オシロの設定ミスでした

  • 2017.08.28 Monday
  • 09:14

8月25日に投稿した記事に中で、オシロ画面の動画を紹介しました。 納得できなかったので再測定してみました。 その時に、オシロスコープの設定が間違っていることに気が付きました。

 

画面表示モードには、直流結合モードと交流結合モードがありました。 直流結合モードは直流と交流成分を含めた信号全体を表示し、交流結合モードの場合は交流成分だけ表示するそうです。

 

今回のようなデューティー比が変化するPWM制御の場合、平均電圧はデューティー比によって変化します。 このため交流成分だけを表示させると、その中央値が変化して動画の様に移動するのです。

本来は直流結合モードにすべきでした。 そして、このモードで確認したところ、上下の移動はありませんでした。

 

オシロの取り扱いが不十分なド素人の報告をお詫びいたします。

TOMIXの自動運転ユニットの波形調査

  • 2017.08.25 Friday
  • 22:20

TOMIXから新しい自動運転ユニットの発売が予告されています。

当方は、旧製品となる現在の自動運転ユニット5563を2台所有し、路面電車路線と登山鉄道路線の自動運転に使用していました。

最近では、この登山鉄道路線において、ラズパイを使った自作の自動運転システムに手を染めていますが、まだ未完成状態です。

そこで、新しい自動運転ユニットに手を出すのもいいのですが、価格的に高そうなので止めることにしています。

 

ラズパイでの改善か、あるいはArduino に乗り換えるか、現在保留中です。その判断の足しになるのではと考えて、現在の自動運転ユニット5563の内容をもっと知ろうと考えました。例えば分解調査によって回路構成とか、出力される波形なども調べることにしました。

 

分解調査はほぼ完了したので、今度は出力波形を観察してみました。

まず、フィーダー線から出力されている波形を観察してみましたが、オシロに現れた波形を見ていると、何故だか不思議な動きをしています。自分にはまだ理解できていません。

パワーユニットは N-400 を使用しているので、PWM制御では無いはずなのに、波形はPWM制御波形です。さらに、デューティ比が動いているのが分かります。これは自動運転ユニットの加減速率設定ダイヤルによる加速・減速機能によるものと思われます。

しかし、上のレベルと下のレベルが上下に移動しているのが理解できません。

・・・・・・・・・・・・ 目的と効果は  ⁇⁇⁇⁇???????

 

 

TOMIXのC11お嬢さんに嫌われた

  • 2017.04.21 Friday
  • 14:26

先月末、TOMIX社初のフライホイール付コアレスモーターを搭載した蒸気機関車C11が発売された。このの動力特性は既に測定済みであるが、スリップ率や集電特性を調べるために、追加の測定を実施することにした。

このためには、モータ回転数を計測するセンサや端子電圧を検出する端子を車体に取り付ける必要があるし、減速ギヤ比と動輪直径も測定して置くことも必要がある。このため、車体を分解して調査を実施した。

再組付けを実施して、回転数センサを取り付けることにした。場所は車体の横側である。

そして、性能測定台の上に載せて実験を開始する。

しかし、ここでトラブルが発生した。車両が動かないのである。

再組付け途中でのチェックでは正常であったのに? コールバンク部分を少し捻じるとスーと動き出したが、今度は配線に引っ張られて脱線してしまう。釣り竿の位置を調整し直して、再度動かそうとするとまたもや動かないである。ヘッドライトは点灯しているので、基盤部分の接触不良と判断する。再度調整して走行させると、今度はポイント部分で動輪が脱線してしまうのである。何度か調整、再トライを実施するも、さすがに堪忍袋が切れてしまった。TOMIXのC11お嬢さんに嫌われてしまったのだ!

 実験を中止する !

そして改めた原因を調べた結果、後方のライトユニットの接触不良と判明した。対策として2×7×0.1mm のリン青銅を切り出して少し湾曲させて基盤とシャシーの間に挿入するようにした。

対策は成功であったが、さすがに再実験する意欲は失せていた・・・・・・・・・・・。

緻密にかつ綺麗に着飾った洋服類を脱がし、丸裸にしてしまったので、妙齢のお嬢さんを怒らせてしまったのだ!

いつの日か、ご機嫌のよい時に再度、挑戦させて頂くことにしよう。

なお、分解調査の詳細は、こちらを参照ください。

   http://rtmrw.parallel.jp/mycollection/sl-1/c11-325/c11-325.html

 

 

PWM制御とコアレスモータと室内灯の三つ巴

  • 2017.04.11 Tuesday
  • 09:59

レイアウトにてTOMIXのC11を使って旧型客車をけん引させようとした時、さらに室内灯も関係することに気が付きました。

PWM制御方式のパワーパックとコアレスモータ搭載の動力車の関係をいろいろ実験してきましたが、さらに室内灯も関係する三つ巴の状態を考慮しなければならにのです。

その様子を性能測定台の上で再現してみました。 まず、手作りの室内灯を組み込んだ客車を点灯させた場合です。

室内灯を点灯させた場合には、機関車が突然速くなる事が確認できます。次にKATOの正規品の室内灯を組み込んだ場合の状態です。

こちらの場合は異常ありません。さすがにメーカー品ですね。このことより、異常が発生する場合は、手作り品が原因し、その回路構成がミスマッチと考えられます。特にチラつき防止のために組み込んだコンデンサが悪さをしていると思われます。

PWM制御はパルス制御ですから、チラつき原因の一つですが、コンデンサによってパルスが平滑化されて、パルス制御の効果が亡くなってしまっていると思われます。当然と言えば当然でね。

オシロを手に入れていますので、この武器を使ってもう少し解析していきたいと思います。

尚、実験に使用したパワーユニットと機関車は、わが本家である鉄道模型工作実験室の「TOMIX製のC11-235号機の性能特性」を参照ください。

コアレスモータ搭載車

  • 2017.03.17 Friday
  • 09:56

KATOのC11も延期になってしまった。
楽しみにしていたTOMIXのC11と同様に、KATOさんお前もかである。


開発段階から予約を取って置きながら、発売をズルズルと延期させてしまう商売なんて・・・・・・・・。鉄道模型の世界は独特なニッチな世界であることを今更ながら思うのである。
でも、あの国産初めてのジェット旅客機 MRJ でも同じではないかと言われるかも知れないが、こちらは初めてのことに挑戦しているので、仕方がないのではと思う。 開発段階では色々と問題が出てくるのである。 頑張っている三菱さんをしっかりと応援したい。
それに控えて、経験豊富な鉄道模型メーカーでは、改善されないのだろうか。 とか思っても、オタクの世界なので容認することにしよう。 おそらく新しい事に挑戦しているのであろうと思われるので。

 

TOMIXのC11は、コアレスモータを使用しているらしいとのことであったので、PWM制御方式のコントローラとの相性を慌てて実験したが、慌てることは無かったのである。


グリーンマックスでは、電車用としてコアレスモータの動力台車を発売済みであるが、この動力台車を使うニーズが今のところ無いので入手していないのだ。 動力ユニットとしては高すぎるし、何もコアレスにする必要は無いのではないかと思っている。 コアレスのメリットは何か? 小型化して床下をすっきりさせる? どうもGMの開発方針に疑問を感じます。 蒸気機関車の場合、コアレスモータを採用する理由は、運転室内の空間確保と、全体のスケールの1/150サイズの確保と認識している。 小型モータのニーズが必要なのである。

 

TOMIXがどのような性能のコアレスモータ搭載車を出してくるか楽しみにして、その間はラズパイの演習を進めていこう。

KATOのC56とPWM制御

  • 2017.02.18 Saturday
  • 14:55

 コアレスモータ搭載の動力車とPWM制御のマッチングについて実験をしてみた。確かに今までの扱いとは異なるが、次の二つの点に気を付けておけば、問題無いと思っている。

  1. ダイヤルの回転具合と車速の関係に於いて、最初の立ち上がり部分での変化が大きいこと。
  2. 上り坂などで負荷が増加すると速度の落ち込みが大きいこと。 ただし、粘り強いのである。

 

 実施した実験は、上に示す動力特性の測定台を使用して速度特性と牽引力特性を測定した。速度特性は平坦路単機走行状態における車両速度を計測したものであり、牽引力特性は、重り車両を牽引しながら傾斜させた測定台上を走らせて、牽引力と速度を計測するものである。

 ここで、供給電源として、TOMIXのパワーユニットN- 1001-CLを使用し、ダイヤルの回し具合も計測した。

 まず、単機平坦路走行におけるダイヤル目盛と速度の関係を下に示す。

 ダイヤルをゼロ位置から回していくと10%位置を過ぎたあたりから走り出し、急速に速度を上げていく。ダイヤルの回し具合と比例していないのである。通常のモータ搭載車の場合は、これが比例的に変化するのであるが、この違いを認識しておこう。

 次に牽引力特性を示す。

 このグラフより、負荷が増加すると速度の落ち込みが大きいことが分かる。例えば、平坦路を 100 Km/h のスケールスピードで走行させていても、上り坂では 50 Km/h 程度まで減速してしまうということである。 でも、低速になっても止まることはないのだ。この特性は、見方によってはかえって現実的かもしれない。

 なお、詳しい説明は、我がホームページの本家をご覧ください。

PWM制御とコアレスモータ

  • 2017.02.06 Monday
  • 09:43

PWM制御方式のパワーユニットを使用した場合、コアレスモータの特性はどのようになるのかいろいろ調査してみた。「パワーユニットを知ろう」と銘打って実験したレポートを本家のサイトに掲載し、何とかまとめることが出来た。良質な直流電源を使用した場合と比べて、かなり特性が異なっていることを理解した。

特徴として、

  • ユニットのダイヤルと回転数は比例せず、立ち上がりが急である。 このことは、ダイヤルを少し動かしただけで車両の速度はすぐさま速くなるということである。
  • ダイヤルを少し回しただけですぐにスピードが上がることは、従来の動力車のようなラピッドスタートとは異なっていることを理解してください。 従来のものはユニットのダイヤルをある程度回した時に、突然急発進するものである。 しかし、このコアレスモータとPWM制御の場合は、ゆっくりとした速度で動き始めることが出来る上に、ダイヤルを慎重に少しずつ回して行けばスムースな制御ができるという違いがあるのである。
  • 負荷に応じて速度変化大きい事が言える。 これは坂道になると速度を落とし、下り坂になるとスピードが速くなることである。

立ち上がりが急であることは、少し注意しておればよい事なのである。それよりも、ゆっくりと静かにスタートさせることが出来るメリットの方が大きいと思っている。詳細については、本家のサイトをご覧下さい。

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