PICマイコンを使ってNゲージレイアウトのポイントマシンと信号の制御機能を製作中。I2C通信を使って複数のPICマイコンを連携させようとしているが、この中にRaspberry Pi3も組み込む予定。Raspberry Pi3でI2C通信を使用する設定はずいぶん前に行っているが、再確認してみた。
Nゲージレイアウト用制御盤 (その1) 音の部分
電機機関車用コントローラの製作に着手はしたものの音源を作ったり、踏切を作ったりと脱線続きでなかなか進捗がない。
ならば、ついでに、もうひと脱線。
今後作る予定のNゲージの固定レイアウト用の制御盤の製作に着手することにした。
想定している制御盤の機能としては、
- PICマイコンを使用したポイントマシンや踏切の制御
- PWMによるコントローラ
- レイアウト上に流すいろいろな効果音等の再生
など。
電源と音源ユニットの収容
製作に着手している電機用コントローラは手元に転がっていたDV.12Vのアダプターを電源にするつもりで工作中。
一方、この制御盤は、電機用コントローラ以上の数のPWMコントローラやらMP3再生ボードを搭載し、その他にポイントマシンやら踏切の制御用のPICマイコンを追加したようなものになるので、1つのアダプタでは電源容量が足りそうもない。
アダプタを増やすと今度はそのアダプターのためのテーブルタップの口数が増えたりして。
コンセントがいくつも必要になる制御盤は現実的ではないので、電源はアダプターより容量が大きい古いキューブパソコンの電源ユニットを流用することにした。
しかし、これも裸のまま置いとくわけにもいくまい。
ということで、「制御盤」の製作の着手は・・電源を格納する部分。
それにいくつか製作実績のある音源ユニットを収容する部分から。
音源ユニット
音源ユニット(サウンドユニット)としては、レイアウトの機関区内の蒸気機関車のドンキーポンプの音、汽笛の音、駅の発車ベルの音などいわゆる「効果音」の再生を行うものと、ホームのアナウンスや「効果音」ではなくBGMの「音楽」を流すものの2種類にした。
「効果音」を再生するものとしては、先日作ったWAVとMP3再生用のボードを使うつもりだが、これは後から工作するとして、ひとまず今回はアナウンスやBGMを流す市販のMP3の再生ボード MK-144を使用した部分から。
レイアウトは4線分のホームを作るので、それぞれのホームのアナウンスが独立して流せるようMP3ボードを4枚使用。
回路図やら、製作過程の写真もなく・・いきなり完成写真(^^;
(写真上)
左:タクトスイッチ群
中央:MK-144ボード
右:アンプ
タクトスイッチ群と出力先切り替えスイッチ
左にあるボードはタクトスイッチを一杯並べたもの。
これを押すとダイレクトに選曲して音を鳴らすことができる。
1枚のMP3ボードに対してダイレクト選曲用のスイッチが8個、スキップ、音量大、音量小用のスイッチがそれぞれ1個の計11個。
これが4ボード分で計44個のタクトスイッチがある。
MK-144の機能としては8個までのスイッチを取り付けてダイレクトに音楽を再生する機能と、別のPICマイコンなどからMP3ファイルを格納しているフォルダーを選択し、その中のファイルの再生するといった機能がある。
今回作ったタクトスイッチはBGMをダイレクトに指定して再生する部分。
駅への到着や出発のアナウンスは別のPICマイコンを経由して再生させる予定。
さらに、このボードにはスピーカーの系統を切り替えるスイッチを取り付けた。
スピーカーは一組をこの制御盤に配置し、もう一組はレイアウト付近に配置する。
・・レイアウトにスピーカーを配置するまで動作確認できないのでは困るし、それまで間動作確認の都度スピーカーを繋ぐのも面倒。
ならば、この制御盤にスピーカーをつけるべし。
ということで、この制御盤にもスピーカーを取り付けた。
MP3ボードごとに制御盤のスピーカーから音を出すのか、レイアウト付近のスピーカーから音を出すのかを切換えができる。
MK-144ボード
中央にあるのがMK-144ボード。
横に平べったく並べると場所をとるので、立てらせて配置。
アンプ
右にあるボードはアンプ部。
4つのMP3ボードの音源をミキシングして出力させ、ステレオの音声を制御盤のスピーカーとレイアウトのスピーカーの2系統に出力することができる。
お～、想像しただけでやかましいレイアウトになりそうじゃぁ～
(写真上) タクトスイッチ44個とスライドスイッチ4個を配置したボードを裏返してみると・・結構ごちゃごちゃ。
テスターでさわってショートしていないことを確認するのが結構手間取った。
収納(制御盤本体)
音源ユニットと電源ユニットを収納する部分 =要は制御盤本体= は木で箱状にすることにした。
(写真上) ベースはいつものとおり、本棚の棚板のボードを流用した。
(それでも、まだまだ本棚のボードが余ってる)
この天板には、ポイントの切り替えスイッチなどを配置するつもり。
(写真上) 前面には音をダイレクトに選曲して再生するためのボードをとりつけ、前面からタクトスイッチを操作できるようにした。
こんな低い位置では操作性が悪い！？
いやいや、心配ご無用。
このスイッチはあくまでBGMの再生用で、駅のアナウンスの再生スイッチは制御盤の上面にとりつけたり、PICマイコンで制御するつもりなので。
一部、上部がはがれているようで・・
いやいや、心配ご無用。
コーナーの処理は天板をつけるときにやりますので。
(写真上) MP3ボードはUSBケーブルでPCと繋いで音の入れ替えができるが、頻繁に行うつもりはないので、天板を取り外してアクセスするつもり。
(写真上) 古いキューブパソコンから外して流用した電源。
壊れたら、別のパソコンを分解して・・！？
これでコントローラや音の出す機器のすべてをまかなう予定。
(写真上) 駅のアナウンス音の再生制御はMP3ボード(MK-144)1枚に対して1個のPIC16F887を使って、UARTで制御用のコマンドを送信する。
PIC16F887は40ピンのマイコンで、電源用やUART用を除いても30ピン以上が入力に使用できるので、ここにセンサーやら押しボタン、他のPICマイコンからの制御信号を入力させて音の制御を行う・・予定。
記事の続きは
・・「Nゲージレイアウト用制御盤 (その2) コントローラ設置スペース」
