レイアウトに速度計を設置しよう

  • 2019.02.22 Friday
  • 17:07

 分散式のATSシステムが完成したので次のプロジェクトとして、速度計の設置に取り掛かることにした。

 

 レイアウト内に設置した速度計は、2014/8/1に報告した「レイアウトに速度計を設置する」のように、一度は実施したことがある。 しかし、この装置はレイアウト変更によって撤去されている状態である。 今回、再びこのテーマに取り組むことにし、しかも機能アップした装置とする。

 設置場所はここに狙いを定めている。 そして、この装置の構想を下のイラストで示す。

 長さ140mmの複線を使い、両側に測定ゲートを立てて上からLEDで光線を下に照射する。その光を線路の穴の中に設けたフォトダイオードで受けて車両の通過タイミングを測るのである。 ゲートのインとアウトの時間より走行速度を計算して、3桁の7セグメントLEDに表示させる。 さらに、線路に供給されている電圧も測定して表示させることも考えている。

 

 今回の改良点は、

  1. 複線の計測をそれぞれ独立して計測して表示させる。 車両が同時にここを通過しても個別に測定出来るようにする。
  2. 処理マイコンは現在勉強中のPICマイコンを使い、レール下に収めコンパクトなシステムとする。
  3. 全ての制御ユニットは、複線レールに組み込んで一体化し、レイアウトのどの場所にでも設置できるようにする。
  4. 線路に供給されている電圧も測定して表示させる。

 

 この機能を実現するには

  1. 電圧表示は、以前も使用していた2016/12/13報告の「給電ポイントの追加と電圧計の設置」の電圧計を復活させる。この超小型2線式LEDデジタル電圧計は、レールの右と左に接続するだけで機能するので、超簡単に設置できる。
  2. 通過センサの方式は、以前と同じ方法を採用するが、光は上から照射してセンサをレール下に埋め込むことにする。
  3. 両ゲートの通過時間を計測してスケール速度に換算し、その速度を表示する。
  4. 表示は見やすい7セグメントLEDを使用する。

 

 ここで、問題になるのはマイコンの選定とプログラム方法である。 以前のようにArduinoを使用した場合は、同時に複線の速度計測が難しく、かつ、かさばるので今回は選定外とした。

 

 そこで、PICマイコンを使てみることにするが、分散式の新ATSのようにシーケンス制御でなく、スケール速度換算の演算処理が必要となるので、簡単なアッセンブラーでは難しそうである。 かけ算には、mul 命令とかで、16ビットのマイコンが必要になるとのことだ。 自分はいま、8ビットマイコンを使っているので、C言語を使う必要が出てきたのだ。 そして、時間計測も割込み処理が必要のようだし、7セグメントLEDもややこしそうだ。これらもC言語で処理しなければならないのである。

 

 そこで、まず、PICマイコンのC言語を使ったプログラム方法の習得に挑戦しよう。 と言う訳で、最近ゴソゴソと始めたのだが先日報告したように、超初心者にはウロウロの連続なのである。

 今日現在、簡単なプログラムのコンパイルがやっと通るようになった状態なのである。その様子を逐次報告して行こう。

 

 

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