Nゲージ 2種類のパンタスパークを自作

パンタグラフが架線から離れた時に発生するスパークを表現する いわゆる パンタスパーク。

高速で走る0系新幹線でパンタグラフのあたりから火花がパチパチと光っていると一層「速っ」と感じられるかも。

車両搭載するキットも発売されている。
16両編成の0系新幹線だとパンタグラフは8基。
市販のものだと予算が・・ということで自作してみることにした。

車両搭載型

市販の物は基板を車両内に搭載して、パンタグラフにLEDを取り付けるというもの。

ひとまず、同じようなものを作ってみよう。

 

LEDを点滅させるだけなのでとにかく小さいマイコンを選んだ。

 

マイコンやらブリッジダイオード、レギュレータ、チップコンデンサ、抵抗などを基板にはんだ付け。

基板のサイズは22mm×8mm程度。

 

基板の周囲にはまだ余白があるので削ってもう少し小さくできそう。
さらに欲を言えば2分割してデッキあたりに置ければいいかも。

 

LEDの配線を通す穴をあける必要がある。
パンタグラフの脚を取り付けてある穴を広げる手もあるが、パンタグラフがグラついても困る。

ここで、考えた。
今後、パンタスパークを取り付けたい車両が増えた場合、特に電気機関車に取り付けたい場合、加工が難航するのではないか？

ということで、穴開前にいったん保留して、別の方法を考えてみることにした。

地上設備型

設備を車体に搭載しないのであれば、地上に、ということになる。

交流電化区間は変電設備を車体に積み、直流電化区間は変電設備を地上に設置したように。

車両が少ない場合は変電設備が車両にある交流電化方式が良いけど、車両が多くなれば地上設備にお金をかける直流電化方式が良いように。

地上に発光させる設備を置くことになると発光用のLEDは架線柱に取り付けるしかない。

発光用のLEDの取り付け

高架橋

新幹線車両の場合、12mm程度離れているようだ。

 

こちらもほぼ同じく12mm程度。

碍子の位置にLEDを取り付けた場合、パンタグラフからかなり離れた部分でLEDが発光することになる。

LEDを10mmほどもぶら下げるわけにもいかず、かと言って実際に架線を張るわけにもいかず。

 

KATOの複線ワイド架線柱を見ると架線を張るパーツがあるが、これを使ってみようかな～。

0系新幹線が走る高架となるとラーメン構造の架線柱にしてみたい。

 

こうしてアーチ架線柱からラーメン架線柱にパーツを移植した部分にLEDを取り付けてみた。

LEDは1005と言われる1mm×0.5mmの表面実装用のもの。

 

 

実際にない構造のものを作ってはおかしい？
いいんです、アタイのレイアウトですから・・
(^^ゞ

それに、AIに高架の架線柱の写真を作らせてこんな感じのものが出てくれば、みんな「あ～、こんな感じだったか」ってなことになりそうだし。
・・・ホントか？

 

 

在来線

高架線のレイアウトはまだ工事中。
こちらの在来線のレイアウトも工事中であるが、こちらの方が走らせることができるようになるまでの時間が短そうなので、ひとまずこちらのレイアウトでテスト。

 

発光部

アクリルのパイプを組み合わせて引き抜けるようにしてある。

 

これはLEDの高さを線路に近づけるために、ラーメン架線柱から切断したパーツを線路の上にくるように取り付け、そこにLEDを取り付けた。

 

これで発光部は出来上がり。

 

センサー

つづいては、パンタグラフがある部分を検知するセンサー。

センサーを先ほどのLED発光部の真下に取り付けて、そこをパンタグラフがある部分が通過したら発光させる。

 

車両を検知するセンサー。
その昔、赤外線LEDとフォトトランジスタを対向させて取り付け、車両を検知するものを作っていた。

この時はパーツを隠すために継電装置のガラをかぶせたりしてセンサーとわかりにくくしていたが、設置場所が増えたら現実的でなくなった。
現在は1か所を除き、線路上にフォトリフレクタを設置する方法に改めた。

その時は、車両のどの部分がセンサーにかかっても検知できるように少し大きめのTPR-105Fを使用した。

バラストを撒けば、あまり目立たなくなると思うのだが。

 

今回は高架橋のスラブ軌道上に設置するのでもう少し小さめのものにすることにした。
使用したのはNJL5901AR。

 

さほど目立つ感じはしない。
・・・個人の感想です。

 

床下機器に貼る場合とピボット台車の中心部に貼る場合とではセンサーまでの距離が変わる。
どちらの位置に貼っても検知するようにセンサーの感度の調整をしてみたい。

 

LED側に接続する抵抗と、トランジスタ側に接続する抵抗の値を実際に抵抗を取り換えながらテストすることにした。

 

 

制御基板

使用したマイコンはPIC16F887。
40ピンのマイコンで、これ一つで16組のセンサーとLEDを制御できる。

新幹線高架用に2個と在来線用に1個、合計3個を作ってみた。

・・もう引き返そうとは思っていない。
一気に製造じゃ・・

 

高架線では架線柱の高さを調整することができなかったが、こちら(在来線)側は架線柱を取り外しできるようにしたこともあり、高さの調整が可能になった。

このためパンタグラフとLEDの間の空間を調整することができる。

 

高速で走るEF66なら景気よくパンタグラフから火花が散っていても見ごたえがありそう。

 

 

パンタ4基。

 

動画

 

 

まだ新幹線用の高架線はできていないが、それに設置しても大丈夫っぽい。