

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本格的運転台の製作に向けて「実際に模型を動かしてみる」

さて、本格的な運転台の製作に向けて、模型を実際に動かしてみたい。前回はメータのみの駆動であったが、今回は速度計の調整など、実際の運転時に必要な調整機能を組み込んだ。

使用機器
・AVR MEGA644Pを使用した制御システム（ハンドル部の信号解析、メーター駆動）
・ポニーキャニオン製Master Controller for Train Simulator：ワンハンドルマスコン
・速度計
・ブレーキ圧力計
・ノッチ表示器（非常、常用8段、ゆるめ、加速5段）
・モーター出力回路（PWM制御、出力段MOS FET）


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本格的運転台の製作に向けて「速度計、ブレーキ圧力計の動作試験」

さて、以前からご依頼をいただき、設計を行なっている「実車に出来るだけ近い運転台」がある。ハンドル部はポニーキャニオン製のMaster Controller for Train Simulatorのワンハンドルマスコンを使用する。ちなみに、2ハンドルタイプのコントローラで、だいぶ前にブレーキ圧力計を動かしたことがあった。その時の記事はこちら。
速度計とブレーキ圧力計はご依頼者から提供を受け、動作実験を行った。

駆動システム概要
マイコンを使用した制御システムにより、アナログメータを駆動。
ポニーキャニオンのコントローラとはシリアル通信にて、ハンドル位置などの信号を処理。

＞＞次回は実際に鉄道模型を動かしてみたいと思う。

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PWM電車運転コントローラDLタイプ(自動空気ブレーキ仕様)でHOゲージ(16番)を動かしてみる

さて、以前に紹介したメータ付きのDLタイプであるが、内部の出力回路は3.2Aまでとなっており、HOゲージ（16番）でも余裕の出力を確保している。そこで、今回はKATOのHOゲージ、165系急行形電車を実際に動かしてみたい。

駆動音の再現ではモータをスピーカ代わりにして、制御信号と主に駆動音信号を合わせて出力している。今回はHOゲージだけに、重厚な音とギアの音が重なり、かなり実感的なものとなった。

プラスチックモデルとは言え、Nゲージにはないその質感と大きさ、そして、動きはHOゲージならではである。

・主要緒言

電源：12V3.8ACアダプタ付属、ただし出力は最大3.2A

出力：0～12V(デューティ比0～80％)、最大電流3.2A

出力コネクタ： KATOユニトラック互換

大きさ：幅200mm×高さ70mm×奥行き150mm（つまみや突起物含まず）

保護回路：ACアダプタ内蔵の過電流遮断回路、基板上のポリスイッチによる過電流遮断（3.2Aで遮断）

出力回路：MOS-FETを用いたPWM制御

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