よろづ模型鉄道

Model Railroading Stuff

Wi-Fi制御のテスト(その9)

(5/14)京都で所属クラブの運転会があったので参加してきました。
HOサイズの気動車をWi-Fiで制御する試運転ができました。

ウェイトを足し、LEDは適当に支えています。
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おでこに孔を開けてないので、室内を煌々と照らしています。
やはり電池は窓の下に隠れるというわけにはいきません。
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レイアウトの通電前にくるくると走らせて見せびらかしました。
線路が無くても走るのは違和感がある、という意見もありました。
今は10段階の電圧ステップですが、やはりカクカクっと加速します。
ステップを増やして速度カーブを設定する予定です。
途中は休んでスイッチを切らずに放っておいたりしましたが、5時間弱で充電池が切れました。
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Wi-Fi制御のテスト(その8)

缶が鉄製なら磁界を作って電波が通りやすいのでは?、という指摘がありました。
なるほど、それは理屈が通りますね。
電場は磁場を作り、磁場は電場を作る。
こんなところで電磁方程式を思い出すとは。
教育用素材に応用できるかもしれません。

高級煎餅でもコストを考えたらスティール缶を採用するでしょう。
オープンモータが引っ付いたので確かです。
アースラインをつけてコンセントに突っ込んでみましたが、有意な差はないようです。
2,3m離れたところでSSIDが消えたり、現れたり、限界にいるのは確かです。
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Wi-Fi制御のテスト(その7)

それならもっと過酷な条件はどうでしょう。
高級煎餅の入っていた空き缶がありました。その材質はわかりませんが、ある程度密閉できます。
スマートフォンを無線にコネクトしてから、実験装置を缶に放り込んでフタをします。
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なんとモーターの速度制御ができてしまいます。
アルミ箔テープをまわりに巻いても同じでした。
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接続を切ってから再接続することは無理でした。
これは驚きの結果です。
電界強度(距離)の問題ですけれど、ウォークアラウンドで列車を追いかけながら制御するくらいなら、どんな材質の機関車でも可能なのだと思われます。
だってどんな機関車でもこれよりはどこかに隙間はあるでしょう。

仕事で携わっていたときは、せいぜいシールドルーム内で転送速度を計測するくらいでした。
理論速度に近ければそれで良しとしていたので、このような限界性能を試すことはなかったのです。
真鍮車両では無理だと思い込んでいたことを反省しています。

*シールドルームとは窓の無い部屋の壁一面に銅板を貼り付けて、厚いスポンジを重ねたものです。
そういえば、ソフトバンクの2.1GHzは通りませでしたが、Docomoの800MHzは弱く漏れていて着信可能だったのを思い出しました。

ところで、Wi-Fi無線付きマイコンですが、いよいよ在庫が無いようです。
最後の一個を中国サイトから仕入れました。
深圳からですが、エアクッションの袋を開けると妙な匂いが漂いました。
ドイツにはあるようですが、EU圏しか送ってくれないようです。
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Wi-Fi制御のテスト(その6)

ふと思いついて、先般生地完成までいったオハニを取り出してきました。
この真鍮製の箱の中にマイコンとアンテナを入れて動作するでしょうか。

部屋の外からも操作してみましたが、結果はなんの問題もないようです。
高校物理の知識だと、波長程度の網目は電波は通り辛かったはずですが。
電車や気動車なら真鍮キットでもいけそうです。
可能性が広がりました。
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WI-Fi制御:諸元

【マイコンボード】
WiFi Micro, RedBearLab製
https://redbear.cc/product/wifi.html
ARM Coretex-A8,80MHz,256KBSRAM,1MBSFlash
2.4GHz 802.11bgn Wi-Fi certificated

【モータードライバーIC】
BD6222HFP-TR, Rohm製
耐圧18V(推奨6V~15V)、最大電流2A

【キャブ操作】
スマートフォンかPCなどのWi-Fi無線とブラウザ操作による

【モーターパルス制御】
周波数20kHz、 ステップ数10

【ファンクション Fx1~4】
Common電圧5V

【長所】
線路が無くても走る。レールを磨く必要が無い。草生した線路で脱線してこけても動輪が回り続ける実感を味わえる、(など少し言い過ぎです。)
レールのフィーダー配線がいらない、ショートやギャップを気にしなくてよい。
操作環境がどこにでもある。(スマホでいいから)
ウォークアラウンドも簡単。

【短所】
このマイコンは多機能ですが高価です。しかもスイッチサイエンスでは在庫切れとなっています。
電池は車両内部の空間を塞ぎます。
他所のレイアウトに入線するときに気を使う。(ショートや車輪の汚れなど)
充電池を取り替えるのが面倒。プラモのように、蓋を開けてかちゃっと取り替えられるのが理想。
真鍮車両の中で電波が通るか未確認。蒸気機関車ならばテンダーの石炭で隠すのがよいかもしれません。

【備考】
無線機能は意外と機種による差があります。私の中国製スマートフォンはとにかく動作が遅いです。iPodの性能は何倍も良いです。
モーターパルス制御は何の芸もなく、直線の速度カーブです。将来は設定変更可能にするかもしれません。
ファンクションは外部回路が無くてもすむようにオープンドレインを採用していますが、マイコン内部のFETが小さく、8Vでは素通りでLEDが点きっぱなしになります。
そのため、コモンを5Vに固定していますが、データシートに記述が無いので困ります。テストでは問題なさそうです。
このマイコンはPCM音声出力のインターフェースを備えています。オーディオCODECとアンプ回路を追加すればサウンドも可能です。
今後はHOサイズに挑戦してみます。
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まとめ