建設日記 DS44でレマコのポイントマシンを制御

  1. はじめに

     DCC運転に慣れてくると、スロットルからポイントマシンを操作したくなります。いちいちポイント操作盤の前まで行かなくてすみますからね。ウォークアラウンドの運転会などでは、なおさらそうです。

     Digitraxでは、そのためのポイントマシン用デコーダとして、DS54とDS44が用意されています。DS54の使用例は、当軌道のWEBページで紹介いたしました。

    PECOポイントをスロースイッチングにし、DCCで制御

     DS54には数々のプログラミング機能があり、使い方によっては非常に楽しいデバイスなのですが、少々高価な点が玉にキズです。一方、DS44は一切カスタマイズはできませんが、ポイント切り替え専用と割り切れば、格安のデコーダといえます。

     DS44は、アメリカではポピュラーな tortoise スイッチをon/offすることを唯一の目的として設計されています。ところが、tortoise スイッチは日本では販売されていないため、日本で市販されているポイントマシンを駆動する工夫を考えてみました。

  2. レマコのマシンを駆動するために

     DS44の出力は4回路あり、各々が1つ、全部で4つのポイントマシンを個別に制御できます。出力方式は、電流の向きを変えることによって切り替え方向を制御する方式です。当軌道で標準仕様であるLemacoのマシンも同じ方式であるため、まずはDS44の出力を直接Lemacoのマシンにつないでみました。当然のようにうまくいきません。Lemacoのマシンは100mA前後の電流を流さないと作動しないのですが、DS44の出力は10〜20mA程度しかないようで、パワー不足です。

     そこで、補助電源でマシンを駆動することにしました。まずはDS44の出力をトランジスタで増幅してリレーを駆動し、そのリレーでポイントマシンを作動させようとしました。一応回路は組んで試運転までこぎつけましたが、これは失敗しました。脱線してショートしても、ポイントが切り替わってしまい、なかなか甘くはないことがわかりました。

     次に、DCモーターの正逆反転をコントロールするICを使ってみました。これは、東芝のTA7291PというDCモータ用ブリッジドライバICで、2つの入力信号のON/OFFに応じて、モーターの回転、反転、ブレーキ、ストップが制御できるものでした。出力は平均で1A確保でき、今回の目的にはうってつけでした。ところが実際に使ってみると、どういうわけかショートしたときにレマコのモーターが一瞬動きます。それぐらいは仕方ないかと思い、そのことさえ除けば試運転の結果は上々でしたので、建設中の犬鳴温泉モジュールに組み込みました。しかし、実際に運転会で使ってみると、電源をONにしたままで線路磨きをしただけで静電気のノイズをひらってモーターがちょこちょこと動きます。ICの感度が良すぎるのか、回路の定数が間違っているのか、いずれにせよこれでは使い物にならないので、根本的に回路を見直すことにしました。

     3度目の正直で、こんどは初心に返り、DCモーター正逆反転制御の基本である、下図のようなブリッジ回路に戻りました。予期せぬトラブルを防ぐため、DS44出力と補助電源は、なんとしても分離したかったので、フォトカプラーを用いました。回路を簡単にするため、できればフォトカプラーの出力だけでレマコのモーターを駆動したく、ダーリントン出力のフォトカプラーが4個入った東芝TLP523-4を使いました。これは受光側の出力が最大150mA、推奨40mAというものなので、レマコのモーターにはやや力不足なのですが、試しにやってみるとうまく行きました。これでも、ショート時にマシンが一瞬動きはするのですが、実用上差し支えありませんので、このまま使うことにしました。

  3. 回路図

     回路図を下に示します。

     DS44の出力を用い、フォトカプラーを介して4つのトランジスタを駆動し、ポイントマシンに流れる電流の向きを制御します。

     これは1回路分です。同様の回路が4つあって、4つのマシンを駆動します。そのうち、片渡りで2つのマシンを同時に駆動する部分は、下の図のように1つのDS44出力で8個のフォトカプラーを介して、2個のマシンを駆動します。

     なお、上の回路を用いたことによって事故や損害が生じたとしても、檀上は一切責任を負いませんので、ご了解ください。実験は事故責任において行ってください。

  4. 参考

     DS44についてのメーカー情報は、Digitrax の製品マニュアルのページ

    http://www.digitrax.com/ftp/ds44.pdf

     をご覧ください。また、Tony's train xchange のwebページに、DS44の詳細な比較レポートがあります。

    http://www.ttx-dcc.com/productcompare/sta_dec_comparison_ds44.htm

     TLP523-4の詳しいスペックは、東芝セミコンダクターのデータシートhttp://www.semicon.toshiba.co.jp/ja/bucat_0/bucat_0/bucat_7/td_3/TD.pdfをご覧ください。


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