PAGE TOP

ポイントマシン用ステッピングモーターの動作確認

ポイントマシン制御用パーツ取り付け基板

PICマイコンとステッピングモーターを使ってスローアクションのNゲージ用ポイントマシンを作ろう・・として細々と準備してきたが、レイアウトの台枠が出来上がりつつあるのでボチボチ制御用の基盤とプログラムの準備も開始。



レイアウト上のポイントマシンは18個。

・制御用のPICマイコンはなるべくポイントマシンのそばに配置して配線は極力短くしたい。
・PICマイコンの数も極力少なくして無駄な電力消費は押さえたい。
・ひとまずより多くのポイントマシンを制御するためにはポート数の多いPICマイコンを。
等々の理由から、ポイントマシンが集まる部分には40ピンのPIC16F887を使用することにした。

2相ユニポーラのステッピングモーターを制御するにはPICマイコンから4ポート分の出力が必要になる。

そのPICマイコンからの出力の先には8chダーリントンシンクドライバであるトランジスタアレイ・TD62083APGを配置。
TD62083APG は1つのパッケージに8回路あるので、2個のステッピングモーターを接続できることになる。
この先にステッピングモーター。

つまり、PIC16F887が1個、TD62083APGが2個あれば4個のステッピングモーター(4個のポイントマシン)を制御できることになる。

今回は、次の2点を主眼に作業してみた。
・ステッピングモーターの正転、逆転という基本的な動作ができるプログラムの作成
・基板上にPICマイコンとトランジスタアレイを配置した回路の作成

基板

ポイントマシン制御用基板類基板自体は絶縁も兼ねて3mm厚のプラダンに取り付けた。
プラダンとしたのは軽量化のため。

これをレイアウトの線路を引く板の裏側に逆さまにして取り付ける。


右上の基板は電源部とI2Cマスターと通信するためのLANケーブルを接続するコネクタを配したもの。

右下の基板は踏切警報器の音とLED、交通信号機のカッコー音を出すためのもの。
この部分の踏切警報器、交通信号機は駅構内に配置するものなので、手動でON/OFFする。
・・構内以外に配置するものはセンサー等で制御してON/OFFしたり、プログラムで制御したり。

左側の基板が今回の記事のメインとなるポイントマシン制御用。

 

ポイントマシン制御用PICマイコンを配置する基板

現在作り込んでいるこの部分のパーツで4つのポイントマシンが制御できる。

 

ポイントマシン制御用パーツ取り付け基板40ピンのPIC16F887が1個とトランジスタアレイTD62083APGが2個。

コネクタから先はLANケーブルを利用してステッピングモーターを接続。


空いている右側の部分にはもう1セット。
つまり、この基板上に8つのポイントマシンを制御するパーツを配置。

下の空いた部分には2色現示の信号機のLEDを制御するためPICマイコンを作り込む予定。

LANケーブルとステッピングモーター用ケーブルの比較基板とステッピングモーターの間は0.5/4PのLANケーブルを使って接続する。

細いかな?という感じがしないわけでもないが、元々ステッピングモーターについていた配線もかなり細い物。


写真の上側が0.5のLANケーブルの心線、下側がステッピングモーターについていたケーブル。
どっこいどっこいかと思っていたが、実は0.5のLANケーブルの方が太そう。

ポイント転換に要する時間も2秒程度ではなかろうかと思われるし、ポイントなんかそんなにしょっちゅう転換することはない。
0.5のLANケーブルで大丈夫だと思う。
・・最近はやりの細いケーブルは無理・・かな。

 

動作確認用プログラム

基本的にはI2Cのマスターからのどのポイントを定位にするか反位にするかのコマンドを受信して動作させることになるが、I2Cのマスターが接続されていないときには押し釦スイッチでも転換できる仕様とする予定。

手元に用意してあるステッピングモーターはPG27-1601、SPG20-1362の2種類。

2種類のステッピングモーター左:PG27-1601

右:SPG20-1362


こんな感じで使う予定。


共に日本電産コパル電子のものであるが、基本ステップ角度など若干仕様が異なっている部分がある。
ただ、今回使用する上では回路上は特に留意する部分はなく、同一でも大丈夫そう。
ソフトで若干留意すれば良さそうかな、という感じ。

参考までに、ステッピングモーターを回転させるための作成したプログラムを・・・

 

 

次のフェーズでは位置検出のスイッチを組み込んで、ポインタが切り替わった時点で停止するようにプログラムを改修していく予定。



趣味の部屋 スマホ/タブレットサイト 趣味の部屋 PCサイト