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。

高機能電源⑮制御盤パネル組込み その1

PWM電後方HLチラツキ問題やあれやこれやで道草を食い、間が空いてしまいました。 今回は製作した制御盤パネルに部品を組込みます。

【中央高速側道は圧雪路】・・・2/2撮影
2/1今シーズン除雪車初出動の降雪がありました。 例年この時期の降雪は強い寒気団によるパウダースノーですが、今回は春先に見られる南岸低気圧による地元で「かみ雪」と呼ばれる湿雪で、10cm少々でしたが重く、雪かきでヘトヘトになりました。


1.速度計組込み
制御盤パネルに速度計を最初に組込みます。 そうしないと基板を固定できず、基板から生えたスイッチやボリューム類取付ができないからです。

【デジタルメータPM-129A】・・・一番左の桁はOFF/1、最大199.9、3と1/2桁です。
並んだセブンセグメント表示部の右下に小数点のポツがあります、これが曲者です。

【PM-129A取扱説明書】
今回の用法は小数点固定です、9.8km/h(mV)を9.82km/hと小数点移動表示されると、使い難いからです。 納入状態が200mVレンジ、小数点固定はP3ショートです。

【PM-129A基板面】
左側の電池マークが9V電源(仕様7-11V)です。 右側が測定端子で速度計出力を接続します。 その左にP1-P3があり、一番下のP3を半田ショートして使います。

P3を半田ショートし、電源GNDリード線を半田付けしました。
ベズルと本体で制御盤パネルを挟み、付属のワッシャとナットで固定します。
GNDリード線を基板へ、6Pコネクタ9Vを電源に半田付けします。
Hyper-G本体電源ONし9Vが供給されている事を確認します。
[注意]この順番を守り先に速度計出力を接続しないでください、電源供給せず測定端子に入力すると速度計破損リスクが非常に高くなります。

速度計出力を測定端子に半田付けします、作業中の電源OFFは基本中の基本です。 特に速度計用電圧計は電気的ミスに許容度が低い壊し易い部品なのでご注意ください。 基板取付方向検討したらアルミ電解コンデンサが干渉しスペーサ3本30mmになりました。

スイッチ/ボリューム類の配線を整理し、取付穴方向へ引き出し基板を固定しました。 見込みで11cmに決めた配線は結果的に丁度良い長さでした。

電源ONしてブレーキOFF、ノッチONして小数点固定を含め、速度計が動作する事を確認して速度計組込み完了です。 と思ってたのに確認不足で後で痛い目に逢いました。


2.マスコン組込み
次にマスコン用ロータリースイッチを組込みます。軸を切って使う仕様です。

寸法確認し軸をプラ鋸で20mmカットしました。 ツマミが入り易い様にヤスリで仕上げておきます。 実はもう一つ前加工が必要でした(汗)

ロータリースイッチの回転防止ダボにナット締め始めてから気付き、今更穴追加できないのでニッパーで切断しました。 また取付時には、ナットを外した際にポジション数切替ストッパーが浮いてズレない様に注意が必要です。
②~④軸の平らな面が右になるように取付ます。 ツマミはテーパーがあり深く差すと外れなくなるので軽く差して角度確認とナット締めを交互に行い仕上げます。


3.忘れてた再ゼロ調整
先を急ぐとロクな事ありません。 基板完成のHyper-G組合せ動作確認で、電源ON時に出力電圧ゼロ安定時間がかかり、再ゼロ調整が必要になったのを忘れてました。
3-1.現状確認

【『電源製作②三角波発生回路』より転載】・・・2018.06.20更新
このデータを元に1.9V-9.1Vの振幅7.2Vp-pで設計しました。 最初1.6V調整を速度計表示マージン確保で1.7Vに変更してます、色々変更してるので再確認が必要です。

【『電源製作⑥動作確認と調整』より転載】・・・2018.08.19更新
設計プロセスを追うと2ヶ月後の完成時データがありました、振幅が0.1Vp-p増えLレベルが0.4V下がってます。 こちらを設計元データにすべきでしたが、Lレベルはゼロ調整で吸収できるので影響はごくわずかです。 では今どうなってる?。

【何でこうなった?】
機器内蔵スケーラーでH/Lレベルを正確に計測したらチョッと驚く結果でした。 周波数が28%も高くなり、振幅は変化なし、Lレベルが0.2V下がってます。 何でこうなったと考えたら実験過程でオペアンプ交換したのを思い出しました。

【『AさんのHyper-G製作記⑤完成』より転載】・・・2018.10.11更新
Hyper-Gは設計が固まってから製作したもう1台があり、これが参考になりそうです。

【アララこれも違う】
周波数が高い事を除けば8/19更新のHyper-G完成時に近いH/Lレベルです、どうもオペアンプ固体差により発振周波数とH/Lレベルにバラツキが出る様です。 そこでHyper-GはICソケットでオペアンプ在庫もあるので10個試験し以下の事が解りました。
振幅は7.3Vp-p~7.5Vp-pのバラツキがある。
周波数は23kHz~27.5kHzのバラツキがある、設計初期の20kHz以下はない。
 (周波数中心値が変化した理由は不明、スミマセン)
Lレベルは1.2V~1.8Vとかなり大きなバラツキがある。


3-2.部品バラツキへの対処法
困りました、これだけオペアンプ固体差があるとは想定外でした。 ゼロ調整何Vと指定可能にするには、クランプ回路追加が必要でほぼ設計やり直しになります。

再設計は避けたいし、製作にオシロスコープ必要じゃ簡単に作れませんので泥臭い方法にします。 Hyper-G本体ゼロ調整と同じ方法です。
ノッチOFF、ブレーキMax、常点灯Minで電源ONして1分以上放置します。
電源出力にテスターを直流電圧測定モードで繋ぎます、ゼロ調整ボリュームを半時計回りに回して出力電圧が上昇する事を確認します。
次にゆっくり反時計回りに回し、出力電圧が完全にゼロVになった位置で止めます。

この方法でゼロ調整したVcomp計測結果は約1.1V、三角波Lレベルより0.1V低い電圧で、案ずるより産むが易しだったかもしれません。 ただしオペアンプ特性バラツキとKATO蒸機常点灯特性が解ったので、速度計表示影響検証が必要になりました。 設計変更不要の結論になり、完成した基板修正不要なら良いのですが、ヤレヤレです。


ではまた。

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