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踏切警報音の実験 その1

鉄道模型向けの『踏切警報音の実験』をするため、実験回路を作成してみました。



 鉄道模型向けの踏切は、キット形式なものから、完成品まで、いろいろなものが発売されていますが、警報動作を自分好みにカスタマイズできないのが難点。

 特に、TOMIXやKATOの製品は出来ももちろん良いのですが、値段もそれなりなので、手が出ずにいました。
 駅中間の踏切はまだしも、駅構内の踏切の再現はメーカー製ではまず困難です。実物も踏切は一品料理。場所ごとに制御回路が違うのです。

 そこで、自分好みにカスタマイズできるような踏切を作るために『基礎研究』をしてみました。

 列車検知や単線の抜け側逆動作防止などは、昼間の仕事の知見が活かせるので、まずは、ギミック面で中心となる警報音を発生させるための回路の研究を行います。

 警報灯の点滅は、比較的に簡単に作成できますが、警報音となると一気に複雑になります。

 鉄道総研のWebページでは、音の高さを700Hz±15Hzと750Hz±15Hz 、鳴動回数が130回±5回/分と記載があります。

 実際の踏切で使用されている警報音発生器のカタログには詳細の記載がないようです。

 そこで、Windows上で動く、スペクトルアナライザ(WaveSpectra)を使用して、各社の踏切の警報音の周波数を分析してみることにしました。
 一例ですが、450Hz付近にピークがあります。その次は550Hzです。

2021-06-05.png

 このような感じで各社の踏切の警報音の周波数を解析した結果が以下です。
(回路自体を調査したわけでもありませんし、現地の全踏切で同じ警報音発生器を使用しているとも限りませんので、必ずしも正解でない点をご理解ください。)

 小田急 450Hz、550Hz
 東急、京急 550Hz、650Hz
 東武 600Hz、650Hz
 JR、相鉄、名鉄、京阪、近鉄、阪神、西鉄、阪急、南海、京成 他 700Hz、750Hz
 西武 520Hz、660Hz

 ネットや書籍で発表されている電子工作の警報音は単音で生成されていることが多く、これが物足りなさの原因でもありそうです。

 以上を踏まえて、オペアンプで2周波数を発振、鐘のような変調を行う回路を作成してみました。
 (冒頭にアップした、Youtubeで音が聞けます)

 単純に2つの周波数を混ぜ合わせるだけでは、カンカンとはならないので、音の立ち上がりを早く、余韻をもって立ち下がっていく工夫が必要です。

2021-06-12 (2)

 今後、以下の改良を行う予定です。
 ・5V単電源化 実験した正負5V電源では電源回路が複雑になるため簡素化
 ・マイコンによる発振 オペアンプを使用したアナログ発振では調整が必要

 ちなみに、実際の踏切は、警報灯と警報音のタイミングはズレていますが、そもそも別の機器で制御しているので、ズレるのは当然です。断続は50回/分が標準とカタログに記載されています。

 このあたりも忠実に再現(もちろん回数調整可能)する予定です。

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