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。

制御の基本と応用技法 その6

制御の基本と応用技法の続編です。

【夕焼けのキハ その2】


5-3.操作系の見直し再設計
湖南第1本線中間駅進路選択と信号機制御を、到着と出発それぞれ2P/3Pトグルスイッチで行う方法で操作系設計しましたが、oomoriさんからダメ出しがありました。

oomoriさんには電気関連記事の解り易さについて、筆者と読者の橋渡しバロメーター的役割を務めていただいており、耳を傾けない訳にはいきません。

【『制御の基本と応用技法その5』より転載】
改めて操作系を見ると、到着進路選択で右側内周り/左側外周り駅進入ポイント/信号機制御、出発進路選択も操作系と動作部がクロスしており解り易さに難があります。 2Pは2ポジション、3Pは中立含め3ポジション、到着/出発各5ポジション、10ポジションをトグルスイッチ4個操作なら馴れれば大丈夫の考えには無理がありそうです。

oomoriさんアイディア押しボタン式を採用するとトグルスイッチ4個10ポジションが10個の押しボタンになります。 駅入口の対応する位置で進路選択、駅中央で出発進路選択(2番線双方向)、ボタン設置スペース問題がなければ解り易く操作性が改善します。 しかしこの案は以下の問題があり採用できません。
◆制御線数の大幅増大
中間駅中央でブロック分割されるので、それぞれにArduino搭載予定ですが、10基信号機中6基が4灯式で計36本の制御線が必要です。 進路選択はトグルスイッチなら制御線6本で済みますが、押しボタン式は開通方向表示LEDを含め20本必要です。

【フィーダー切替採用予定リレー】
また、トグルスイッチはリレー直接切替可能ですが、押しボタン式では制御線2本追加、しかも消費電流がArduino直接駆動仕様を越え電子スイッチが必要です。 制御線はポイントサーボ切替8本、センサー入力4本、左右Arduino連携にも必要で、押しボタン式採用による大幅増を許容できないのです。 さあ困りました。
◆依頼主と仕様再検討
そこで依頼主「がおう☆」さんと操作性/機能及び優先順位について再度打合せを行い、コミュニケーションエラーがあった事が解りました。

打合せの結果、到着/出発進路選択を1本化して操作性を改善し、補助手段を追加する案に落ち着きました。

進路選択は3P/2Pのトグルスイッチ2個だけスッキリしました。 内周り/外周りに停車ボタンを設置しますが、走行には関係ない制御補助手段です。 oomoriさんのコメントがなかったらコミュニケーションエラーを見逃してた可能性が高く、大変助かりました、ありがとうございました。


5-4.進路選択の論理設計
操作系仕様が固まったので進路選択の回路と論理設計を行います。 ここではセンサーは忘れてください、停車ボタンについても最後に解説しますのでとりあえず無視です。

線路配置図2番線上3PトグルスイッチSW1と、3/4番線間2PトグルスイッチSW2をこの様に配線します、制御線はA11/A12/A13の3本です。 図は3P中点、2P下の内周り/外周り本線開通デフォルト(初期)状態です、リレー1/2共にOFFで2番線F3は非給電です。

デフォルトと言ってもこの状態で電源入れる必要はありません。 A11がLで内周り本線1番線開通、A12/A13共にLで外周り本線3番線開通の論理です。 ポイント全て定位、場内/出発信号機は1/3番線が青、他は赤にArduinoで制御します。

2番線を内周り本線列車待避/終着線に使う場合は3Pを下に倒します。 リレー1がONし2番線F3は内周り本線フィーダーF1に接続され、制御線A11がL⇒Hに変化します。

A11がHで内周り本線2番線開通の論理です。 2番線が内周り本線一部になる様ポイント3個を切り替え、場内/出発信号機は2/3番線が青、他は赤にArduinoで制御します。

2番線を外周り本線列車待避/終着線に使う場合は3Pを上に倒します。 リレー2がONし2番線F3は外周り本線フィーダーF2に接続され、制御線A12がL⇒Hに変化します。 前記2番線を内周り本線従属、3P下から切り替える場合でも、必ず中点デフォルト状態を通過するのでポイント切替異常等は発生しません。

A12がHで外周り本線2番線開通の論理です。 2番線が外周り本線一部になる様ポイント3個を切り替え、場内/出発信号機は1/2番線が青、他は赤にArduinoで制御します。

4番線を外周り本線列車待避/留置線に使う場合は2Pを上に倒します。 リレー1/2共にOFFで2番線F3は非給電です。 この時3Pは中立/上に係らず制御線A12はL、A13がL⇒Hに変化します。 つまりSW1の誤操作に対するフールプルーフをしてます。

A13がHで外周り本線4番線開通の論理です。 4番線が外周り本線一部になる様ポイント2個を切り替え、場内/出発信号機は1/4番線が青、他は赤にArduinoで制御します。

最後は4番線を外周り本線列車待避/留置線に、2番線を内周り本線列車待避/終着線に使う場合で、2Pは上3Pは下に倒します。 リレー1がONし2番線F3は内周り本線フィーダーF1に接続され、制御線A11とA13がL⇒Hに変化します。

外周り本線4番線、内周り本線2番線開通なので、それぞれが本線一部になる様ポイントを切り替え、場内/出発信号機は2/4番線が青、他は赤にArduinoで制御します。


◆停車ボタンについて
追加設置した停車ボタンについて解説します。 停車に必要なボタンではなく信号機表示を補正制御するボタンなので使わなくても運転に支障ありません。

依頼主はレイアウト完成時動画撮影計画をお持ちで、中間駅終着列車2番線進入、効果音ATS警報音がキンコン鳴ってるのに出発信号青ではサマになりません。 この問題が気にならなければ停車ボタン不要ですし、必要な時だけの使用法もあると思います。


以上の様に中間駅5種の全進路パターンに対し、2個のトグルスイッチで以下制御を行います。 停車ボタン2個は割り込み制御付加機能です。
①8個のポイントサーボ切替のArduino制御信号出力。
②10基の信号機切替のArduino制御信号出力。
③2番線の内周り/留置/外周りフィーダー従属接続切替。

操作性は合格点と考えてますが、oomoriさんの採点や如何に(笑)


◆梅雨夕焼け
田植えから1ヶ月少々、水田ではイネが順調に成育中です。

農道からの低目線ではランダムに見えるイネ株の並びが、少し上から眺めるとこの通り、水田際だけ田植え機が90度向きを変えて田植えしてます、8条植え田植え機ですね。


ではまた。

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