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。

やっぱり部品選定が重要

修正図面を作成し過去記事改訂を完了しました。 心を入れ替えて電気は苦手な方の視点に立って進めますので、解り悪い部分があればビシビシご指摘ください(笑) とは言え三つ子の魂百まで、そそっかしい性格は生来の物で多分直りません、同時進行ゆえのミス訂正も多々あると思いますので、その点はご容赦ください。

【夜の機関庫】
lofthonsenはチョンボが多いとご理解いただき、1ヶ月ほど成り行きを見守り、これなら大丈夫そうと見極めが付いてから採用される事をお薦めします(笑)

部品誤用の大ヘマは確認不足もありますが、今回の用法なら汎用オペアンプ品種で大きな差が出るハズがないとハナから疑わなかった思い込みが原因です。 どうしてこんな特性差が出たのだろう?、またやらかさない為に検証しました。

NJM4580DD特性表から関係する仕様項目を拾い出してみました。
★スルーレートSR
立ち上がり立ち下がり応答速度です、5V/μsec、10V強の矩形波応答が各2μsecです。
★利得帯域幅積GB
動作周波数上限値の代表特性です、15MHzとなっています。

LN358N特性表を見てビックリ、SR0.6V/μsecは矩形波応答に各16μsec以上掛かります、GBは1.1MHzで1/10以下でした、この特性差が波形鈍りの原因と判明しました。

オーディオアンプなら歪率などの特性比較を行いますが、たかが20kHz矩形波発振回路、しかも積分し三角波にするなら高速応答性は不要と高をくくって強烈なカウンターパンチを喰いました。 やはり部品選定には慎重な調査が必要です(滝汗)

何度目か解らなくなった秋月発注です(笑)、送料も痛いですが佐川配送員はご近所のNさん、『またですか~』とニヤニヤされます。 これだけ性能差が出るなら、高性能オペアンプをついでにポチして性能比較したくなり調査しました。 秋月には電源電圧対応し差し替え使用可能な2回路入りオペアンプが20品種以上ラインナップされてました。

そこにこだわる理由は、現在(NJM4580DD)三角波先端丸みにより、コンパレータ安定出力最小パルス幅が約1μsecに制限されてるからです。 オペアンプ性能が高くオレンジ点線の様になれば、更に狭いパルス出力が可能になり、常点灯下限電圧が下がります。

特性図調査すると利得帯域幅積GBがNJM4580DDより高い品種は非常に少なく、一方で¥3,500/個もするハイエンドオーディオ用もありビックリしました。 最初に気になったのがコレ、汎用品の周波数特性を大幅に改善したNJM5532DDです。

スルーレート(SR)は5V/μsecから8V/μsecに改善しますが、利得帯域幅積(GB)は15MHzから10MHzに低下してます。 入手して実験しないと何とも言えませんが、格段の効果は期待できそうにないと考え見送りました。

次に気になったのがコレ、高音質オペアンプMUSES8920Dです、でも¥480です。

利得帯域幅積は11MHzと悪くなりますが、スルーレートは5V/μsecから25V/μsecに5倍も早くなります。 効果は期待できますが高くてお薦めできません。

そして一番気になり思わずポチしそうになったのがコレ、高精度オペアンプLT1364CN8です。 値段も破格ですが性能もズバ抜けています。

利得帯域幅積は何と70MHzです、スルーレートに至っては1000V/μsec!、ゼロ一つ違うんじゃないか?、単位がmV/μsecじゃないか?と老眼鏡をかけ直しました。 特性表直接比較できませんが、コンパレータNJM2403Dより高速応答性が数段優れてます。


かろうじてポチを思い留まったのは次の様に考えたからです。
①コレならエッジの立った矩形波とシャープな三角波が得られる、でも・・・。
②この性能を活かすにはコンパレータもコレで構成しなければ意味がない。
③千円掛けて常点灯下限電圧を0.2Vから0.05Vに下げる実用上の意味は何か?
④技術競技会ではない、安価な部品で実用性十分な性能実現の方がスマート。


と言う訳で、NJM4580DDを20個、部品代=送料で緊急調達しました(爆)


ではまた。

大ヘマをやらかしました

当初本記事その2以下を9/26更新予定でしたが、Hyper-Gテスターによる動作確認法執筆中にトンデモナイ大ヘマを発見しました。 まずはお詫びとその内容報告からです。


★大ヘマその1:思い込みって恐ろしい
『AさんのHyper-G製作記』で完成した基板のテスター動作確認予備実験として、オシロスコープで波形観察したところ異常を発見しました。

約20kHzの整った波形であるべき矩形波発振回路出力が、11kHzで立ち上がり立ち下がりが鈍っただらしない波形になっていたのです。

完成済みHyper-Gの矩形波出力波形です。 オペアンプIC初期不良を疑い交換するも変化なし、0.01μF(103Z)リード加工時クラックを疑い交換するも変化なし、1日悩み途方に暮れました。 そして思いも寄らぬトンデモナイ間違いを発見しました。

配線をかき分け完成済みHyper-Gを確認するとLM358NでなくNJM4580DDがICソケットに付いていました。 どちらも汎用2回路入りオペアンプです、この用法で性能差が出るとは夢にも思わず、¥25のNJM4580DDより安い¥20のLM358Nを選びました。


Hyper-Gを設計開始した3ヶ月前、調達したLM358Nを実装したつもりで、野小屋蛍光灯チラツキ回路使用のNJM4580DD残りを実装したまま気付かなかった大チョンボです。 視力低下は関係ありません、汎用オペアンプならOKの思い込みが招いた落とし穴に嵌りました。 疑いもしない処でミスをして気付かない、思い込みって恐ろしいです。

oomoriさんを始め既に製作着手された方、部品発注された方に多大な迷惑をお掛けし、言い訳のしようもありません。 コメントに送付先をお知らせいただければ(非公開)、NJM4580DD1個を郵送させていただきますので、該当者はお申し出ください。 ただし誠に勝手ながら、本日より2週間、10/9までに期限を切らせていただきます。


また『作れますよ!Hyper-G』以降の最新記事を優先して公開情報を順次改訂します。 設計初期製作記までの改訂には少々時間がかかりますので、ご了解ください。


★大ヘマその2:相手の立場で考えるって難しい
趣味の世界に係らず消費者(お客様)の購買行動は『コレ何できるの?』(利用価値)と『いくら?』(対価)で決まります、使用技術や原価には興味ありません。 現役時代、『そうだよ、コレが欲しかったんだよ』と言わせる待伏型顧客視点製品開発が重要と設計や商品企画担当者に言い続けていた筆者がとんだヘマをやらかしました。

【サミットは近い①】
市販電源より高性能なHyper-Gを安価に自作できる、利用価値と対価の明示で多くの方が興味を持ち、回路図、部品表、部品配置図提供で十分自作が可能と安易に考えました。 電気は苦手な読者(お客様)が、何が解らないか良く理解してなかったのです(滝汗)

【サミットは近い②】
oomoriさんがおう☆さんから頂戴したコメントでその事に気付き、従来線置換え電源基板製作を題材に『AさんのHyper-G製作記』を書きました。 基板製作も部品に触るのも初めての前提で考えると解らない事だらけでした。

『これじゃ作れない!』と感じた方も多かったと反省し、一番難解な基板製作と動作確認法追加で一段落と考えたところ、oomoriさんから追加リクエストをいただきました。

スイッチやボリュームは大型で単純な部品ですが、初めて触る人には訳の解らない物ですし、Aさんの視点で公開した筆者製作記を読み返すとやはり解らない事だらけでした。 そこで既に完成してるHyper-Gを題材に、基板と周辺部品の接続について『AさんのHyper-G製作記』続編を書く事にしました。


読者(お客様)の皆さん方が『やってみよう!』とハードルを下げる努力不足に恥じ入るばかりです。 筆者は『顧客視点欠如』と『企業の社会的責任不履行』を問題視してTOMIXを批判してますが、こんな事やってちゃその資格ないかもしれませんね(笑)


★余談:鉄道模型の『利用価値』は特殊
我々の趣味の世界で『いくらまでなら買う』あるいは『いくらでも買う』と判断する際の『利用価値』は、一般的な消費財の購買行動とかけ離れてると思います。 制御システムやレールはまだ一般消費財に近い部分がありますが、車両は非常に特殊です。

購入車両選びで車選びの様に加速性能や最高速を気にする人はまず居ません。 ほぼ全員JRXXのXXXX型が欲しいという『所有欲』ではないでしょうか? 入手すれば満足する『収集家』、走らせて楽しむ『走行派』、筆者の様な『時代限定風景派』、色合いは異なれど『所有欲』=欲しい気持を充足させる事が『利用価値』だと思います。

【欲しい物N0.1】・・・8620、デフなんか付けちゃ絶対ダメよ。

【欲しい物N0.2】・・・9600、ハチロク以上にデフが似合わないと思う。
無煙化から43年、平成が終ろうとしてる今、最晩年まで活躍したとは言え、大正生まれの蒸機を知る人も欲しいと思う人も減りつつあります。 KATOが8620を出せば価格見ずに予約入れます、オリジナル+復活SL人吉セットで何とか商売になりませんかね。


ちなみに、いくら欲しくても電気設計信頼ゼロの某社だったら絶対買いません、動画撮影時にロケットスタートしかできず、ガッカリさせられるの目に見えてますから。


【追記】大ヘマの後始末を優先しますので次回更新は未定です。


ではまた。

AさんのHyper-G製作記③

9/26部分改訂しました。


電気は苦手なAさんのHyper-G製作への挑戦が続きます。

【『AさんのHyper-G製作記①』より転載】
さあて次に取り付けるのはどれかな?


5.残り抵抗とコンデンサ取付(cont.)

部品表を見直したらコンデンサがもう一個あった、これは知ってる、ポイント切替に使うヤツだ。 部品に100μF/35Vと書いてあるから解り易くて良いね、白い帯に横バー、これマイナス記号?、とすると極性があるのかな?

部品配置図確認したら、電源ライン側にプラスと書いてある、反対側はGND、やっぱりこのコンデンサは極性があるんだ。

だったらこの向きだ、電源とGNDに接続する部品はあとポリスイッチだけだから、ここで電流容量強化した方が効率的だな、長いコンデンサ足も使えるし。

で、コンデンサ足と切り取った部品リード線で電流容量強化をした。 勘違いで指定以上にやった場所もあるけど、やり過ぎて不具合は起こらないハズだね。


6.ポリスイッチ取付
ポリスイッチなんて始めて聞いた、切れないヒューズみたいな部品らしい。

コンデンサに似たコレ、リード線が太いのは3A近く流すからだね、基板の穴にギリギリ入る。 ここも電流容量強化必要って書いてあり、lofthonsen製作記ではビニール被覆線が入らずに端子出してる。 でもこのリード線そのまま使えば手が省けるね。
【筆者註】写真は2.2A動作品です、推奨2.7A動作品は135と表記してあります。

こうしてポリスイッチリード線に電源スイッチ通った電源入力を繋げばOKだね。


7.トランジスタ取付に悩む
さあ次は訳が解らんトランジスタ、これが電源の心臓部なんだろうね。

最初は10個買って3個使う2SC1815Y、3本足が一列に並んでテーピングされてる。

もう一つは少し大型の2SA1359Y、どっちが表なのか裏なのか解り難い形だね、A1359って印刷してある方が表かな? これも3本足、部品配置図にE・C・Bって記号書いてあるけど部品には何にも書いてない、どっち向きに取り付けるんだ?

仕方ないからまた秋月のデータシートを確認した。 E・C・Bはエミッタ・コレクタ・ベースの略なんだね。 エート下の図面は下から見てるんだろうな、製図法なんて中学校の技術家庭でやったっ切りだから自信持てないな~。

こっちはどうだ、E・C・Bの順番は同じ、側面図あるけどヤッパリ自信持てないな。 素人はトランジスタ初めてなんだから簡単な見分け方を説明して欲しいよね。

【『作れますよ!Hyper-G第5版』より転載】
困ったなと思ったら改訂されたlofthonsenの記事に見分け方が追加掲載されてた。 秋月の図面は下から見た図で良かったんだ、これで取付できるぞ。

【『作れますよ!Hyper-G第5版』より転載】
型番印刷されてる方から見て、左からE・C・Bになってるのは両方同じだね。

基板右側トランジスタ密集部はこんな形、2SA1359を背中合わせにしてEとCは電流容量強化必要だから、追加になった出力ジャンパー線付けて半田盛れば良いんだね。

出力端子には部品リード線を輪にして半田付けした。

出力ジャンパー線と出力端子も当然電流容量強化だから半田盛りが必要だね。

2SC1815の部品配置図は3本並んでなくEだけが離れてる、リードの加工が必要なんだ、アレレ両方のCHで並びが違う、リード加工も変えなくちゃいけないね。

EはGNDなので両方で長さも違う、指定の穴へリードを差し込んで半田付け完了。

ポリスイッチ近くにある最後の1個は1列の素直な並びだから簡単に取り付けできた。 ヤレヤレ、えらい苦労したけどトランジスタ5個の取付完了だ。


8.半固定ボリューム取付
最後の取付部品は半固定ボリューム、いよいよ基板完成だな。

三角形に書いてある3本足の部品だね、GND端子も一緒に取り付けよう。

半固定ボリュームの取付は簡単だった、ケース取付部品と接続するビニール被覆線が何本かあるけど、これで基板完成だ。 GND端子に使用済みソルダーウィッグをL字型に半田付けしといた、動作確認や調整する時にテスター繋ぐのに便利だからね。

【Aさんが完成させたHyper-G基板】
初基板製作にしては良くできたんじゃないかな、これで動くよね。 アレレ動作確認ってどうやるんだ?、「テスター使えれば十分です」って書いてあるけど、動作確認方法どこにもないぞ。 最後まで面倒見てくれないと『作れますよ!』なんて言えないよ!


電気は苦手な方の立場で見直すと随所に説明不足があると解り、公開資料を加筆訂正しました。 近日中に基板完成後に行うテスターによる動作確認法を解説します。


ではまた。