Toshi's Blog

Arduinoで自動運転を行うA3サイズの鉄道模型Nゲージレイアウトを作っています。

信号機、踏切、センサー、ポイントの動作が確認できたので、これらをドライブするための基板を、レイアウトの裏に貼り付けて、配線を短くしています。

ドライバー基板をレイアウト裏に設置できれば、そこからシリアルと電源の8線だけをマイコンコントローラ基板に繋げば、動かすことが出来ます。

レイアウトから出る配線が少ないため、レイアウトの美観も保たれると思います。

Arduinoで自動運転を行うA3サイズの鉄道模型Nゲージレイアウトのジオラマ作りをしています。

信号機の次は、メルカリで買った雑誌の付録の踏切を改造してLEDを付けたものを設置して、Arduinoで点滅できるかテストして見ました。

ちゃんと点滅し、本物の踏切の雰囲気を出すことが出来ています。

（後ろでミコちゃんが睨んでいる）

Arduinoで自動運転を行うA3サイズの鉄道模型Nゲージレイアウトのジオラマ作りをしています。

まずは、Amazonで買った3灯式信号機を設置して、Arduinoで点灯できるかテストしています。

問題なく点くことが確認できました。

Arduinoで自動運転を行うA3サイズの鉄道模型Nゲージレイアウトのジオラマ作りを始めました。

まず、駅舎とホームの位置を決めて、道路を作ってみました。道路はアスファルトを模擬するために、細かい目のサンドペーパーを貼り、白線を付けてみました。

A3サイズの鉄道模型Nゲージレイアウトで自動運転を行うために、プリント基板をFusionPCBで作り、デバッグしています。マイコンESP32C3搭載のXIAO製IoT向け小型Arduinoボードです。LCD、ボタン/LEDなどの入出力ポートは、HC166、HC595のシリアルで動いています。

面実装基板で、HC166は秋月で入手した0.65mmピッチのSSOPのチップだったので、ハンダ付けがきつかったですが、問題なく動きました。3.3Vの三端子を使ったのですが、ピン番号が5Vの7805と違っているのを知らず、間違って基板を作ってしまい、手配線修正しています。

自分でKiCadで設計し、FusionPCBで製造したプリント基板が出来上がったので、部品の実装を始めました。
両面表面実装のスルーホール基板です。
2012サイズのチップ部品を使っています。
もっと小さい部品もありますが、手ハンダするには、このサイズまでだと思います。

今回使用したHC166は、秋月にたまたまあったチップ部品のシフトレジスタです。
SSOPパッケージですので、ピン間隔が0.65mmです。
ハンダ付け不良やブリッジが起こりやすく、老眼の私にはキツかったです。

詳しくは、↓のページに解説しています。

■A3サイズのNゲージ箱庭鉄道模型 Arduinoで自動運転(伊予鉄道)

A3サイズの鉄道模型Nゲージレイアウトで自動運転を行うために、Arduinoを使ったシステムを作っています。

ブレッドボードで大まかな動作は確認できたので、これをKiCADで回路図に起こして、プリント基板を設計し、FusionPCBで製造したいと思います。

自動運転Nゲージのレイアウトに置くために、LED付きの踏切を探したのですが、LEDが付いたものは見つからなかったため、自作しました。

雑誌の付録の踏切をメルカリで購入し、これを改造しました。ライト部分に1mmの穴を開け、裏側からチップ部品の赤いLEDをつけて配線して作りました。

結構細かいです。瞬間接着剤でチップLEDを踏切ライトの裏側に貼り付け、直径0.29mmのポリウレタン銅線で配線しています。

点灯時には、Arduinoで500msec間隔で点滅するようにプログラムするつもりです。

A3サイズの鉄道模型Nゲージで自動運転を行うために、電車の位置（通過したこと）を検出するためのマグネットセンサーをレイアウトに埋め込みました。

ベースボードに穴を開けて、ベースボードの裏側からセンサーをレールの下に入れています。

配線すると↓の写真のようになります。

Nゲージのレイアウトで自動運転をするために、パワーパックをArduinoで制御することを考えています。

私が中学生の頃は、「サイリスタ」という、電流制御ができるダイオードみたいな素子があり、鉄道模型の低速運転をスムーズに行うには、この方法しかありませんでした。

あれから40年以上が経ち、今はPWM制御が主流となり、さらにDCモータドライバ専用のICもたくさんあります。パワーパックの自作は、めちゃめちゃ簡単になっています。

今回、たくさんのWEBページに載っている「TB6643KQ」を使ってみました。秋月で、350円で買えます。

ArdionoのPWM機能で発生させた20kHzの2線のPWM信号をこのICに与えるだけで、DCモーターをドライブしてくれます。PWMパルスの組み合わせを制御すれば、モーターへの電圧極性（＋ー）を変えることができ、電車の進行方向もこのICだけで制御できます。簡単すぎるぐらい簡単です。

詳しくは↓

■A3サイズのNゲージ箱庭鉄道模型 Arduinoで自動運転(伊予鉄道)