Nゲージ電機用コントローラ (その8) 運転台全形

現在PICマイコンを使ってのNゲージ関連のコントローラ、制御盤、ターンテーブル、ポイントマシンなどの製作を並行して進めている。

それぞれが相関関係を持っているので並行して作業しているのだが、遅々として進まず、作りかけでそのまま放置されているパーツやら、ものによっては買ったまま手つかずのパーツがいっぱい。

特に作りかけのパーツは何とかしないと場所をとってしょうがない。

ということで、ここらで運転台の木工、金工で作りかけているパーツを組み上げることにした。

 

運転台ベース
ベースは4mm厚の合板。
幅580mmで、一番出っ張っている右端の主幹制御器が載る部分の奥行は300mm。

一応図面を書いて作り始めたのだが、実際にパーツとして素材を切り出していくと結構デカく感じる。

 

Nゲージレイアウト用制御盤などでは「鉄道模型レイアウト・プラモデル展示台用の音(PICでWAV再生) 2」のようなもので、BGM、駅構内の各種の音を再生するようにしているが、このコントローラでもATSのベルやチャイムの音、コンプレッサーの音などを再現。

制御盤では最大4個のMP3プレーヤーの音をアンプ部でミキシングしてステレオスピーカーで再生できるようにしているが、ここでは機関車が発する単純な音の低音質・モノラルのWAVファイルを再生するのがメイン。

従って、ちっちゃなスピーカで音さえ出ていればいい感じなのでミキシングなどもなし。

1つのPIC24FJ64GA002でSDカードにあるサンプリング8kHz、16bit モノラルのWAVファイルが2ファイル同時に再生できる。
ということでPICマイコン2個、スピーカー4個を使って4つの音を同時に再生できるようにしようと思う。

こうしてミキシングをせずにアンプとスピーカーを1:1にするとボリューム調整も楽ちんだから。

 

メーターパネル部埋め込み用スピーカー
4個のスピーカーのうち、2個はメーターパネルの足の部分に組み込むことにした。

メーターパネル部埋め込み用スピーカー
表面にはネットを貼った。

メーターパネル部埋め込み用スピーカー
これは裏側。

メーターパネル部埋め込み用スピーカー
メーターパネルの足の部分はこんな感じになった。

右の部分はEBのリセットハンドルがつく予定。

運転台パーツ
グレーのサフェーサーを塗ったまま放置されていた作りかけのパーツたちもやっと出番がきた。

そうそう、早く組み立てなくちゃならない理由にはメーターパネルを塗装するときに他のパーツも同じ色調で塗られるようにと多めに調合した塗料が乾燥、蒸発しないうちに使ってしまう必要もあったのだ。

右端手前にある主幹制御器の前面と側面部は金属製、その他のものは木製。

運転台全形
切り出した素材を組み上げて立体になった時点でもデカいと感じていたが、その部品が並ぶとさらにデカく感じる。

いや~、Nゲージのコントローラにしてはでかすぎるだろう・・

でも、これ以上小さくしたらハンドル類が小さくなりすぎて操作に気分がのらないだろうし。
・・もう、気分は機関士になりきっているんだから。

ガタン、ゴトン・・ガタン、ゴトン・・

主幹制御器埋め込み用スピーカー
メーターパネルの足の部分に組み込むスピーカー以外にもう2個のスピーカーを用意。

主幹制御器埋め込み用スピーカー
これも表面にはネットを貼った。

主幹制御器埋め込み用スピーカー
これは裏側。

主幹制御器の下の部分に設置する。

運転台全形
主幹制御器の部分の天板はこれから色々なパーツがつくのでまだ未塗装。

しかし・・・やっぱデカイ。

ちなみに、くまモンがいる部分には最終的に現在使わなくなった32インチのテレビを置く予定。
そんでもって動力車につけたCCDカメラの映像をこのテレビに映し出す。

お~、電車でGOや鉄道運転シミュレーター Bve trainsim 以上のものができそうな予感がするではないか。

いぐねぇ?

開閉式の主幹制御器前面
主幹制御器の前面は開閉可能にして内部の機器をメンテナンスできるようにしておいた。

お~、自己満足、自己満足。

しばらく格納
作りかけのいろんなパーツがある程度1か所に集めることができた。

その他はまだバラバラの状態のものが多いので、ひとまずこの状態でしまっておくことにした。

結構デカイので埃よけも大きめの可燃ゴミの袋をかけておいた。

もし、志半ばで私が死んでも、家族はこのまま燃えるゴミの日に出すことができる・・・

イヤ、金属部分があるから不燃ごみか?

Nゲージ電機用コントローラ (その7) メーターパネル

今回電機用コントローラを作る前にPWMコントローラを作ってNゲージレイアウト用制御盤に組み込んで、PWMコントローラではどんな運転スタイルになるのか試してみた。

時間をかけて徐々に電圧を上げて行くプログラムとすれば、スローの効いたいい感じの発車はできるものの、超低速のまま走らせ続けるのがちょっと難しい。
レールの汚れ、牽引する車両の数、カーブレールの通過、車両毎のモーターの具合などいろんな要素があり、市販のパワーパックのように車両の動きを見ながらレオスタットのようなもので電圧を微調整する仕組みにしないと低速のまま一定速度で走らせ続けるのに難がある。

ノッチやブレーキ弁を再現したコントローラといっても所詮は電圧を上げ下げするだけ。
何ボルトになったら車両が動き出すとはっきり分かっていれば簡単なんだけど・・・

いかにして1~2ノッチで車両が徐々に動き出し、その超低速を保ったままとすることができるか、さらに1ノットだけあげるとほんの少しだけ速度が上げられるか。
要は1~4の捨てノッチをどのようにするかがこのコントローラの肝かも。
ウ~ム、難しい。

それとも、単純に本線自動運転専用と割り切るか。
いや、自動運転専用と割り切ったらノッチやブレーキ弁を再現する意味がないではないか・・
ウ~ム、難しい。

 

「作るのや~めた」と言ってるような感じ!?

 

イヤ、イカン。作らなくちゃ。難しいところはいつものように!?後回しじゃ。
ということで、奮起するために一番目立つメーター周りの製作。

 

レイアウトでブルトレなどの牽引するEF65を運転するためにEF65の運転台の「イメージ」で作り始めたコントローラ。
一口にEF65の運転台といっても、基本の0番台、500番台、1000番台とわずかながら異なってきているし、さらには同じグループでも改造等で細部は結構違っているみたい。
ブルトレの牽引機としては、やはり500番台か1000番台。これを作りたい。

 

で、だいぶ前に作りかけて中断していたメーターパネルのペースを取り出してきて工作再開。

 

ベースとなる部分と若干隙間を持たせ、立体感がでるようにパネル表面部分を分けて作った。
本物も表面のパネルは取り外せるみたいだし・・

材質は合板。
ただ合板の場合、下地処理をうまくやっておかないとどうしても「木で作りました。」という感じになる。
なので・・安易に厚紙を貼ることにした(^^;

問題はメーター部分の穴。メーターの直径は60mm。

パネル表面部分は5mm厚の板にし、メーター穴の淵をR5のカーブで仕上げたい。

なもんで、Rをきれいに仕上げるためメーター穴はモデラで切削。
ただ、パネル自体の大きさは200mm×256mmなので我が家のモデラMDx-20にはセットできないため2分割して切削することにした。

・・・モデラは切削する素材を両面テープなどで作業台に固定し、刃物を回すモーターもホントちぃっちゃなモーター。
切り込める量もたかが知れている。

Z軸方向に切り込むとき、合板の表面の化粧部分というのか、柔らかな部分は切り込んでいけるのだけれど、その下の層には切り込んでいけず表面をすべるだけ。
ミルはもちろん切り込みに使える2枚刃で、新品を使ってやっているのだが、何度やっても板の表面をすべるだけで切り込んでいけない。合板おそるべし。
やむなく、手で穴をあけ、Rもヤスリで仕上げることにした。

 

メーターパネルのペース
ウ~ム、真円からほど遠い手作り感あふれるいびつな穴がならんでしまった(^^;

2分割した部分は補強のためピアノ線を埋め込んで接着。

・・これだけちぃっちゃな写真にすると出来の悪さは判らない!?

左からベースとなる部分、表面用のパネル、パネルに貼る厚紙。
アラ!?右からか?
よく判らなくなった・・・(^^;

 

EF65のメーターパネルには幾つかのコブのような出っ張りがある。
これも手で削り出すといびつな形になるのは必至なので、モデラで削ったパーツをつけるつもりだったが、いびつな穴があいてるのにコブだけきっちりしててもねぇ・・
エエィ、これは省略じゃ~。そんなもんイラン。

ここで表示燈についても考えてみる。
パソコン上の運転シミュレータのようなものだといろいろな機能を盛り込んで、表示燈やメーターの動きを再現できるだろうけど、このコントローラでできることはたかが知れている。

実機ではいろいろな機能が追加されたり、改修が行われて運転台回りにもいろんなスイッチやら表示燈が増えてるが、今作ろうとしているコントローラはいろんな機器は当然ダミー。
表示燈がいっぱい並んでいても、それもダミー。
まぁ点灯できるようにしたとしても単に表示燈を点灯させるためのスイッチが裏の方に並ぶだけ!?

表示燈は極力省略じゃ~。

EF65運転台機器配置図
ウ~ム、やっぱ基本形のようにシンプルにしなくちゃ。

基本形の場合、メーターパネル上にある表示燈は5個。

 

EF65 500番台、1000番台となるように作ろうとしていたが、ここはEF65の基本形タイプに変更じゃ~。


アラッ・・


アラッ・・
表示燈を埋め込もうとして開けていた穴、表示燈5個の基本形にしようとしたら大きすぎるじゃないの・・


アラッ・・


アラッ・・
左下のメーターの穴。
重連時の他車のモーターの電流計の穴・・基本形にはこんなメーターないじゃん。
基本形はここにATS確認ボタンがあるんケ?


ウ~ム・・
EF65基本形モドキ・・ということでいこう。

 

メーターパネル組立て
ベースの部分を組み立てる。
横も木。その上には厚紙を貼る。

メーター穴には帯状に切ったプラ板でメーターの縁を表面。
この上に透明のプラバンを貼る予定。

メーターパネル塗装
サフェーサーで下地の処理。

メーターパネル内側の塗装
ベース部とパネル表面部の間にはナット1個とスプリングワッシャ、平ワッシャで隙間を作ってLEDを入れてメーター照明に。

昔の機関車のメーターの照明は電球による照明で、いかもの「ここらへんに電球が入っています」というような偏った照明。

この模型の場合、隙間がわずかしかないところにLEDを入れるつもりなので反射で少しでも広い範囲が明るくなるように内側は銀色に塗っておいた。

まだ、試してないので効果のほどは全く不明。
効果がなくてもやり直しほぼ不能・・

メーターパネル
ベースと表面パネルの隙間はこんな感じ。
さて、照明の光はどんな感じになるんでしょうか。

メーターパネル
メーターの文字盤はCADで作って透明のアクリル板に貼りつけ。

 

ジャーーーーーン!!
EF65基本形モドキ」運転台メーター部、ひとまず外形完成。

 

メーターパネル完成

表示燈部分はちょっと大きめだけど、まぁいいか。
ちなみに表示燈の文字は白色のフィルム用紙に印刷、さらに薄手の白色のプラ板に貼りつけて作ったもの。
裏からLEDの照明をあてると光る・・はず。

時計を置くところの穴、ちょっと浅かったみたい。気分がのったら作り直そう。

メーターの針はステッピングモーターで可動式にする予定。

 

で、肝心なのは塗色。

いろんな資料に出てくるのが、「機関車の機械室、運転台は灰緑色3号」。

ただ、いろんな運転台の写真を見てもやはり多少というか、結構違いがある。

機械室入り口付近はグリーンぽいが、運転台はもうちょっと水色がかっていたり。

いずれにしても、プラモデルの塗料ではなかなか「これは。」といった近似色がない。

灰緑色・・灰色と緑色ってことでひとまず調合してみたが、ちょっと緑が濃すぎる感じ。

機械室の入り口あたりにはいいのかもしれないが、ちょっと写真などで見る運転台とは色調が違う。

こんなもんで良しとするか、もう少しグレーを増やして緑の感じを抑えるか。
・・どないしよう。

 

メーターパネルの裏側

裏側はこんな感じ。
表示燈の部分はLED取り付け用の基盤を配置しておいた。

Nゲージ電機用コントローラ (その6) ハンドル類

今作っているコントローラは、機関車の運転台に近い感じで操作できることを目指しているが、その中でもブレーキ弁のハンドルやノッチを切り換える主ハンドルは頻繁に触るものなのでそこそこリアルに作っておきたいなぁ。

 

どれもワンオフのものなので、木や金属からヤスリで削り出そうかとも考えたが、手元に2~3年放置して変質しかけたシリコンゴムとレジンがあったので大まかな形をレジンで作って、細部を削って作ることにした。

 

ブレーキ弁座切削中
せっかくシリコンで型を取るのならと、原型はモデラでケミカルウッドを削って作った。

 

EF65形電気機関車で使われているK14Aブレーキ弁のつもり。
正確に何分の1のスケールで作ってるわけじゃありません。
ついでにいうならK14Aブレーキ弁もATSの確認用の電気接触部がついたものやら、圧力調整弁の取り付けによる改造やらで、複数の形がありますが、そこまでこだわっていません。
あくまで、Nゲージ用のコントローラということで。

 

自動ブレーキ弁を取り付けるための穴を開けときました。

 

ワンオフなのでここはモデラで朴の木などから削りだしても良かったのだが、ブレーキハンドルを操作するたび木の表面が圧迫されたりして変形しそうなのでやはりレジンにすることに。

 

ブレーキ弁ハンドル
自動ブレーキ弁用のハンドル。
使用するシリコンゴムやレジンが変質し始めているようなので、どこまで綺麗に仕上がるかはわからないので、最終的には削って整形することにして、原型はそこそこ手を抜いたうえ、簡単にモデラで削れるように左右は別々に削りだしてボンドで貼り合わせた。

 

まぁ、いろいろと書いてますが、適当に作っていることの言い訳ということです。(^^;

ブレーキ弁ハンドル
実物では自動ブレーキ弁と単独ブレーキ弁のハンドルは大きさとか、柄のところの角度とかビミョーに違っている。

 

なので、そんな感じも再現しておいた。

 

で、出来上がったケミカルウッドの原型で型どりしてレジンで複製してみた。

 

2~3年たったシリコンゴム。
2社のものがあったのだが、1社の方はまずまず使用できたが、もう1社のものは固くなってきていて型枠のなかに流そうとするとボトッとまとまって落ちてきたりして・・

 

レジンの方も粘度が増してきたような感じがあったが、なんとか型どりをすることはできた。

 

出来上がったレジン製のハンドル類はこんな感じ。
ハンドル類

左上: 単独ブレーキ弁の座
左下: 自動ブレーキ弁の座
右上: 単独ブレーキ弁のハンドル
右中: 自動ブレーキ弁のハンドル
右下: 主ハンドル(根元の部分)

主ハンドルは全体を型どりするとなるとシリコンゴムを相当使用することになるので、根元部分だけを作って、握りの部分は別に考えることにした。

Nゲージ電機用コントローラ (その5) 音の準備

最近ではPCM電源を使ってモーターから音を出すこともできるんだそうですなぁ。
そんなこともやってみたいが、今作っているコントローラは運転台風のもの。遠くを走る機関車から音がしても、運転台自体が無音というのもなぁ。
それに駅などにもATOSの音や発車時のベルの音など出したいと思って、MP3プレーヤーボードのキットを買ってみた。

こんな感じで作りました。【MP3プレーヤーボード

MP3プレーヤーボード
8個スイッチで8個のMP3の音をダイレクトに再生できる。

PICで制御すれば8個以上もできるのだろうけど、あまりそちらにのめりこんでもねぇ。
それに、動的に音の合成はできないので複数のプレーヤーボードを使う方が現実的かも。
まぁいろいろと音が出るレイアウトには良さそうなので、プレーヤー部をあと2~3個買ってみようかなと思うのだが。

ただ、パラパラと音を用意していたらすぐに8ファイルになってしまうので、ひとまず合成してよいものは合成してみることにした。

RadioLine Free(ラジオラインフリー)というフリーの音楽編集、音声録音のソフトを利用させてもらった。
4つの音の音量を調整したりフェードしながら合成ができる。

試しに合成したのが、ATSの音。

まぁ、実際はいろいろとあるんでしょうが、模型としては、
・赤信号の区間か停車駅に進入したらここで合成した音を流し始める
・5秒以内にブレーキの操作をしたらこの音の再生はやめて、チャイムの音だけのファイルを再生する
・5秒たったら、この音の再生は続けたままコントローラ自身がブレーキをかける
という感じにしたい。

で、音としては、
・最初にリリリーンというベルが鳴り始める。
・ベルの音からわずかに遅れてチャイムが鳴り始める。
・5秒後くらいに非常ブレーキの音としてエアーが抜ける音がする。
・ちょっとして、コンプレッサーが回りだす。
というのをイメージして音を合成してみた。

ATS用音源の合成
こんな感じで合成中。

上から、
・ベルの音
・チャイムの音
・エアが抜ける音
・コンプレッサーが回る音

で、試しにできた音の一部はこんな感じ。



フムフム、これで1ファイルに一連の動作の音を流れにあまり無理がない状態で入れることができる・・と、まぁ自己満足。
家族からみたら、ベルやチャイムの音を鳴らしてどこがうれしいのかわからんでしょう。

ただ、速度が変わると音色が変わる走行時の音などはmp3を再生する仕組みで当然無理がある。

そのあたりは、ゲームやらPCのシミュレータで楽しむんでしょうかねぇ。


追記。
PICマイコンでWAVを再生するボードをつくったので、これは、ちょっとバージョンアップしてこのボードを介して使うことになりそうです。

鉄道模型レイアウト・プラモデル展示台用の音(PICでWAV再生)

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