モバイルDCC2017年05月01日 15:54

 鉄道模型市でミント缶DCCコントローラキットを買ったので、モバイルDCCコントローラとして組み立てを考えていました。ゆうえんさんのブログに作例が載っています。その中で、電源用電池をアルカリ単3×3本にすると、短時間しかもたないという話がでていました。スマホ充電用のリチウムだと問題ないようです。
 そこで、ニッケル水素(Ni-MH)充電池ではどうかということを実験してみました。家に2種のeneloopがあったので、さっそく実験です。eneloop pro、と普通のeneloopです。
 USBインタフェースの単3×4本直列の電池ボックスにUSBテスターとUSB:5V→12V変換ケーブルを接続して12Vに昇圧し、DesktopStationに供給しました。まだ、ミント缶は組みたてていないので...

<結果>
(1)eneloop proはすごいヤツです。
3時間、正常動作を続けました。出かける用事があったので、途中で実験を中止しています。
電源電圧は、当初4.40Vくらいあったのですが、3時間後は、約4.17Vまで下がっています。消費電流は、0.35-0.41Aです。タイフォンを鳴らすと、さらに0.03-0.05Aくらい消費します。
モータは44%出力、サウンド音量は12(静かな室内でちょうどよいくらい)
(2)普通のeneloopは、約45分でdesktop stationが停止しました。
当初は4.52Vくらいでしたが、時間とともに急速に低下していきました。停止時は約3.29Vでした。条件は、(1)と同じにしています。

居酒屋でデモする程度であれば、どちらの電池でも大丈夫です。展示会や定例会では、5~6時間は動いてほしいので、eneloop proを2セットくらい用意するか、スマホ用リチウムがよいと思いました。
また、今回のテスト車輌は消費電流が少ないので、モータが大きい、サウンドの音量が大きいなので、結果は変わってくるでしょう。また、DC/DCコンバータの効率も影響しています。

以下、テスト環境です。
<ニッケル水素充電池>
(1)eneloop pro(1.2V 2400mA) × 4本直列
(2)eneloop(1.2V 1900mA) × 4本直列
<DC/DCコンバータ>
5V:USB→12V変換ケーブル (中国製)
<電池ボックス>
単3×4本、出力USB、USBテスターを接続
<テスト車輌>
・片ボギー式ガソリンカー(テフ58×2台の切り貼り)
・モータ:IMON小型モータ
・ライト;Chip LED ×2(ヘッドライト、テールランプ)
・サウンド:Micro-Tsunamiサウンドデコーダ

DC-DC変換とUSBテスター2017年04月15日 00:48

 4月の頭にAliExpressに注文していたDC-DCコンバータとUSBテスターが送られてきました。
 このDC-DCコンバータは両端がUSBと5.5mmコネクタになっており、DC5VからDC12Vへのステップアップをおこないます。お値段は、なんと$1.42です。
USBコネクタに「12」のシールが。12Vの意味か?
ちゃんと5Vを12Vに昇圧してくれています。右の白いのが5V出力のスマホ用バッテリーです。

DCCコントローラ(通称:白い箱)に接続して、流山を運転中。AC/DCコンバータが不要なので、コンパクトにまとめられます。

 そしてUSBテスターは、USB側の電流・電圧のほかに電力・温度やBATT容量などが測れます。こちらも$3.28というお値段です。もちろん、ちゃんと機能しました。
 これらを使えば、スマホ用などの5VバッテリーをDCCコントローラの12V電源として使えます。ちょっとした試験運転や、アウトドアや飲み屋でのデモ走行などに使おうと思っています。
 上の写真は、バッテリーのUSB出力にテスターを接続し、ステップアップケーブルでDCCコントローラへ接続。使用電圧と電流を確認しながら走行テスト中のものです。

DCCテスター2016年12月07日 00:35

片ボギーガソリンカーのサウンドデコーダの調整のために、DCCテスターをこさえてみました。テスト中に1台デコーダが動作不良になり、いろいろ原因切り分けが必要となったためです。ありあわせのモーター、スピーカ、前後ライト用のLED+CRDと、新規に購入した接続用クリップで構成しています。汎用基板上に並べました。

とは言いつつも、クリップだけは使いやすいものをということで、ややコストをかけて先の細いものを採用しました。秋月電子でICクリップという名称で売っています。20個入りで2000円ですが、10色ありデコーダのケーブル色に合わせることができます。先もかなり細く、他のクリップとのショートもしにくい構造になっています。デコーダのケーブル色に合わせてつなげばよいので、機械的に確実な作業が行えます。お勧めできます。

接続した状態は、こんな↓感じです。あまりスマートではありませんね。今度、本体をケースか箱に収納しようと思います。
今回はこのテスターを使い、まずはデコーダ単体でサウンドとライティングの設定を行い、車輌搭載後はモータの調整を行っています。簡単なテスターですが、重宝しています。

ちなみにサウンドデコーダの不調は、片方のライトが常時4VくらいでON状態になるというものです。リセットなどしたのですが、結局直りません。メーカ送りになりそうです。

Stayin' ALIVEⅡ !2016年12月04日 21:26

タイトルを変更しました。 
DCCサウンドデコーダ(SoundtraxxTSU-750)とコンデンサの接続テストの続きです。南薩テフ改の片ボギーガソリンカーに搭載して実走テストをしました。
①コンデンサなし、②デコーダ付属の220μF、③1000μF、④3300μFの4種での比較です。発車直後や停車直前を想定して厳しめの超スローでテストしました。線路はIMON組線路を使い、軽くクリーナで拭いています。ちょっと長めで単調な8分の動画ですがご覧ください(ココをクリック)。コンデンサはあえて屋根上に載せて、見える化しています。
コンデンサなしの場合は、瞬断が頻発して、安定しない場合がありました(動画では3回)。デコーダ付属の220μFでかなり改善します。それでも、何回か瞬断が発生しました(動画では2回)。1000μF、3300μFだと瞬断はほとんどありません(動画ではゼロ)。スペース面を考えると、1000μFが適当のようです。
走行速度が早い場合や、フルボギー車やなど集電軸が多い車両は、おまけのコンデンサ程度でも安定走行します。

<まとめ>
○Soundtraxx社サウンドデコーダは、最低でも付属のコンデンサ220μFは必須(取説にはoptionalと記載がありますが)。
○コンデンサを1000μF以上にすることで、瞬断対策がより上がります。効果はあくまでも瞬断のみ。
○しかし、超スロー走行状態では、まったくゼロというわけではありません(3300μFでも瞬断することがあった)。
○スペース的には、小型車輌向けは1000μF(25V)が適当。
○部品コストはとても安い!(目安)ダイオード10円、チップ抵抗14円、コンデンサ50~100円。
なお、実装は、自己責任でお願いします。

Stayin' Alive !2016年11月14日 00:27

soundtraxxのデコーダには、小さなコンデンサ(220μF)がついています。取説にはdirty track上での動作改善ということで、短時間の無電状態をコンデンサに蓄えた電気で補うという仕掛けです。この短時間は、ほんとうに極く短時間のようで、手で電源のOFF/ONして接触不良を模擬すると、止まってしまいます。LENZ POWER1のように1秒くらい動作を保持するすることはできません。
もう少しなんとかならないか、ということでネットを探ると、北米のHPに1000μF以上のコンデンサを接続する例が載っていました。2013年の記事です。
大容量のコンデンサへの突入電流からデコーダやコマンドステーションを保護するため、コンデンサと並列でそれぞれダイオードと抵抗を接続する回路になっています。定量的な理解はできていないのですが、コンデンサに充電するときは抵抗を経由してゆっくりと電流を流し、逆に無電状態になると、順方向のダイオード経由で直ちにバックアップする仕掛けと理解しました。
ならばということで、秋葉原で材料を購入し、2つの容量で実験をしました。
<材料>
・コンデンサ 1000μF、3300μF(耐圧25V)
・ダイオード 汎用整流用 1N4007-B
・チップ抵抗 100Ω(1000μF)、220Ω(3300μF) <2W>
接続状態:上が3300μF、下が1000μF、緑+、白ー

 TSUNAMI TSU-1000デコーダに接続して、実験したところ、ざっくり以下の無電時間で動作を継続しました。モータの種類や音量によっても変わるものと思いますが、だいたいの参考にはなるでしょう。測定は、電源線を手で接触/非接触させて、10秒間の平均を出したものです。サウンドは連続していますが、モータは、OFF期間で回転が落ちます。

<結果>
・1000μF:約0.2sec
・3300μF:約0.3sec
<負荷>
・IMONモータ 25/128ステップ
・音量 10/255

低コストで安定した動作を実現するには効果的です。小型車輌には、1000μFくらいの大きさがちょうどよいようです。
逆に集電の厳しい2軸車には、このスペックだとちょっと不足かもしれません。LENZ POWER1や、TCS KAシリーズが必要ではないでしょうか。片ボギーガソリンカーに実装して、もう少し確認しようと思います。