よろづ模型鉄道

Model Railroading Stuff

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。

Wi-Fi制御のテスト(その5)

佐野衡太郎さんはスクラッチのOゲージ列車を次々と完成させ、御自分のレイアウトで公開運転されている稀有な方です。
今日の横浜運転会に参加させていただき、自分のWi-Fi機関車を試運転させてもらいました。

レイアウト設営を見ていたら、配線完了の前にこんなものが走っていました。
これは市販のラジコンを流用した無線点検車両です。
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ニッカドバッテリが重々しいですが、2.4GHzの最新プロポで動作します。
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さて、私のスイッチャーSW8ですが、初めて大型レイアウトで貨車を牽きました。
貨車は佐野さんスクラッチでUPばかりの14両です。
Lo-D車輪を履いて転がりがとてもよろしいです。
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全部の操作がコントロールできて満足です。
Wi-Fi電波は100mくらい届くので、どんなレイアウトでも問題ないです。
内部のワイヤーが多くてすこしボディが浮き気味でしたが、修正可能です。
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何人かの人に大変興味をもってもらいました。
たくさんの参加者がいらしたので、自分は20分程度周回して切り上げました。

Wi-Fi制御のテスト(その4)

いきなりHOは無理だけど、Oゲージならきっと大丈夫、などと深く考えずに昨年に都内でアトラスのスイッチャーを求めました。
プラスティック製に違いないという先入観があったのですが、モノを見たらボディはダイキャストで中は狭く、これは困ったとなりました。
分解してみるとかろうじてキャブの部分はプラスティックでした。
ここに収めれば電波の邪魔はしないでしょう。
その後、6P充電池を求めましたので、なんとかなるかもと思い直し、改造しました。
集電ブラシをちぎり取ってしまいます。爽快です。
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とりあえずモーターだけ回すように、バラックのモータードライバーで。
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上の写真と中身が違うのですが、6P電池を2個並列にして、いわゆる拷問試験をしました。
部屋が狭いので追突させたまま動輪をスリップさせてます。
APモードで30分ちょっともちました。Oゲージは重いです。
今までは、AC電源だから無限にあったのですが、電池駆動だと動力機構の効率がより重要ということになります。
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その後、ドライバ基板を新しくしましたが、絶縁テープでぐるぐる巻きで画像では良く見えません。
φ3mmのLEDで前照灯もつけました。こういうところはOゲージは余裕がありますね。
来週は広いところでテストする予定です。
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WI-Fi制御:操作方法

「APモード」
iPodの例です。
「設定」→「Wi-Fi」で「gp9-1」jを選択します。
「gp9-1」はSSIDですが機関車/列車の名にしています。後で設定を変えられます。
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WebブラウザのSafariでアドレスとして「http://dwc.net」を入力します。
dwc.netはドメインネームですが、入力にはなぜかhttp://が必要なようです。
ドメインネームは後で変えられます。
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車両の中のマイコンサーバーにつながってネットワークの設定が見えます。
SSID、ドメインネーム、デバイスネームは「Device Config」のタブで変更できます。
このあたりは、元のサンプルコードをそのまま残しています。
SSIDとデバイスネームは機関車/列車名として同じものにしておけば良いかもしれません。
左上にデバイスネームが見えているので、画面で機関車の区別がつきます。
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Demoタブを選択すると制御パネルが開きます。
このあたりのボタンの大きさや配置は大いに改善の余地ありです。
もうちょっとセンターに寄せたものを作った覚えがあるのですが、前の会社に置いてきてしまったようです。
スマートフォンの画面は拡大できるので、今は問題ないでしょう。
速度変更はLENZのハンディーキャブに似たインターフェースにしてみましたが、Loco Internationalのデザインとかがおしゃれですね。
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「STAモード」
安物のアクセスポイントを用意します。おまけでもらった古いものです。
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APのSSIDを「dwc_ap」に設定しています。セキュリティはOpenです。
スマートフォンのWi-Fi設定で見つけて選択します。
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スマートコンフィグのために「Wi-Fi Starter」というアプリをダウンロードしておきます。
「Texas Instruments」で検索すれば手に入ります。
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「Wi-Fi Starter」の画面です。
APのSSIDは自動で入っているのでPasswordは無視して「Start」を押します。
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機関車/列車とAPが接続されるとメッセージがポップします。
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デバイスタブを選択すると機関車/列車名(デバイス名)が見えるので、ひとつを選択します。
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ブラウザにジャンプしますが、APモードと違ってIPアドレスが丸見えになります。
デバイス名を見れば機関車/列車は区別がつきます。
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Wi-Fi制御のテスト(その3)

充電池でどのくらい走るのだろうか、というテストです。
まだ走らせる環境が無いので6P充電池(8.4V200mAH)を満充電にしてEN22という、HOでは良く使われる古めのモーターを無負荷で回転させました。
PWMは70%です。
APモードで2時間回りました。
止まったときの電源ライン電圧は5.9Vでした。
これはモータードライバのBD6222HFPが6~15V推奨のため、動作不能になったようです。
つまり、マイコンは動作していますが、モーターは先に止まるということです。これはい良いことかどうかなんとも言えません。
充電池は空っぽにすると良くないらしいですから、とにかくこうなったらバッテリはさっさと交換しましょう。

STAモードだと、これが4時間以上に伸びました。
実はAPモードは常に回りのSTAを監視しているので電力消費が大きいのです。
STAモードは、ざっと50mA くらい得する勘定です。
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最初モータードライバは空中配線をしていたのですが、1.27mmピッチの変換基板で少しはすっきりまとまるようにしました。
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まとめ