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。

電源製作④通常方式速度制御

電源製作4回目の今回はコンパレータで三角波と比較するVcomp発生回路の設計です。 筆者は予備電源用ボリューム速度調整として使用します。 力行/惰行/制動機能を搭載しない通常方式電源用の速度制御回路になります。


4.通常方式速度制御
4-1.Vcomp発生回路設計
中学校数学で設計可能な内容ですが ボリューム品種が少なく電源電圧共通化であれこれ試行錯誤し結局1日仕事になりました。 回路は各電源電圧共通にできましたが、調整を含めた共通化は非常に難しく、12V/16Vを共通化し9Vは共通化から除外しました。

電源側から33kΩ、速度調整ボリューム100kΩ、常点灯調整ボリューム50kΩ、ゼロ調整ボリューム20kΩ、10kΩの直列回路になりました。 抵抗仕様は±5%以内(実力±1%前後)ですがボリューム仕様は±20%です。 電源ON時にボリュームMinで電圧が出力されず、ボリュームを回せばすぐ電圧が立ち上がるゼロ調整機能を追加して設計しました。

使用する速度調整/常点灯調整用小型ボリュームはパネル取付タイプ、回転角と抵抗変化が直線のB特性を使います。 ゼロ調整用は基板実装タイプの半固定ボリュームです。

常点灯ボリューム誤差は調整上限電圧が変化するだけですが、速度調整ボリューム誤差は最大電圧が出力されない問題発生の可能性があります、そこで100kΩを計測しました。 97kΩとか104kΩを予想して計測したらビックリ、何と100.8kΩ、0.8%の誤差でした。 大当りなのか実力が高いのか解りませんが100kΩで設計しても大丈夫そうです。


4-2.ゼロ調整
せっかちな筆者は常点灯ボリュームを回してすぐに点灯するのが好みです。 TOMIX N-1001CLは常点灯3ステップ遊びがありますがKATOハイパーDは遊びゼロです。

電源ON時は常点灯ボリューム0Ω、速度調整ボリューム右端なので、ゼロ調整ボリュームをXkΩとすると、Vcompは電源電圧の10+X/143+X(%)になります。

前記数式が0.138/0.147/0.151になるXを計算すると上表の様になります。 9Vは11.3kΩに12V/16Vは12.9kΩに調整し、16V時の共通化影響を検証します。
[註]12V/16V共通化不要な16番用16V専用電源の場合は13.7kΩで調整します。


4-3.常点灯調整
常点灯は走行開始直前に設定するので、調整範囲で走行開始する必要があります。

常点灯ボリュームMaxのVcompは、各電源電圧のゼロ調整ボリューム抵抗値が解っているので抵抗分圧比で計算できます。 ここではボリューム50kΩとし誤差を無視してます。

KATOハイパーDの走行開始電圧調整は5V以上まで出ます。 実際は2V前後で走行開始しますので、ボリューム誤差が多少あっても実用上問題ないと思います。

視覚的理解ができる図を作成しました、12V/16V共通化した場合の16V常点灯ボリューム不感帯は3.5%、角度で10度ですから筆者に輪をかけたせっかち(爆)でない限り、気にならないレベルだと思います。


4-4.速度制御
常点灯調整して速度調整ボリュームを回すと走行開始し回転角に従い増速します。 速度調整ボリュームMax確認は、室内灯未装着で常点灯ボリューム操作しない場合(当然速度調整ボリュームに遊びが出る)と、一般的設定の常点灯出力2Vの双方で行います。

各電源電圧速度調整ボリューム特性はこんな具合で若干の不感帯(遊び)があり、常点灯設定により最高電圧飽和点が変化します。 9Vがやや広いですが、筆者所有TOMIX N-1001CLは目盛8から10まで変化しないので、予備電源としては十分な性能です。


なお速度調整ボリューム仕様20%誤差時を計算しました。 一番厳しい16Vでも80kΩ時に不感帯0.8%で最高電圧が出力され、この回路で問題ない事を確認しました。

常点灯ボリュームと速度調整ボリュームはパネル取付タイプで操作しますので、上記部品を装着して操作します。


★蛍の季節
筆者自宅前の小さな沢に毎年この時期に蛍が見られます。 年により多い少ないがあり、今年は平年並み、庭まで飛んで来る事もあります。 いつもなら蛍の後が梅雨後半戦なのに今年はすでに梅雨明け、やはり異常気象が進行してる様です。

【筆者自室2階窓から南方向を臨む】
生活道路向こうが低く木立の中に小さな流れがあり、そこで蛍が成長する様です。 20-21時頃に近所の方が徒歩で、あるいは車で蛍見物に訪れるスポットになってます。 


ではまた。