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。

ポイント切替電気講座⑨Peco その1

 ポイント切替電気講座はPecoだけ残し間が空いてしまいました。 16V/3.33A仕様ソレノイド試験法目途が立たず、コンデンサ切替推奨回路がずっと気になってました。 そろそろ決着したいと、手持ち機材をやりくりして実験しました。

①PecoポイントマシンPL-10です、ソレノイドが2個並び中に鉄芯が入ってます。
②鉄芯に取り付けられたピンがトングレールスライダーを切り替える構造です。
③PecoポイントスイッチPL-26です、PL-10とセットで親爺ぃさんから頂戴しました。
④がおう☆さんから情報提供を受けた通り、ソレノイド抵抗は4.8Ωでした。

電流3.33A用に30芯ビニール被覆線で配線しました、この3本配線2本化がコンデンサ切替目的の一つです。 気にせず半田付けしたので、青が+赤が-になっています。

最初はポイントスイッチON時間の計測です、純正スイッチON時間から切替必要最低時間を推定しないと、コンデンサ容量を決められません。 ポイントマシンとスイッチのみでKATOハイパーD電流制限2Aの範囲内に収まる9Vで計測しました。

10回の計測結果は40~70msec、ON時間誤差1.75倍はKATOより精度が低く、TOMIXよりかなり良い値で、コントロールパネル設置可能な超小型スイッチでこの性能は褒めるべきだと思います。 電圧波形はPWMなのでこの様になります。

ポイント切替性能確認は実際に切り替えて計測するしかありません。 PL-10を強力両面テープでポイント裏側に貼り付ける方法を試行しました。

ところがトングレールスライダーに段差がなく、スライダーも接着されたので、ポイント裏面に両面テープを貼り直しPL-10に固定しました。 PL-10ピン移動量>トングレールスライダ―移動量の関係になっており、目分量で左右均等に割り振りました。

2A電流制限回路内蔵KATOハイパーD最大出力では無理と承知しつつ、切替試験をしました。 全く動く気配がなく、切替電圧波形は6.7V/1.4Aでした。

そこでハイパーD本体をバイパスして15V/2Aアダプタ出力に接続すると、気持良くパチパチ切り替わりました。 電流定格オーバーで電圧は落ちますが13.5V/2.81Aでした。


本講座で解説した通りソレノイドは瞬発力部品なので、KATOと同じくある電流値を境に作動/非作動が明確になり、その値は1.4A~2.8Aのどこかであると解りました。

そのエリア電流になるKATOポイント電源改修後も腕木式信号機切替使用中12V/5A電源でテストします。 TOMIXポイントスイッチサイドコネクタから給電しました。

ソレノイド4個入りKATO両渡り線5.1Ωで9.6-9.8Vだった電圧は更に低下し9.0V/1.88Aでした。 通電音は聞こえますがトングレールはピクリとも動きません。

1A仕様定格ビニール被覆線往復8mの配線抵抗損失があるので、電源出力端から給電すると11.2V/2.33Aでした。 定位⇒反位は10/10切替可能、反位⇒定位は2/10でした、この辺に閾値がある様です。 何故切替方向で差が出るか不明です、恐らく両面テープ固定精度の問題で、純正取付部品を使用すれば様子が変わりそうです。

計測結果をまとめました。 KATOソレノイド試験結果を参考に、多少の安全係数を見込んで、安定動作必要ソレノイド電流は2.4Aと結論付けました。


ではまた。

重連貨物列車TEST動画製作

先日の投稿記事『生野駅重連貨物動画絵コンテ』でスマホ撮影した画像で製作したTEST動画が完成しましたので、製作過程をツールを含め紹介します。 公開している効果音付き露太本線動画は、すべて同じ方法を採用しています。

画像はWIN7プレインストールされているムービーメーカーを使ってます。 機能は限定的ですが使い勝手は良好です、動画カット不要部を削除し繋ぎ合わせるだけの簡単な作業です。 画像基準で効果音を作り込みますが、これが非常に手間がかかります。

音編集ソフトはフリーを含め数多くありますが、使い勝手を比較評価してNCHのWave PadとMix Padを購入しました。 オーストラリアの会社で支払いは豪ドル、約1万4千円でした。 数時間使える無償お試し版がありますのでご興味がある方はどうぞ。

Wave Padで蒸機走行音にフェードアウトを加えている様子です。 折りを見て収集した音源素材から「部分切り出し」「圧縮伸長」「増幅減衰」「エフェクト」加工したパーツを大量にストックしてます。 加工した継目にプツ音等は発生しません。


例えば、ジョイント音走行速度を遅くするには、圧縮伸長では音質がNGなので、一部をコピーして間にペーストして間隔を広げるなど、自由度が高い加工が可能です。

Mix Padは最大13chの多重録音ソフトです、ch毎にゲインコントールを始め様々な機能があります。 今回動画の製作過程です、ミキシングしてMP3ファイルにして画像に重ね、タイミング・速度同期・音量を確認し修正の繰り返し作業です。

部分拡大しました、各パーツをクリック「編集」でWave Pad加工可能になり、双方ソフト連携で使える様になっています。 貨物列車発車時に連結器遊びが詰る「ガシャガシャガシャーン」音、どこに仕舞ったか発見できず今回は加えられませんでした。


画像に重ねて視聴確認、要修正点や追加パーツを拾い出し、修正して再確認のサイクルを納得できるまで数十回行い、7ch、25パーツで音声が完成、最後にMP4ファイル保存して動画完成です。

Nゲージレイアウト国鉄露太本線13「生野駅重連貨物TEST」
様々な効果音の多重録音で臨場感のある動画になると考えています。 絵コンテ後半の習作としてご覧ください。


ではまた。

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。