このページではこのコントローラの現在の仕様を説明します。仕様は開発している内にどんどん変わっていく可能性があります。

鉄道模型 パワーユニット・コントローラ 仕様 No.1

制御マイコン: 
FreeScale社 8bitマイクロコントローラ
MC9S08GB60 64pin-QFPを使用する。

マイコンのソフトウェア メトロワークス(FreeScale)社の CodeWarrior Cコンパイラ及びエミュレータ等の開発ツールを使用して開発する。

 

1:速度制御方式 8bit分解能/60Hz 周期 PWM制御 0-100% max 12V-DC/2A
  制御チャンネル 3ch 3列車 同時走行可能

  付加機能
  
正転・逆転 (進行方向変換)SW 3ch 個別に設定可能
  2極単投のレバーSWを SPSTとして使用。 正転時、Green LED 点灯
  (マイコン制御によらない)
  正転・逆転の切り替え時はモーター及びドライブ回路へのダメージ軽減を考慮する。

  緊急ブレーキ SW 3ch 個別に使用可能
  プッシュボタンSWを3chの出力毎に設ける。Push-ON時---緊急ブレーキ
  緊急ブレーキ方式 出力ブリッジ回路のPch側--OFF、Nch側--ONによるブラッギング
  方式。

  緊急ブレーキ :オプション
  モーターへの電源供給OFFで車両が直ぐに停止するのでは無く、実車と同じように滑走
  後、停止するようにする。これはPWMのソフトウェアで対処するが、多くの問題が
  懸念される。

  
過電流(ショート)保護 2A ポリスィッチ チャンネル毎 個別 自動復帰

2:速度表示 10個のLEDによるバーグラフ表示 チャンネル毎に独立表示
  表示 
1-8 Green-LED 9-10 Red-LED によるバーグラフとする。
  8bit AD値(スロットル用スライドVRのレバー位置における電圧値を10個のLEDへの表
  示。
  3チャンネルのバーグラフを30msec周期のダイナミック・スキャン方式による表示とする

3:付加制御機能
  ポイント切替SW 8個+ダミーSW 1個の合計9個のSWを 3*3 のマトリクス・スキャン
  方式で検出する。SWの種類 2極単投のレバーSWを SPSTとして使用
  ポイント出力 各ポイントSWに対応した、合計8個のロジック・レベル(H=3.3V)の出力とす
  る。
  
ポイント出力端子に各メーカーのポイントマシンに対応した回路を接続するものとする。

  *このポイント出力は本コントローラの第2版のシリアルによる制御信号の転送方式の
  時はセンサー入力端子として使用する為、ポイントマシン制御回路は内蔵せずに外付
  けとする。

4:速度制御 3chのチャンネル毎に設けたスライド・VRによるマイコンのADC端子への
  可変電圧印可方式  ADCの分解能は8bit 30msecに1回の読み取り
  *SWの読み取り/LEDのスキャン表示等の制御周期は30msec とする。

  LED表示、ADC読み取り、SW読み取り等のダイナミックスキャン方式の制御周期はメイ
  ンルーチンの制御周期とするが、最終的にはタイマ割込によるそれぞれの最適制御
  周期とする。

5:電源 メイン電源は 5-6A/12V程度の過電流保護回路付き 市販のスィッチング電源を
  使用する。

   パワーユニット CMOS用電源 12V--5V  7805 3端子シリーズ・レギュレータ
   マイコン電源 5V--3.3V  LM317 シリーズ・レギュレータ

6:シリアル入出力端子 (制御ネットワーク)  
  第2版(シリアル通信による ポイント・信号機・踏切 等の制御出力、センサー入力
  を行う)の 為にオープンコレクタによるTX端子,Tr入力による RX端子 を設け,
  非同期・半二重通 信を行う。
  子機側 (ポイント・信号機・踏切・列車位置センサー)も非同期通信ポートを持った
  安いマイコンを使用する。
DragonChip社 DC6688 FreeScale社 MC9S08QG8

 将来、この通信ラインは FreeScale社 ZigBee 等を使用して 無線化を計る。

  シリアル通信フォーマット 今後、定義する。      暫定通信手順.pdfはこちら

7:運転パターンメモリ     
  往復運転や列車交換の為にマニュアルで制御した、ポイント、列車速度をフラッシュ
  ROMに記録して運転の自動化を行えるようにする。

次のページから各部の回路、及び構成を説明します。

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