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。

Hyper-G Evo➎メイン基板製作 その2

サッパリ人気ありませんが、Hyper-G Evoメイン基板の製作を続けます。

前回その1に恥かしくて書けませんでしたが、様々な製作容易化手段を実施してなお、コテ先当ててもリード線がない部品挿し間違えが発生し、細かな作業の限界を感じてます。


3-3.ラッチ回路の部品実装(cont.)
発注した不足部品が到着したので、ラッチ回路を完成させます。

➊ラッチ回路コンデンサ1μFを電源入力側(写真左)+で、抵抗2本も一緒に挿します。
➋半田付け余分カット、パターン半田濡らしで、黄丸抵抗2本電源側は足曲げだけです。

➊ショットキーダイオードリード線は1.2mmで基板穴に挿せません。
➋基板穴を1.3mmに広げると、穴径拡大でランドはほぼ消失します。
➌パワートランジスタ高さを超えない様に基板から浮かせ、極性に注意して挿します。
➍裏から見て右側は足曲げしてあったポリスイッチと抵抗リード線を使い半田付けし容量強化します、左側はリードカットだけです。


3-4.8ピンICx2個と下側の部品実装
コンパレータ/オペアンプICと周辺回路の実装です。

右下部33kΩとジャンパー線2本は出力回路で実装済みです。

➊コンパレータICを挿しました、写真右奥が1番ピン、ポツマークのある方向注意です。
➋ジャンパー線/33kΩ足曲げしてあったのを8/7番ピンへ、4番ピンも半田付けしました。
➌5番ピンVcompラインへ104Zと半田付け用電極を挿します。
➍104ZのGND側を足曲げしてポリスイッチまで容量強化します。

➊黄丸ジャンパー線2本と103Z/10kΩを挿します。
➋コンパレータIC 5/6番ピンラインを半田付けしました。
➌黄丸ジャンパー線3本と100μFアルミ電解コンデンサをを挿します。
➍足曲げしないで半田付け余分カット、パターン半田濡らしです。

ここでオペアンプICを挿して半田付けします、写真右上が1番ピンポツマークはコンパレータICと同じです、回路基板らしくなってきました。

実の処、現在へ並行して進めてる給水塔の物作りは楽しいですが、Hyper-G Evoメイン基板製作は苦痛です、ミス連発で衰えを実感させられるからです。 でも完成の喜びを味わうのに避けられないプロセスでここは我慢です、嫌な事は早く済ませたい、先に進めます。


3-5.IC上側の部品実装
次にIC上部の部品をラッチ回路側から実装します。

右がピークホールドコンパレータ式保護回路、左が三角波発生回路です。

➊コンパレータIC 2番ピンの2.7kΩ、3番ピンの103X、4番ピンのジャンパー線を挿します。
➋2.7kΩ電源側と103Z GND側は足曲げして容量強化です。
➌保護回路基準電圧作成BAT43を挿し、3番ピンに被覆線ジャンパー線を挿し、、コンパレータIC全ピンラインを半田付けします。
➍ジャンパー線を基板反対側、足に電極加工した電源出力⊖BAT43に半田付けします、これで新たに追加したラッチ回路、ピークホールドコンパレータ式保護回路実装完了です。

➊矩形波/三角波発生回路右側から実装です、2.7kΩ3本とジャンパー線を挿しました。
➋足曲げしないで半田付け余分カット、パターン半田濡らしです、実態は盛ってます。
➌33kΩ3本挿しました、ここは選別不要です。
➍足曲げしないで半田付け余分カット、パターン半田濡らし、電源ラインだけ足曲げして容量強化です、リード線あれば半田盛り不要です。

➊103ZとGNDジャンパー線3本を挿します。
➋ここは足曲げして半田付けし容量強化します。

Hyper-G Evoメイン基板2枚が8割方完成しました。 平均すると中2日更新1回分に充てる時間は1-1.5日ですが、この基板製作はやり直し含めると2.5-3日必要な自転車操業です。


ではまた。

Hyper-G Evo➍メイン基板製作 その1

湖南電源完成するまで、再び電源基板製作するとは考えてませんでした。 勿論成果のフィードバックは考えてましたが、2CHで企画し途中で1CHへ軌道修正したHyper-G空きスペースに湖南電源サブ基板2枚で実現した機能を盛り込めると解り、半ばその素敵なアイディアに惚れて『ならばやってやろうじゃないか』と思ったのが偽らざる気持ちです。

やると決めたからには少しでも早く、視力低下と健康寿命、時間との競争になってます。 写真拡大しないと半田付け良否判定できない状態ですので、基板製作プロセス記録を残し公開します、参考になれば幸いです。


3.メイン基板製作
3-1.基板前加工
部品実装前に基板の前加工を行います。 パターカットは必須ですが、他は筆者が作り易くする為の前加工ですので必ずしも必要ではありません。

基板は秋月調達可能なブレッドボードタイプユニバーサル基板を使います。 延伸線用2CH電源改修なので基板2枚同時製作します。

部品取付後ではやりにくい作業を前加工で行います。 高機能電源メインボードのパターンカットは5ヶ所、部品配置図右下の電源/GNDカット部です、他3ヶ所もカットします。

空きライン11/16/25上下両端穴に2mmドリルで穴を空けました。 使わないラインが表裏両面から一目で解り、部品実装が容易になります。

➊2mmドリルで穴を空けると基板ランドが消失します。
➋その間のパターン/ランドを小丸彫刻刀で削り取りました、空きライン明示の視覚的効果とコテ先接触で不要ランドへの半田乗り防止目的です。
➌空きライン3列のパターン/ランド除去で裏面からの部品位置確認が容易になりました。
➍電流容量強化で半田盛りが必要な出力回路側空きライン2/4/6と、ラッチ回路側空きライン3/7のパターン/ランドも剥離しました。


以上パターンカットを除く前加工は、眼病で視力低下の筆者が作業容易化目的で行ってますので、必要に応じ取捨選択してください。


3-2.出力回路の部品実装
食事の時に好きな物から食べる派と好きな物を最後に残す派が居ます。 どちらが良いと言う訳ではありませんが、仕事でも厄介な件から片付ける派と厄介な件は後回し派が居ます。 筆者は前者なので湖南電源放置が重荷でした。 電源は厄介な右側から製作着手します。

右下出力回路から部品実装開始です。 部品配置図では電流容量強化ラインを安全サイドに設定してますが実情に合わせ製作し解説を加えます。

➊470Ω1/2W抵抗2本を所定位置に挿します。
➋足曲げしないで半田付け、余分なリードをカットします。
➌出力トランジスタ2SC1359足を根元からでなく細くなった部分から足ピッチ広げる加工をして所定位置に挿します。
➍これも足曲げしないで半田付け余分なリードをカットします、赤丸部は大電流が流れないのでパターンを半田で濡らすだけで十分です。

➊電源出力ジャンパー線と出力-GND間2.7kΩに電源線半田付け足加工してから挿します。
➋黄丸大電流ラインはジャンパー線足曲げ半田付けで容量強化、他は足曲げしないで半田付け余分カット、隣接部品間パターン半田濡らしです。
➌BAT43x2本を挿します、1本はジャンパー線用足加工してます、方向に注意です。
➍ここも足曲げしないで半田付け余分カット、隣接部品間パターン半田濡らしですがつい半田量が多くなってしまいます。

➊電源GNDポリスイッチと出力トランジスタジャンパー線を挿します。
➋黄丸大電流ラインは足曲げ半田付けで容量強化、赤丸ポリスイッチリードは足曲げだけで半田付けしません。
➌トランジスタ2SC1815とエミッタジャンパー線2本を挿します。
➍足曲げして下側とGND上下接続ラインの容量強化をします。

➊電源からスピードダウンコンデンサ102Kと33kΩ及び2本のジャンパー線を挿します。
➋33kΩ電源側を足曲げをしてここまでの電源ライン容量強化をします。 以上で出力回路の部品実装完了です。


3-3.ラッチ回路の部品実装
次は入力回路上側ラッチ回路の部品実装です。

出力回路とラッチ回路のトランジスタ2種はそれぞれ向きを揃えてあります。 ラッチ回路部品実装終われば1/3完成、気分的には半分以上です。

➊部品谷間ジャンパー線3本を挿します、黄丸部は足を電極加工です、長さ不足で12V+とJ2端子共用で1ヶ所にしてます。
➋足曲げしないで半田付け余分カット、容量強化黄丸部は半田盛りです。
➌奥から470Ωとラッチ回路トランジスタ2SA1359を挿します。
➍半田付け余分カット半田濡らしですが、つい盛っちゃいます。

➊トランジスタ2本挿します、向きは同じですが足ピッチが違います。
➋足曲げしないで半田付け余分カットです。
➌上下接続GNDラインジャンパー線とポリスイッチを挿します、出力回路ポリスイッチは電源出力のみ、このポリスイッチは電源全体用です。
➍ジャンパー線とポリスイッチ黄丸部は足曲げ容量強化半田付け、ポリスイッチ電源ライン側は足曲げだけで半田付けしません。

➊ラッチ回路トランジスタベース抵抗は湖南電源で調達した300Ω1W仕様で設計しましたが、この抵抗在庫にして標準部品で製作する事にします。
➋470Ω1/2W2本リードをからげ半田付けします。
➌部品配置図で浮かせ実装指示したのは下にGNDジャンパー線があるからで、ショートしませんが念の為です。
➍足曲げしないで半田付け余分カット、パターン半田濡らしです。

有ると思ってた1μFが在庫切れ、DCジャック、パイロットランプ等他の必要部品と発注し到着待ちです。 良く見えない目でLED照明付き拡大鏡頼りの基板製作には前加工、特に空きライン設置、パターン剥離、2mm穴が非常に有効でした、これで1/3部品実装完了です。


ではまた。

Hyper-G Evo➌部品配置設計

Hyper-G Evo回路が確定したので部品配置設計に進みます。 高機能電源メイン基板を製作する筆者自身が必要ですし、これから電源製作に挑戦する方の為に、高性能電源メイン基板と高機能基板の部品配置設計も必要です。 後日電源製作ブログINDEXに掲載します。

【県営住宅 昼】
時代と共に様々な物が姿を消してますが、木造棟割長屋公営住宅もその一つ、昭和30-代に規格品の様に全国に建設され、1990年代に相次いで姿を消し建て替えられました。 筆者が住む地区にも昭和50年代に建設された次世代の木造モルタル2階建て県営住宅がありましたが昨年廃止されました。 建て替え計画はなく公営住宅需要が下がってる様です。


2.部品配置設計
2-1.設計方針
筆者は加齢黄斑変性を患い、ボケはありませんが歪みと遠近感低下で半田付けが苦手になりました。 電源製作挑戦者には半田付け経験が少ない方や老眼で視力低下の方もいらっしゃると思いますので、できるだけ簡単確実に基板製作できる様に部品配置を工夫しました。

➊正常時/ショート時に1A以上流れてパターン溶断の可能性がある場所を除き部品足曲げ半田付けせず、半田で濡らすだけにします、35μm厚銅箔が0.2mmになれば5-6倍です。
➋回路ブロック間に空きラインを設け、パターン面からの位置確認を容易にします、ライン番号記載が小さくて良く見えない人への対策です。
➌部品足曲げ部を電極にして、電極用ジャンパー線数を減らします。
➍基板1枚に収める為、パターカット/ジャンパー線を使います。
➎筆者専用対策かもしれませんが使用しないパターンを剥離切除します。


2-2.高機能電源メインボード
最初は筆者が製作する高機能電源メインボード部品配置設計です。

【過去記事より転載】
上記1CH高性能電源の空きスペースに、ラッチ回路、ピークホールドコンパレータ方式保護回路を組み込む設計で、増える部品数と設計方針の両立がポイントになります。

左端にPL回路と9V電源回路、空きライン挟んで三角波発生回路、また空きラインを挟んでコンパレータ回路、上がピークホールド方式保護回路、下がPWM出力回路用です。 更に空きライン挟んで右端上がラッチ回路、下が出力回路の部品配置になりました。

【県営住宅 夜】・・・全戸在宅とは限らない。
パターンカットが5ヶ所、ジャンパー線をピークホールド/PLの2本使います、青印は基板から浮かして取り付ける部品です。 貫通空きラインは3本ですが、電流容量強化が集中するラッチ回路と出力回路は2SA1359足を1本飛ばし使用にして空きラインを作ってます。


2-3.高性能電源メインボード
マスコン/ブレーキ制御を市販電源と同じVR制御にした高性能電源メインボードです。

高機能電源メインボードとの相違点は左下のみ、速度計用9V電源回路を速度調整回路に置き換えてます。 2.7kΩ/10kΩ/33kΩ/470Ω(1/2W)の抵抗4品種設計で、43kΩ=10kΩ+33kΩにする為、左下にパターンカットが1ヶ所追加になってます。


2-4.高機能電源基板
高性能電源速度調整回路が高機能電源では別基板『高機能電源基板』になります。 高機能電源設計・製作関連公開記事は延伸線電源仕様4ノッチで記載しました。 湖南電源は5ノッチ仕様で部品配置が異なります。

双方製作経験から4ノッチにはほとんどメリットがありません、延伸線電源は4ノッチで進めますが、今後製作着手される方には5ノッチを推奨し、製作情報も5ノッチに統一します。


◆5ノッチロータリースイッチ加工
Hyper-G Evo関連記事だけで製作できる様に補足説明します。

マスコンロータリースイッチの背面です、5ノッチは部品購入状態で使います。 高機能電源で一番配線が錯綜する場所で、高機能電源基板との接続は6本です。 写真は4ノッチ仕様で5ノッチ化には変更が必要です。

いくら回路図があっても実物・実態配線図で説明しないと『どうしたら良いか解らない』は当然です。 湖南電源製作で解説したかどうか定かでないので、ここに記しました。

 

筆者は改造で済まし製作しませんが最終回路の部品配置です。 右端タップ回路は5ノッチ仕様でできた余裕で上下GND接続ラインを追加しました。 筆者が配線取付改造した加速回路抵抗も基板実装です。 右上湖南電源のノイズ対策100μFを追加してます。


これでHyper-G Evoメインボード製作準備が整いました、後はやる気次第ですな。


ではまた。