Considering the system of signals ― 2023年08月11日 05:55
ホィットコムが運行しました。木造橋手前の土手(盛り土部)の補修が必要なようですが、今のところ脱線するほどではありません。近々直しましょう。
赤い薔薇はまだ咲いています。といっても同じ花ではなく、つぎつぎと咲いているだけ。一番高い花は地上3m以上。脚立がないと、接写ができません。それでも、隣の紫陽花(まだ蕾が出たところ)よりは1mくらい低いのです。
キットの信号機を組みました。それぞれ2つずつリレィも入れて配線。信号機への配線は4本で、電源(12V)のプラスとマイナス、赤にする線、青にする線があります。赤にする線を一瞬だけマイナスと接続するとその後、赤が保持され、青にする線を一瞬マイナス接続すると青を保持します(というのが欠伸軽便仕様)。赤が点灯している間は、リレィのコイルにずっと電流が流れています。LEDは、各種使っているので、最初に電流を測定し、直列にする抵抗を決めます。製品によって微妙に違うので、見た感じで同じ明るさになるようにします。写真の中央と右も異なるLEDでしたが、抵抗を変えて、だいたい同じ明るさになりました。
さて、キットの小さい信号機以外は、欠伸軽便仕様の信号機を採用します。こちらは2倍以上の大きさ。以前は鋼板で作りましたが、今回はアルミ板で製作。アルミの方が工作に時間がかかるかもしれません。面板は1mm厚、バイザは0.5mm厚です。写真では見えませんが、裏側にパイプソケット(と呼ばれている金具)を取り付けています(詳しくはまた後日)。
信号機を作動させる仕組みですが、線路上にマグネットセンサが設置されていて、列車のトレーラの床下に取り付けた磁石で、通過時に一瞬だけ電流が流れます。これでリレィを作動させます。マグネットセンサは、進行方向右側に寄った位置にあり、列車のマグネットも右に寄っています。逆方向へ走る場合は、当然列車の向きも反対になっているので、反対側に取り付けたセンサが感知します。このようにして、進行方向を識別します。
列車が通ると、その位置の信号機を赤にして、後続の列車を停めます。次の信号機まで進むと、さきほど赤にした信号機を青に戻します。ですから、一つ手前の信号機のリレィを作動させるケーブルが必要になります。
また、平面クロスがある場合、その区間に列車が入ると、別の路線の交差する区間を赤にします。
現在、信号機の間をつなぐケーブルは、地中に埋設したパイプの中を通っていて、そのケーブルは8芯(8本のコードを内蔵したもの)です。ほとんどはそのうち4線か5線を使っているだけですが、平面クロスがある信号機は8線を全部使っているので、余剰がありません。つまり、ここだけは新しいケーブルをパイプに通す必要があります。
埋設パイプは、線路に沿っているのではなく、最短距離を結び、各信号間に必ずあるわけではないため、たとえば、AとBをつなぐケーブルは、A→C→D→Bのような経路を通ることがあります。前後の信号機と直接つながっていない箇所があるということです。
すべてのパイプにもう1本8線ケーブルを通せば、独立した回路を形成し、同じようにシステムを構築できますが、この工事は非常に大変です。現在のケーブルの空いている線を使う方法が現実的でしょう。
同時に両方向へ走る列車が存在しない、と仮定すれば、どちらかの方向のセンサが感知した瞬間に、そちら方向のシステムに切り替えれば、その切替えを行う線を1本加えるだけで、現在の線を使って逆方向の作動も実現できます。ただ、切替えたのち、14個のリレィが常時電流を消費するという欠点がありますし、どこかで誤作動があった場合、原因を突き止めにくくなることが予想されます。といった具合にあれこれ思案中………。
コメント
_ をかへま ― 2023年08月11日 06:12
_ 白犬捜査官 ― 2023年08月11日 06:32
信号機の仕組みについて、磁石が列車を検知していることに驚きました。(もしかして雑誌で書かれていて、忘れているだけかも)
実際の道路の信号は、感知機が設置されていて、車両の情報を測定し、その情報をもとに調整されますね。
実際の道路の信号は、感知機が設置されていて、車両の情報を測定し、その情報をもとに調整されますね。
_ 机上電車製作所 ― 2023年08月11日 06:51
欠伸軽便仕様のアルミ製信号機、存在感があって格好良いですね。
一瞬接続するだけで切り替わる回路は、バスの「次止まります」ボタンの回路を想像しました。
確かに、逆方向の列車を走らせるとすると、「方向てこ」のような回路切り替えが必要になりますね。信号センサの前後に方向識別用のセンサを付ければ、信号機直下でシステムが作れるのかなと思いましたが、進入側の判定が難しそうです。
一瞬接続するだけで切り替わる回路は、バスの「次止まります」ボタンの回路を想像しました。
確かに、逆方向の列車を走らせるとすると、「方向てこ」のような回路切り替えが必要になりますね。信号センサの前後に方向識別用のセンサを付ければ、信号機直下でシステムが作れるのかなと思いましたが、進入側の判定が難しそうです。
_ レミング ― 2023年08月11日 07:50
詳しく書いてくださった信号機の動作、興味深く読ませてもらいました。
FETを叩いてLEDを点灯するようにすると消費電力は押さえられそうに思いました。キットのリレーを使用されているとのことなので、作り変えるのは手間があるのかとは想像します。
信号線の問題はパラレルで繋ぐのではなく、信号機ごとにマイコンをもって、通過情報のみをUARTなどでシリアル通信すると解決しそうに考えます。
色々な可能性がある時に思案する時間は楽しいですよね。
FETを叩いてLEDを点灯するようにすると消費電力は押さえられそうに思いました。キットのリレーを使用されているとのことなので、作り変えるのは手間があるのかとは想像します。
信号線の問題はパラレルで繋ぐのではなく、信号機ごとにマイコンをもって、通過情報のみをUARTなどでシリアル通信すると解決しそうに考えます。
色々な可能性がある時に思案する時間は楽しいですよね。
_ おしるこ狐 ― 2023年08月11日 09:03
マグネットを右に寄せることで両方向に対応させるのは、シンプルながら確実で、なるほどと思いました。興味深いです。
_ 三篠(みすず) ― 2023年08月11日 18:42
平面クロスに入る列車のタイミングが同じだと、両方が青のまま進行してしまうのでしょうか。クロスからの信号設置位置をずらしておいて、優先線路を決めておき、もう一方は踏切待ちのようにクロスに近い位置で赤信号で停車させるのが回路的には簡単かもしれないですね。
_ ネム ― 2023年08月11日 22:11
一生懸命、理解しようと試みはしましたが・・。
すごく頭が疲れました。。
すごく頭が疲れました。。
_ はーつでーる ― 2023年08月11日 22:57
大変に面白かったです。独立した回路の形成や切替えシステムの検討は、システムの冗長性や安全性を高めるための重要なアプローチなのですね。しかし、誤作動やトラブルシューティングの難しさがあって、実装の際には細心の注意が必要そうです。
_ くつしたねこ ― 2023年08月12日 00:26
あ…!ホイットコムに乗りながら点検しているのは…!
_ ヒガシ ― 2023年08月19日 15:41
抵抗を変えることでLEDの明るさを調整しているんですね。同じ型の製品でも品質にばらつきがあるものと想像します。信号機作動の仕組み、頭の中で図を描きながら想像してみました。
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