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「踏切制御ユニット基板」の使い方

「踏切制御ユニット基板」の使い方について解説したいと思います。


【基板の説明】
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在線検知センサーを入力する端子は(1)~(3)があります。
使用するセンサー、動作モードに合わせて使用してください。


【複線 点制御モード】
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 下り線の場合、始動点Aを踏むと踏切が鳴動開始します。
 終止点Bを踏み、列車の最後部が通過すると、警報を停止します。

 上り線の場合、始動点Cを踏むと踏切が鳴動開始します。
 終止点Dを踏み、列車の最後部が通過すると、警報を停止します。

 下り線を逆走した際は、終止点Bを踏むと鳴動しますが、Bを抜けると鳴動停止します。
 その後、Aを踏むと鳴動開始しましが、終止点を踏まないので鳴動持続となります。
 (上り線の逆走も考え方は同じです。)
 この場合、タイマー復帰設定が有効の場合、一定時間経過後、鳴動を停止します。
 RESETスイッチを押しても鳴動を停止できます。

 警報区間に2列車以上在線させると正しく動作できず、1列車目が通過した際に鳴動を停止し、2列車目は無警報となります。始動点増やして並列に接続することで対応できますが、模型の場合、警報区間は概ね短いため「続行対策」は省略しています。

【複線 連続モード】
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 下り線はATを踏んでいる間、警報をします。ATを抜けると警報停止します。
 s88の在線検知の場合、電流を消費する車両の検知をしますので、貨車等で電流消費しない車両の場合、列車の最後部検知が出来ないことを注意してください。(在線検知の仕様です。)
 BTの接続も可能ですが、この例では省略しています。

 上り線はCT又はDTを踏んでいる間、警報をします。DTを抜けると警報停止します。
 上り線は警報区間の途中に信号機を設置したいため、検知区間を分ける必要がある例を示しています。

 連続方式の場合、逆走しても警報持続にはなりません。(警報区間から列車が進出すると鳴動停止します。)

【単線 点制御モード】
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 下り列車の場合、Bを踏んで警報開始します。Cを踏み、進出すると警報を停止します。この際、抜け側始動点Dのマスク処理を開始します。Dを踏んでもマスク中となっているため、警報しません。Dを抜けるとマスクを解除して、上り列車に備えます。

 上り列車の場合、Dを踏んで警報開始します。Cを踏み、進出すると警報を停止します。この際、抜け側始動点Bのマスク処理を開始します。Bを踏んでもマスク中となっているため、警報しません。Bを抜けるとマスクを解除して、下り列車に備えます。

 センサーの不検知、列車の途中折返し等があると警報持続したり、マスク中が継続したりと、動作が不正となるため、タイマー復帰モードが有効の場合は、一定時間で鳴動を停止してマスク処理を解除するようにしています。
(ある意味、強制的に鳴動停止させる危険な機能ですが、模型なので、警報持続も興ざめなところがあるのであえて機能実装しています。)
 警報区間中に駅があり、長時間停車する環境の場合、機能を停止させてください。

<注意点>
 B,Dを同時に跨るような長編成は正常に動作できません。(正確にはBの進出確定に2秒経過させていますが、その間にDを踏むとダメです。)
 動作がおかしい場合、短編成を、スケール速度で走らせてみてください。改善することが多いです。
 実物は、最低でも設計警報時間が29秒程度あるため、65km/hの線区でも警報距離は530m程度確保する必要があります。65km/hのローカル線に500mを超える列車は走行していません。130km/hの線区であれば同様に1050m程度となるため、なが~い貨物列車でも問題ありません。

【単線 連続制御モード】
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 下り列車の場合、ATを踏んで警報開始します。ATとBTを跨った際にBT側のマスク処理を開始します。ATを抜けると警報停止します。BT進行中はマスク処理が継続されます。BTを抜けるとマスクが解除されて、次の上り列車に備えます。

 上り列車の場合、BTを踏んで警報開始します。BTとATを跨った際にAT側のマスク処理を開始します。BTを抜けると警報停止します。AT進行中はマスク処理が継続されます。ATを抜けるとマスクが解除されて、次の上り列車に備えます。

 連続制御のため、途中折返し等で列車が警報区間からいなくなると警報を停止します。(点制御のような鳴動持続にはなりません。)




鉄道模型用「踏切制御」ユニット基板 頒布開始します。


 鉄道模型の踏切を作るために、警報音・警報灯を制御する「ALOSユニット」を以前作りましたが、これに接続して使用する「踏切制御ユニット」を作りました。

 両ユニットは積み重ねて使用します。
 ※積み重ねて使用する場合、「ALOSユニット」のソフトは2021.11.25公開のVer0.95以上を使用してください。
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 各種センサー類を接続して、DIPスイッチを設定することで、4つのモード切替を実現しています。

 (1)複線 点センサー(TCSセンサー、s88Nリフレクタ等の点センサー)
 (2)複線 連続センサー(s88N TrainDetector等の連続センサー)
 (3)単線 点センサー
 (4)単線 連続センサー

  各動作モードの様子はTwitterに動画をアップしていますので参照ください。
  (1)(2)の複線モードでは京成の倍速制御もサポートしています。(動画あり)


 頒布基板外観
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将来的には説明ページを作りますが、暫定的にこのブログにwiki的な説明を記載します。

技術的な相談は「デジタル鉄道模型フォーラム」にお願いします。
※警報持続する等の不具合の多くは、センサーと踏切が近すぎる、列車の速度が速すぎる、列車が長すぎるといった原因がほとんどです。不具合時は1両を低めの速度で走行させて様子をみて調整してください。

【前提条件】
 電子工作や、PICマイコンへの書き込み等の知識をお持ちであることが前提です。
 (ワンコインデコーダを製作されたことがあれば大丈夫だと思います。)

【必要工具・ツール】
 はんだごて、半田、ニッパー、およびPICKit等のPICマイコンへソフト書込みするツール
 パソコン(書込み操作をするため)、MPLAB X IDE(PIC開発環境)

【回路図】
 プリント基板を作成した際の回路図です。
 

【使用部品】
 秋月電子で購入可能な部品を中心に作成しています。LED等は相当品で問題ありません。
 TCSセンサー用のコネクタは秋月電子では未取扱いですので、当方の頒布をご利用ください。
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 (TCSセンサー未使用な場合や、使用でもコネクタを交換する等を行う場合は、当該コネクタは不要です)

部品番号 使用 数量 秋月品番
C1 100uF/16V 1 P-10271
C2,C3,C4,C5 10uF/16V 4 P-03116
C6,C7,C8 0.1uF/50V 3 P-00090
CN1 1X6 1 C-00167
X1~4 (TCSの場合) 53048-03 4 頒布他
CN2~5(その他) 1X3/90 C-01627
CN6 1X5/90 1 同上
CN7 1X10 15mm 1 C-07914
D1,2,3,4,5,6,7,8 1N4148 8 I-00941
IC1 PIC16F1827-I/P 1 I-04430
IC2,IC3 74HC132AP 2 C-07914
LED1,2,3,4 3mm 緑 4 I-00563
LED5,6,7 3mm 赤 3 I-16173
LED8,9 3mm 黄 2 I-15354
R1,3,6,9,12,14,15 10kΩ /1/4W 7 R-25103
R2,5,8,11 1kΩ /1/4W 4 R-25102
R4,7,10,13,16~20 2.2kΩ /1/4W 9 R-25222
RN1,2 10kΩ 集合4素子 2 R-11909
SW1 タクトSW 1 P-03648
SW2 ピアノDIP SW 1 P-15243
※基板間のスペーサは15mmのもの(例:P-07320)を使用ください。

【組み立て例】 回路図と部品表にチェックしながらをお薦めします。
※部品数が多いので誤取付に注意(一度ハンダ付けすると取り外しは困難です。)

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 ※上の写真はデバック用にTCS用コネクタと、ピンヘッダを両方付けていますが、
  ピンヘッダのみの場合はL型推奨します。(制御基板を2枚以上重ねる場合があるため)

【PICマイコンソフト】

 Hexファイル(書込み用):https://web.nucky.jp/dcc/fumikiri/ctrl/CTRL0.9.hex

 PICKitはCN1に直接は刺さりませんので、延長ケーブル等を接続して使用します。
 (基板の三角マークとPICKitの三角マークを合わせて接続します。)
 
 制御に使用する時素(チャタリング防止の時間タイマー値)を調整する場合や、
 好みの制御方法に変更する場合は、ソースを改変してください。

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【DIP SWの説明】
DIP SWの設定で動作モード等を変更できます。

※設定を変更した場合は、RESETスイッチを押してください。押さない場合、設定変更が正しく反映されません。

SW1 SW2 動作モード
OFF OFF 複線 点センサー
(A,B,C,D入力使用)
OFF ON 複線 連続センサー
(A,(B),C,(D)入力使用)
ON OFF 単線 点センサー (B,C,D入力使用)
ON ON 複線 点センサー
(A,B入力使用)

SW3 京成上下倍速タイプ
OFF 無効
ON 有効
※京成上下(倍速)タイプの制御は複線制御時に有効です。
(単線では上下同時接近があり得ないため)

※この機能はALOSユニットの音色変更を一つ上位にスライド制御する機能です。
 このため音色を「JR他 汎用タイプ」に設定しておき、「京成上下(倍速)タイプ」になるように使用します。
 他の音色設定とした場合、上下離合時に音色が変わってしまいますのでご注意ください。

SW4 鳴動持続時
タイマー復帰
OFF 有効
ON 無効
※タイマー復帰は「複線 点センサー」「単線 点センサー」の各モードのみ有効です。
 これは不用意に点センサーを検知すると警報持続となるため、一定時間経過後に強制的に鳴動を停止させる機能です。このため警報区間内で、徐行運転や長時間停車すると警報を停止してしまいます。
※連続センサータイプは警報区間から進出すると鳴動を停止するため、当機能は対象外となっています。

【接続端子】 以下の3種類のセンサー入力のうち1種類を用いて使用します。
・X1~4 TCSセンサー接続用
・CN2~CN5 汎用点制御センサー接続用 (1,3番ピンが中央2番ピンGNDに接続されると検知)
・CN6 汎用連続センサー接続用(▼側からA,B,C,D,GND A,B,C,Dに5V入力で検知)
 s88N TrainDetectorの場合、s88N Indicator経由で信号を取り出して接続します。

説明が長くなりましたので、詳細な使用方法等は後日、詳細解説ページを作ります。



近鉄全線走破の旅 その3(2日目)

週末を利用した、近鉄全線501.1kmを2日間で走破する旅の、第二日目です。

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地下鉄で京都に向かいます。五条7:20発。

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7:22京都着。
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近鉄 京都駅にやってきました。
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7:40発の特急「樫原神宮前」行きで、大和西大寺に向かいます。
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ビスタカーの2階席に初めて乗車します。
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東寺の塔を見ると、京都に来たと感じます。
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昨夜に続いて、大和西大寺に到着です。8:09着。
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8:19発 特急ひのとり「大阪難波」行きに乗り換えます。
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近鉄が誇る「ひのとり」に初乗車です。
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プレミアムシート最前列が予約できました。難波まで前面展望を楽しみます。
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生駒のトンネルを抜けると、眼下に大阪の街並みが広がります。
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布施からの複々線区間を進み、
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8:48 大阪難波に到着。隣に停車中の準急 大和西大寺行きに乗り換えます。
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大阪難波8:54発。
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今回使用したきっぷ。なぜか磁気異常となったため、大和西大寺で再発行してもらいました。
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9:00 鶴橋着。
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9:03発の準急「大和朝倉」行きに乗り換えて、
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途中の河内山本を目指します。
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9:16 河内山本着。9:17発 信貴山口行きに乗り換えます。
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同一ホームなので、1分乗り換えでもなんとかなります。
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9:22 信貴山口に到着。
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屋根が付いたこじんまりした駅です。
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木造の屋根はいつからあるのでしょうか。
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駅前に出てみました。
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ケーブルカーに乗り換えます。ホームは同じ構内にあります。
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塗装が、ヨーロッパの路面電車風と感じたのは私だけでしょうか。
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このケーブルカー。けっこう距離があります。
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9:37 高安山に到着。
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ちゃんと近鉄のマークがあります。
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駅舎近くの展望台に来ました。すばらしい風景です。
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あのケーブルカーに170人も乗れるのかと考えながら、折り返しを待ちます。
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本数が少ないので、次は10:25発です。
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日は出ていますが、もう秋なのか、風は結構寒いです。10:25出発です。
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10:32 信貴山口に戻ってきました。
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電車は結構な勾配を上り、信貴山口に到着します。
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10:40発の電車で、河内山本に戻ります。
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2駅、2両の運行ですが、ツーマン運行です。
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10:45 河内山本着。通常なら0番のりばの位置に5番のりばがあります。
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この後、賢島に向かうため、鶴橋まで戻ります。
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10:48発 準急「上本町」行きに乗ります。
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10:58 鶴橋着。昼食を買い込みます。
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11:16 特急「賢島」行きに乗り換えます。
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伊勢志摩ライナーのプレミアム席を予約しました。
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大和八木の短絡線には今回乗れませんでした。いつか乗ってみたいです。
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こちらの中川短絡線は、昨日の朝に通過しています。
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13:40 賢島着。
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賢島駅は近鉄特急の博物館の様相です。
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賢島駅の駅舎です。
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海辺まで少し歩いてやってきました。のんびりしたいところですが、
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14:00発の特急「大阪難波」行きで宇治山田を目指します。
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伊勢志摩ライナーの運転席後方は展望デッキになっています。
運転士さんがいませんが、後方展望です。ご心配なく。
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14:46 宇治山田着。ネットで特急券を購入すると、この区間は割引で320円で乗れます。
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宇治山田駅は、伊勢神宮への玄関駅。厳かな雰囲気の駅舎です。
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鈴鹿線制覇のための伊勢若松へは、15:00発 急行「名古屋」行きに乗ります。
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クロスシートの車両が入線してきました。
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津新町から多客で混雑しました。伊勢若松 15:55着。
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15:56発 平田町行きに乗り換えます。
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16:07 平田町に到着。16:13発で折り返します。
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駅舎は比較的小さいですが、駅員配置がありました。
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16:23 伊勢若松着。
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少し時間があるので、駅前に出てみました。
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急行「名古屋」行は伊勢若松を定刻16:43の3分遅れで発車。四日市に16:56着。
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いよいよ、近鉄完乗最後の路線「湯の山線」に乗り換えます。
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すこし時間があるので、駅前に出てみました。
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17:06 近鉄四日市発。湯の山温泉行きです。
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日も暮れた17:32 湯の山温泉に到着。近鉄完乗を達成しました。
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駅員配置駅です。
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17:36発 四日市行きで戻ります。
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18:04 四日市着。
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18:08 特急「名古屋」行きに乗り換えます。
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再び、ビスタカーです。
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2階席に揺られて、
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18:37 近鉄名古屋駅着。

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すべての行程の終了です。
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近鉄全線走破の旅 その2(1日目・後編)

週末を利用した、近鉄全線501.1kmを2日間で走破する旅の、第一日目の後半です。

近鉄 けいはんな線「永田駅」から
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終点の「学研奈良登美ヶ丘」を目指します。
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長田 14:30発
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14:53 学研奈良登美ヶ丘に着きました。
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けいはんな線は第三軌条式のため、スッキリしています。
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14:58発 向かいのホームの電車で生駒まで戻ります。
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15:07 生駒に着きました。
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ケーブルカーに乗るために、生駒駅から鳥居前まで歩きます。
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歩道橋で接続されており、すぐ到着します。
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宝山寺線は「ブル」号。ワンちゃんでした。
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こちらは単線並列の宝山寺2号線。今日は動いていません。
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それにしても凄い勾配です。15:20発。
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途中「ミケ」号。ネコちゃんと交換。ケーブルカーなのに踏切があるとは驚きです。
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15:24 宝山寺着。
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生駒の街が遥か下に見下ろせます。
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改札口を出て。
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少し散策します。
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なかなかの雰囲気です。
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土曜日でしたが、人影はまばらでした。
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駅まで戻って、山上線に乗り換えます。
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15:49発で生駒山上を目指します。
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こちらは途中駅があります。
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少し雲がありますが、秋晴れで気持ちがいいです。
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どんどん登ります。
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15:57 生駒山上に到着。
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ナンバリングもちゃんとあります。
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生駒山上遊園地がありますが、
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目もくれずに、
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2分ですぐに折り返します。生駒山上15:59発。
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今度はどんどん下ります。
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ケーブルカーの分岐器は、トングレールが密着していないので、いつ見ても心配になる。。。
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宝山寺に戻ってきました。16:05着。
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またもや「ブル」号。
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宝山寺 16:10発で鳥居前に戻ります。
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鳥居前16:16着。
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生駒駅に戻り、生駒線に乗り換えます。
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16:32発の普通「王寺」行きに乗ります。
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生駒線はワンマンです。
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王寺に16:58着。
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JRに隣接する王寺駅。
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徒歩で新王寺駅を目指します。
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新王寺駅まで5分とかかりません。
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17:01発「西田原本」行きに乗ります。
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西田原本 17:24着。
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西田原本はこじんまりした駅舎です。
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ロータリーを隔てた田原本駅へ。踏切を渡った樫原神宮前方面の駅舎です。
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子供のころ時刻表で路線図を眺めて、近鉄には田原本線という本線があると誤解していました。
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17:33発。普通「樫原神宮前」行きに大和八木を目指します。
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大和八木17:40着。
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約10時間ぶりに戻ってきました。
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17:48発 急行「京都」行きで、
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天理線との乗換駅の平端まで行きます。
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平端に17:57着。
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乗り換え駅でホームは3本ありますが、駅前は比較的暗い周辺でした。
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18:09発 普通「天理」行きで、終点天理を目指します。
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平端駅の天理線ホームはカーブしています。
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18:15 天理着。雨が降ってきました。
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多客期に臨時列車を多く設定できるようにか、立派な駅です。
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JRの天理駅の改札は少し離れた位置にあります。
駅舎の上はJR線のホームになっています。
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駅前も多客を想定した作りになっています。
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18:27発で平端に戻ります。
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18:33 平端に戻ってきました。
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さらに樫原線を北上します。18:38発 普通「京都」行きで、
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大和西大寺を目指します。
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18:52 大和西大寺着。奈良線に乗り換えです。
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18:55発 快速急行「奈良」行きで、
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近鉄奈良を目指します。
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地下駅の近鉄奈良に19:01着。
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夕食を取りに駅前に
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19:39発の大阪難波行きで再び大和西大寺に向かいます。
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大和西大寺19:45着。
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京都方面の乗り継ぎが悪いため、特急に乗ってしまいました。s-IMG_8670.jpg

19:55発 特急「京都」行きに乗車。
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京都まで乗るつもりでしたが、丹波橋で途中下車。
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改札口を出て、
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京阪電車に乗り換えます。
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20:23 特急「出町柳」行き
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京阪が誇る8000系に乗車。
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祇園四条 20:31着。
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この雰囲気を味わいたくて、急遽乗り換えたのでした。

祇園 花見小路
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八坂神社
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本日は、京都に投宿。明日に備えます。


近鉄全線走破の旅 その1(1日目・前編)

先週の週末を利用して、近鉄全線501.1kmを2日間で走破の旅に行ってきました。

備忘録的にブログにアップしたいと思います。

2021.10.16 早朝の近鉄名古屋駅。5:58発 特急「大阪難波」行きで大和八木を目指します。
近鉄って6時前から特急が走っているのですね。
6:00ちょうど発でもいい気がしますが、ダイヤの関係でしょうか。
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大阪難波行きのアーバンライナーに乗車です。
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7:46大和八木に到着。
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階段を降りて、橿原線のホームに。
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7:52発の普通「橿原神宮前」行きに乗ります。
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そしてすぐに橿原神宮前に到着。7:58着。
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南大阪線のホームを目指し、8:02発 急行「阿部野橋」行きに乗車です。
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8:22。古市で下車。
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河内長野を目指します。
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8:27発 準急「河内長野」行に乗車。
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富田林から単線を進み、8:45 河内長野に到着。
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南海電車が見えます。
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すぐ折返しの 8:48発 準急「阿部野橋」行きに乗車します。
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先ほど通った古市の先、道明寺に到着。9:08着。
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駅前には碑がありました。
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道明寺線のホームは行き止まり式。
9:19発 普通「柏原」行に乗車。
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JRとの乗換駅。柏原に到着。9:23着。
そのまま9:28発 普通「道明寺」行きで戻ります。
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道明寺9:32着。この後の時間を稼ぐため、同9:32発の準急「河内長野」行きに乗り換えて古市に向かいます。
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古市9:34着。
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9:38発急行「吉野」行きに乗り換えます。
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御所線走破のため尺土で下車しました。9:49着。
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9:56発の普通「尺土」行きに乗り換えます。
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近鉄御所10:04着。
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近鉄御所駅前です。JR和歌山線の御所駅はほど近いです。
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10:24発 普通「尺土」行きで尺土に戻ります。
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尺土に10:33着。
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この後、吉野から乗る「青の交響曲」が入線してきました。
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退避していた10:40発 準急「橿原神宮前」行きに乗り換えます。
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樫原神宮前に10:51着。

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青の交響曲に乗るために吉野に向かいます。
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ここから吉野方単線です。入換信号機が見慣れない形をしています。
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11:03発 普通「吉野」行き。
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吉野に11:53着。
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吉野駅は山間の玄関口の佇まいです。
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ドームがある終端式ホームです。
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12:35発。特急「青の交響曲」「阿部野橋」行きに乗車します。
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通勤車改造の特急ですが。。。
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内装は落ち着いた雰囲気です。
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ラウンジ車両では食事や喫茶が提供されています。
昼食に「大和肉鳥カレー」を食す。ミネラルウォーターが電車の図柄です。
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定刻13:51を少し遅れて阿部野橋に到着。
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改札を出て、地下鉄でワープします。
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谷町線14:00発の「大日」行きに乗車。
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谷町四丁目で下車。
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中央線のホームに移動して、
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14:10「生駒」行に乗り換えです。
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中央線が直通している、近鉄の長田駅を目指します。
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そして長田駅で一旦、下車します。
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