Nゲージレイアウト国鉄露太本線建設記

運転よりシナリー重視コンセプトで、昭和40年代後半の風景再現を目指しレイアウトを製作中です。映像・画像を交えながら、製作記に加え、随想や旅行記も発信します。2016年9月より延伸線建設に着手しました。

TOMIX N-1001CL PWM改造⑤完成

低周波PWM周波数を変調してDCエンジン音に近付ける実験は思わぬ苦戦になりました、公式も法則もない感性の世界、失敗経過を含めて紹介します。


4-4. 音演出回路の設計Part-2
エンジン音にはガラガラした低い音が混じるハズだと考え、残り1回路オペアンプで8Hz矩形波発振回路を作りました。 2回路で追加コンデンサをスイッチングすると2x2、4種の周波数でより複雑な音を演出できます。

この矩形波で追加コンデンサをスイッチングすると、満足できる音になりましたが決定的な欠点、8HzPWM周波数切替がNGレベルの室内灯チラツキを引き起こしました。 低い周波数は使えないと解り再び試行錯誤を繰り返しました。

途中経過は省略し最終的にスイッチング周波数を25.7Hzと78.1Hzにしました、完全整数倍だと単調な音になりますが、整数倍から少しズレてる所がミソ、ズレて再び合うまでの周期がリズム・音として感知されます。

完成回路図です、C103並列コンデンサが
左右回路OFF:0.11μF、約165Hz
左回路がON:0.12μF、約135Hz
右回路がON:0.13μF、約115Hz
左右回路ON:0.14μF、約105Hz
の4周波数で変動し、1秒強の周期で波打つ音に聞こえます。

PWM三角波はこんな具合に複雑に周波数が変化しています、揺らぎの周期は更に長い1秒強になります。

DCフィーダー出力で周波数変調の効果を比較します。 速度調整ボリューム2.5で200HzPWMは等間隔で同じ幅のパルスが出力されています。

それに対し165Hz+2重変調はパルス間隔がバラバラ、パルス間隔に合わせてパルス幅も変化し、平均電圧は200HzPWMと同じで速度も同じになります。

露太本線N-1001-CL低周波PWM-5
動画にしました、エンジン音はまずまず、それなりに聞こえます。 スロー走行性も室内灯チラツキも問題ありません。 動画にはありませんが実速換算40-50Km/hの低速走行でもエンジン音が効果音として聞こえます。


第5章:PWM改造回路組込みとまとめ
5-1. N-1001-CL組込み
常備ユニバーサル基板半裁に回路実装しました。

試行錯誤の連続で、最初表面にあった抵抗の半分近くが裏面実装になり、完成形の基板はこんな形になりました。

ケース右横に基板固定ボルト用3.2mm穴を2ヶ所空けます。 赤矢印はメイン基板ケース固定後半田付け作業で、筆者不注意によるケース火傷の跡です。

ワッシャを介してM3x15mmボルトを穴に通しナットをダブルでかけます。

基板をボルトに通し、スプリングワッシャを入れてボルトで止めて固定完了。

分解調査でバラしてから約2ヶ月、グレードアップして第一線に復帰しました。


5-2. まとめ
①低周波PWM+周波数変調で通常モーターKATO DCの「スロー走行性」「常点灯」「PWM周波数のエンジン演出音化」の目途がほぼ立ちました。
②低周波PWMはKATO蒸機に対しても、低速でヘッドライト点灯効果がありました。
③TOMIX N-1001-CLはコンデンサ切替しか改造方法がありませんでしたが、自作電源は抵抗可変方式を採用し、ボリュームで細かな周波数変調が可能な方法を取る予定です。


ではまた。

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