このページでは、現在、私が作成中のNゲージ鉄道模型用の制御システムを紹介します。まだ、開発途中のものでありますので、考え方の間違いや、もっと他に良い方法等があればご指摘頂ければ幸いです。

お断りとお願い

 このページで紹介します、鉄道模型用の制御回路や部品はあくまでも、私のレイアウト上で動いたというだけで、全ての方の模型に適合するとは限りません。私のサイト上にある応用例や回路を参考にされるのは自由ですが、それらを使用することによって貴方の大事な鉄道模型が大きなダメージを受けるかも知れません。もし、そのようなことがありましても、当サイトの管理人である私が何ら、責任を負うものではありません。そのことはご承知おき下さい。また、当サイトで紹介した回路や部品を使用して、貴方の模型で何らかの不具合を生じることがありましたら、ご一報頂けますと、大変有り難いです。今後の改善の参考にさせて頂きたいと思います。

 この制御システムは8bitマイクロコントローラを使用した、コントロールセンターを中心にして、ポイントマシンや信号機、踏切や照明器等の出力機器、ポイント切替スイッチや車両位置センサー等の入力機器をシリアルインタフェースでマスター・スレーブ方式のネットワークで接続して各機器を遠隔制御しようとするものです。その為に各機器の通信及びコントローラの部分には8bitのシリアル・インタフェース付の小型のマイコンを搭載します。

 デジタルで鉄道模型を制御しようするシステムは、既に皆様がご存知のようにDCC(デジタル・コマンド・コントロール)と言うものがヨーロッパ・アメリカ・日本の鉄道模型メーカーから発売されております。このシステムは基本的に2本のレール上にパワー電圧と制御用デジタル信号を重畳して、制御される側(車両、ポイント、信号機)に搭載されたデコーダで制御コマンドをデコード(取り出し)して、車両の発進、停止、速度調整、ポイントの切り替え等を行います。2本のレールには常時、電圧がかかっていますので、基本的には、DCCシステム上で走行させられる車両はDCCデコーダとコントローラを搭載した専用車両のみになります。DCCによって制御される各車両やポイント類はそれぞれ、固有のアドレスが与えられていますので、DCCシステム上では同一のレール上に載せられた車両はそれぞれ違った制御コマンドを受け取ることができますので、進行方向も速度も別々に制御できます。やろうと思えば正面衝突も可能になります。(例え、模型でもやってはいけません。鉄道模型の世界も無事故で行きましょう)

 そしてこのDCCというシステムは国際規格になっているようですので、この規格に準拠して製造され、販売された制御機器は互換性があるということです。パテント等もあるようなので、簡単に作って売るようなことは出来ないようです。
 私が現在、作っている制御装置はそのような大それたシステムではなく、従来のアナログ対応の車両で走行することにして、車両以外の機器をマイコンを使ったシリアル・インタフェースによるネットワークで制御しようとするものです。その為に制御用の線としては+12V、デジタル信号、グラウンドの3本の電線を用います。   現在の私のレイアウトでは、TOMIXのコントローラ3台と20個近くのポイントスィッチ類を使用していますが焼きそばのような電線の束が大変見苦しく、これを細い、3本の電線をレールに沿って、敷設するかレイアウトの下を這わすようにしたいと思います。
将来的にはこのシリアル・インタフェースによるネットワークを全て近距離デジタル無線インタフェースにより無線化することを考慮しています。(FreeScale社のZigBeeと言うシステムなどがその候補です。
 現在は ポイントの制御のみを考えていますので、某模型店様が提唱されている、DCC-Pと構成は大変よく似ていますが、仕様は全く、独自に私が考えたものです。もし、仕様上の問題で特許等に抵触するようなことがありましたら、ご一報を頂ければ幸いです。

 下側の右の基板が3chのスロットル(スライドVR)とリバーススィッチ、8個のポイント切替SWになっています。下、左基板はスロットルのレベルメータ(各ch 10個のLEDで表示)、その左は8個のLEDでポイント切替方向の表示ができます。真ん中の緑の基板の内、左側が3chのPWM出力回路で、ここから、3路線のレールに接続されます。緑の基板の右側は、このコントローラのメイン制御部で、現在のシステムでは FreeScale社のMCS08GB60という8ビットマイクロコントローラ(マイコン)の評価/開発ボードを使用しています。右上の4つの小さい基板はポイントマシンを動作させる為の回路です。現在は上図の概念図のようにメインマイコンとはシリアルで繋がってはいません。マイコンのパラレルポートで直接制御しています。 ベニヤ板からはみ出している黒い基板はパソコンでこのコントローラのソフトウェアを開発したり、検証したりする為のものです。USBでパソコンと接続されています。
電源は秋葉原で購入したノートPC用の12V/3AのSW電源を使用しています。
次のページでこのコントローラの仕様を説明します。

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