トミックス向けポイントデコーダー。その３ [自動運転]
なかなか進んで無い感がすごいが、その後の経過です。
名古屋電鉄様、Yaasan様、コメント、アドバイスありがとうございます。
（１）ドライバに入る信号にノイズが乗っていないか？（名古屋電鉄様）
→波形の確認をして、ノイズは乗っていますが、これはちょっと違いそうでした。（後述します）
（２）電流制限抵抗とダイオードを取りましょう。（Yaasan様）
→ヘンテコ動作するためすでにダイオードは取ってしまっていますが、電流制限抵抗を抜きました。（一応、ドライバはコンデンサ直にしており、電流制限抵抗は途中に入れておりません）。しかし症状（振動する）は変わりませんでした。
（３）1uFコンデンサつけてください。
→DSDecR1基板流用で、BD6231Fの近くに105(1uF)をつけました。
（４）AnalogWriteでなくDigitalWriteを数百ｍｓで使いましょう。
→DigitalWriteを使用しています。（100msぐらいですが）
いろいろ試行錯誤していて、またBD6231Fを一つ壊してしまった・・・。3個目・・・。
あと、もう一つ、秋月のジャンパーコード。激安なのだが、なんか実験途中で通電不良になることが多い。いままで3本通電不良になり、原因探しに苦労した。（ICとかトランジスタとかArduinoとか壊したかと思っていろいろ変えた挙句、原因はジャンパーコードの断線で見つけるまでにとても時間がかかる。）
振動についてだが、まず、２４V時のダブルクロスポイントの1個つなぎ時のポイントに行く途中の全体波形が以下（（A)とする）。（前の記事とちょっと波形違うが気にしないで。）
初めに振動して、その後、直流になりポイントが動いている。
この最初の振動部分を拡大すると、以下。（B)とする。
初めに190usぐらい＋電圧が出て（２４V→２０V）、次にー２４Vになって、200usかけて徐々に０Vに近づく。これを繰り返している。
次に、（A)全体波形の振動から直流状に変化する部分の拡大波形が以下。（C)とする。（（B)とは時間軸の目盛りが異なることに注意）
（C)振動→直流変化部分では、徐々に＋電圧部分のパルス幅が伸びている。また、電圧も徐々に下がっていっている。これに対して－電圧側のパルス幅は伸びていない。結果として周期は伸びていっている。で、最後にー電圧パルスがなくなり、＋の直流だけになっている。
このことから、この＋、-の振動は、BC6231Fの仕様書12ページにある過電流保護回路が働いているのではないかと思う。最初、オフ時間が290usなのに、オフと思われる波形（－電圧側のパルス幅）が290usでないので、どうしてだろうと悩んでたが、仕様書の図を見ると、InternalStatusはオフにした後もIoutはちょっとの時間は出ているようだし、それがで終わったら、ポイント側のコイルのために一気にー側に触れているのではないかと思った。イメージは下記図。
次に、下の波形が、ダブルクロスポイントを2系統ともにドライバに繋いだ時の最初の振動部分の波形なのだが、これを（D)とする。
（B)１個つなぎと比べて、ポイントへの電流は流れやすくなっているはずだが（2個並列つなぎなので）＋電圧の期間は短く、周期が290usであるため、流した瞬間に保護回路が働いているように見える。（過電流検出のモニタ期間がtyp 10usと言っているので、保護期間290usと合わせて、周期として300usじゃないといけないような気もするが・・・。）
ということで、名古屋電鉄様への回答としては、
最初の振動部分が（B)ポイント一つ繋ぎと（D)ポイント二つ繋ぎで周期が異なること、（C)の振動→直流のところで、周期がどんどん大きくなっていることから、制御信号の他からの（昇圧時のパルスやAnalogWrite使用（してないけど））のノイズではない。（たぶん）
あと、Yaasan様への回答としては、（いろいろ回路に変なおまけがついているのは置いておいて）
→電流の流れをよくしたが、以前振動しており、振動は、BD6231Fの電流制限１Aを超えているための現象と思われる。
という感じです。
TA8428でも似たような波形だったし、TA8428仕様書3ページにも電流検出回路（モニタ時間20us、オフ時間80us)があったため、同じ現象と考えると、こっちの検出回路は２～３Aで働くため、現在選定のリレー２Aも実を言うとダメってことか？とふと思った。メカニカルだからそれなりに流れるが、寿命がすごい縮んでいるとか。
あとは、上記実験中、PCのUSBポートの５V給電からの昇圧だけで、トミックスのポイントが普通に動いており、（DCCには関係ないが）こっちのほうがほしい人が多いかもと、ちょっと思った。
もう一つ、ついでに１５Vぐらいから振動しなくなるので、電圧を１５Vにして、ダブルクロスポイント（二つ）をつないだが、やっぱり波形は振動しており、ポイントは動かなかった。
名古屋電鉄様、Yaasan様、コメント、アドバイスありがとうございます。
（１）ドライバに入る信号にノイズが乗っていないか？（名古屋電鉄様）
→波形の確認をして、ノイズは乗っていますが、これはちょっと違いそうでした。（後述します）
（２）電流制限抵抗とダイオードを取りましょう。（Yaasan様）
→ヘンテコ動作するためすでにダイオードは取ってしまっていますが、電流制限抵抗を抜きました。（一応、ドライバはコンデンサ直にしており、電流制限抵抗は途中に入れておりません）。しかし症状（振動する）は変わりませんでした。
（３）1uFコンデンサつけてください。
→DSDecR1基板流用で、BD6231Fの近くに105(1uF)をつけました。
（４）AnalogWriteでなくDigitalWriteを数百ｍｓで使いましょう。
→DigitalWriteを使用しています。（100msぐらいですが）
いろいろ試行錯誤していて、またBD6231Fを一つ壊してしまった・・・。3個目・・・。
あと、もう一つ、秋月のジャンパーコード。激安なのだが、なんか実験途中で通電不良になることが多い。いままで3本通電不良になり、原因探しに苦労した。（ICとかトランジスタとかArduinoとか壊したかと思っていろいろ変えた挙句、原因はジャンパーコードの断線で見つけるまでにとても時間がかかる。）
振動についてだが、まず、２４V時のダブルクロスポイントの1個つなぎ時のポイントに行く途中の全体波形が以下（（A)とする）。（前の記事とちょっと波形違うが気にしないで。）
初めに振動して、その後、直流になりポイントが動いている。
この最初の振動部分を拡大すると、以下。（B)とする。
初めに190usぐらい＋電圧が出て（２４V→２０V）、次にー２４Vになって、200usかけて徐々に０Vに近づく。これを繰り返している。
次に、（A)全体波形の振動から直流状に変化する部分の拡大波形が以下。（C)とする。（（B)とは時間軸の目盛りが異なることに注意）
（C)振動→直流変化部分では、徐々に＋電圧部分のパルス幅が伸びている。また、電圧も徐々に下がっていっている。これに対して－電圧側のパルス幅は伸びていない。結果として周期は伸びていっている。で、最後にー電圧パルスがなくなり、＋の直流だけになっている。
このことから、この＋、-の振動は、BC6231Fの仕様書12ページにある過電流保護回路が働いているのではないかと思う。最初、オフ時間が290usなのに、オフと思われる波形（－電圧側のパルス幅）が290usでないので、どうしてだろうと悩んでたが、仕様書の図を見ると、InternalStatusはオフにした後もIoutはちょっとの時間は出ているようだし、それがで終わったら、ポイント側のコイルのために一気にー側に触れているのではないかと思った。イメージは下記図。
次に、下の波形が、ダブルクロスポイントを2系統ともにドライバに繋いだ時の最初の振動部分の波形なのだが、これを（D)とする。
（B)１個つなぎと比べて、ポイントへの電流は流れやすくなっているはずだが（2個並列つなぎなので）＋電圧の期間は短く、周期が290usであるため、流した瞬間に保護回路が働いているように見える。（過電流検出のモニタ期間がtyp 10usと言っているので、保護期間290usと合わせて、周期として300usじゃないといけないような気もするが・・・。）
ということで、名古屋電鉄様への回答としては、
最初の振動部分が（B)ポイント一つ繋ぎと（D)ポイント二つ繋ぎで周期が異なること、（C)の振動→直流のところで、周期がどんどん大きくなっていることから、制御信号の他からの（昇圧時のパルスやAnalogWrite使用（してないけど））のノイズではない。（たぶん）
あと、Yaasan様への回答としては、（いろいろ回路に変なおまけがついているのは置いておいて）
→電流の流れをよくしたが、以前振動しており、振動は、BD6231Fの電流制限１Aを超えているための現象と思われる。
という感じです。
TA8428でも似たような波形だったし、TA8428仕様書3ページにも電流検出回路（モニタ時間20us、オフ時間80us)があったため、同じ現象と考えると、こっちの検出回路は２～３Aで働くため、現在選定のリレー２Aも実を言うとダメってことか？とふと思った。メカニカルだからそれなりに流れるが、寿命がすごい縮んでいるとか。
あとは、上記実験中、PCのUSBポートの５V給電からの昇圧だけで、トミックスのポイントが普通に動いており、（DCCには関係ないが）こっちのほうがほしい人が多いかもと、ちょっと思った。
もう一つ、ついでに１５Vぐらいから振動しなくなるので、電圧を１５Vにして、ダブルクロスポイント（二つ）をつないだが、やっぱり波形は振動しており、ポイントは動かなかった。
2015-12-12 15:51
コメント(3)
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フジガヤ２様
この振動はドライバＯＦＦ時のマシンの逆起電力なのですね、
振動の振幅も電流によって違うが過電流保護もなるほどです。
となるとBD6231Fでは難しいということですね。
ありがとうございます。
by 名古屋電鉄 (2015-12-12 18:42)
波形の動きとしても保護機能が働く可能性が大ですね。
見事に逆起電圧です。BD6231がぶっ壊れるのも納得です…。
となると、TB6643KQのような電流耐性が大きいものか、24vに上げている昇圧チョッパ回路のように自分でディスクリート部品(MOS FET)で組むかのどちらかになりそうです。ポイントへの配線が三線式なら、回路は組みやすいですが2線式だと、少々面倒ですね。
役に立たないアドバイスで申し訳なかったです。
by Yaasan (2015-12-12 21:21)
名古屋電鉄様
Yaasan様
コメント、アドバイスありがとうございます。
いろいろ確認できてよかったです。
大電流ならTB6643KQやL298Nでしすかね？それともリレー（が好きだったりする）。ディスクリートは小さい領域への配線と配置が面倒なので最後の手段ですかね。
TB6643KQだと、TA8428Kとピンコンパチなので、少し前に作ったアートワークがそのまま使えそうですね。
で、制限抵抗とダイオードを外して。0.1秒程度の通電なら、ヒートシンクいらなそうだし。
by fujigaya2 (2015-12-14 22:49)