S88 Analog Control基板デバッグ [S88]
妻にホワイトデー何がいい？と聞いたら、チーズケーキと言われたので、子供と一緒に久しぶりに作りました。混ぜて焼くだけのケーキを作るのは昔から大好きです。（つまりチーズケーキとかパウンドケーキ）。逆にイチゴのショートケーキなどデコレーションをしないといけなくて、且つ、焼いていないものがつくもの（泡立てた生クリームとか生フルーツ）はお腹の弱い私はすぐに調子が悪くなるので、好きではありません。
ケーキのレシピはこちらで作りました。クックパッドは玉石混交で、レシピがはずれると、かなりへんてこな味に仕上がるので、私は基本的にメーカーのレシピで作ります。
チーズケーキにしては少々甘めでしたが、材料費だけで900円近くもするので、（クリームチーズと生クリームが高い）、おいしかったです。が、写真は失敗のようです。照明かなあ。（あと、下にクッキーを砕いたのを敷いています）
さて、基板が組みあがりましたので、デバッグを始めました。
UI部分は作るのが面倒な割に書くことがありませんので、割愛します・・・。
操作はD101風にしました。ただし、まだ、Loco番号の設定と、ファンクションを鳴らす程度しかできません。
で、アナログコントローラの電圧を確認しておこうと思って、TomixのN-1とKatoのStandard Sの波形を確認しました。どちらも無負荷状態です。
まずはトミックスのN-1です。特に何の引っ掛かりもなく直流でした。
ただし、コンデンサが入っているのか、私の基板に入れる程度の小電流では、減速時になかなか電圧が下がってくれません。放電用に大きな抵抗でもつなぐかと思って12V-0V間に大きな抵抗４７Ω（２W品かなあ？）をつないだら、いい感じに電圧の下がりは早くなりましたが、アッチッチになったので、もう少し電圧やW数を考えてやった方がよさそうです。いっそのことモーターを一つつないでおくのも手かなあと思いました。（いやいや、それはないだろう。）
次にKatoのStandard Sです。
ACアダプタの出力がACだったので多分そうだろうなあと思っておりましたが、案の定平滑されていない信号です。電圧もすごいですが、ほぼ無負荷状態なので気にしないでください。
一応、マイコン取り込み時に、ソフト的に1ms周期で電圧を測って、100ms周期ごとに平均値に直して速度データにするようにしたので、まあ、少し速度値がふらふらする程度までには良くなりました。
このKato Standard Sは普通の平滑化された直流を入れてやると、普通にトミックスのN-1と同じような波形になりますので、今回は平滑化したDCを入れる使い方をすることにします。おまけにTomixと違い出力にコンデンサ？が入っていないようで、減速時も電圧がスロットルに忠実です。（自己責任です）
ということで、私の所有コントローラで言うと、
・Tomix N-1は、平滑化されたDCで使いやすいが、減速時、電圧の下がりが遅い。
・Kato Standard Sは整流されただけのDCで使いづらいが使えないわけでもない。
・Kato Standard S + 秋月とかのACアダプタ 平滑化されたDCで、減速時の電圧も下がりやすく一番良い？
となりました。
次の問題は、以下の回路です。
電気のことはさっぱりなので（←それはどうかと思うが）、何も考えずにYaasan様のDSMainR2から回路をコピーしてきました。
で、実際に動かしてみると、私が思っていたことと違うことがわかりました。（ちゃんと実験しておけよ！いう感じですが）
回路はCN6またはCN3からパワーユニットの電圧が入ってきます。
そして、ANALOG_IN信号側はブリッジダイオードを通って、M側がGND、P側がパワーユニットの＋電圧となり、2.2K,1Kの抵抗で分圧され、12Vが来ても3.75V(=12V * 1.2k / (2.2k+1.2k))の電圧になります。それなりに高い電圧が来ても。D5のダイオードから５Vラインのほうに電流が流れて、ANALOG_INの電圧は５．５V程度でした。
で、問題はPWM_DIR信号側で、ある電圧未満はLowになるので、実験のデータで言うと、パワーユニットの電圧が2.24V未満では、Lowになりました。
つまり、パワーユニットで前進、後進時
前進時：PWM_Dirは初めLow（後進側）、２．２４V過ぎるとHigh（前進側）
後進時；PWM_DirはずっとLow （後進側）
まあ、適当にソフトで２．２４V以下の時は、まったく走り出さずに、それ以上で走り出しにしましたが、パワーユニットのつまみを1/4以上回さないと方向すら検出できない、ちょっと悲しい回路になりました。常点灯がついていたら、方向が分かるので、この現象は回避できると思います。（でも、PWMなので、速度の検出は今よりも悲しいことになるかも）
ケーキのレシピはこちらで作りました。クックパッドは玉石混交で、レシピがはずれると、かなりへんてこな味に仕上がるので、私は基本的にメーカーのレシピで作ります。
チーズケーキにしては少々甘めでしたが、材料費だけで900円近くもするので、（クリームチーズと生クリームが高い）、おいしかったです。が、写真は失敗のようです。照明かなあ。（あと、下にクッキーを砕いたのを敷いています）
さて、基板が組みあがりましたので、デバッグを始めました。
UI部分は作るのが面倒な割に書くことがありませんので、割愛します・・・。
操作はD101風にしました。ただし、まだ、Loco番号の設定と、ファンクションを鳴らす程度しかできません。
で、アナログコントローラの電圧を確認しておこうと思って、TomixのN-1とKatoのStandard Sの波形を確認しました。どちらも無負荷状態です。
まずはトミックスのN-1です。特に何の引っ掛かりもなく直流でした。
ただし、コンデンサが入っているのか、私の基板に入れる程度の小電流では、減速時になかなか電圧が下がってくれません。放電用に大きな抵抗でもつなぐかと思って12V-0V間に大きな抵抗４７Ω（２W品かなあ？）をつないだら、いい感じに電圧の下がりは早くなりましたが、アッチッチになったので、もう少し電圧やW数を考えてやった方がよさそうです。いっそのことモーターを一つつないでおくのも手かなあと思いました。（いやいや、それはないだろう。）
次にKatoのStandard Sです。
ACアダプタの出力がACだったので多分そうだろうなあと思っておりましたが、案の定平滑されていない信号です。電圧もすごいですが、ほぼ無負荷状態なので気にしないでください。
一応、マイコン取り込み時に、ソフト的に1ms周期で電圧を測って、100ms周期ごとに平均値に直して速度データにするようにしたので、まあ、少し速度値がふらふらする程度までには良くなりました。
このKato Standard Sは普通の平滑化された直流を入れてやると、普通にトミックスのN-1と同じような波形になりますので、今回は平滑化したDCを入れる使い方をすることにします。おまけにTomixと違い出力にコンデンサ？が入っていないようで、減速時も電圧がスロットルに忠実です。（自己責任です）
ということで、私の所有コントローラで言うと、
・Tomix N-1は、平滑化されたDCで使いやすいが、減速時、電圧の下がりが遅い。
・Kato Standard Sは整流されただけのDCで使いづらいが使えないわけでもない。
・Kato Standard S + 秋月とかのACアダプタ 平滑化されたDCで、減速時の電圧も下がりやすく一番良い？
となりました。
次の問題は、以下の回路です。
電気のことはさっぱりなので（←それはどうかと思うが）、何も考えずにYaasan様のDSMainR2から回路をコピーしてきました。
で、実際に動かしてみると、私が思っていたことと違うことがわかりました。（ちゃんと実験しておけよ！いう感じですが）
回路はCN6またはCN3からパワーユニットの電圧が入ってきます。
そして、ANALOG_IN信号側はブリッジダイオードを通って、M側がGND、P側がパワーユニットの＋電圧となり、2.2K,1Kの抵抗で分圧され、12Vが来ても3.75V(=12V * 1.2k / (2.2k+1.2k))の電圧になります。それなりに高い電圧が来ても。D5のダイオードから５Vラインのほうに電流が流れて、ANALOG_INの電圧は５．５V程度でした。
で、問題はPWM_DIR信号側で、ある電圧未満はLowになるので、実験のデータで言うと、パワーユニットの電圧が2.24V未満では、Lowになりました。
つまり、パワーユニットで前進、後進時
前進時：PWM_Dirは初めLow（後進側）、２．２４V過ぎるとHigh（前進側）
後進時；PWM_DirはずっとLow （後進側）
まあ、適当にソフトで２．２４V以下の時は、まったく走り出さずに、それ以上で走り出しにしましたが、パワーユニットのつまみを1/4以上回さないと方向すら検出できない、ちょっと悲しい回路になりました。常点灯がついていたら、方向が分かるので、この現象は回避できると思います。（でも、PWMなので、速度の検出は今よりも悲しいことになるかも）
2017-03-13 17:20
コメント(3)
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ご指摘の通り、DSmainR2のアナログ入力回路には問題があります。
正解の回路はDCC線路の両方の信号線を、それぞれGNDに対して分圧した後にADCに入力させて、信号値を比較してFWD/REVするのが正解です・・・。
常点灯は怪しいですが、一般的なPWM出力のタイプであれば、検出可能なので、PWM専用と謳っていただきますようお願いします・・・。
by Yaasan (2017-03-13 21:04)
自家製のチーズケーキ良いですね！
うちは、http://www.happy-philly.jp/ このチーズを使って作ります。（私は食べる専門）
みんなで食べるようにヴィタメールのお菓子を買ってきました。
by あやのすけ (2017-03-13 23:34)
コメントありがとうございます。
＞正解の回路はDCC線路の両方の信号線を、それぞれGNDに対して分圧した後にADCに入力させて、信号値を比較してFWD/REVするのが正解です・・・。
→その回路だとよさそうですね。でも、１５ボタンもつけてI2C液晶もつけたので、28ピンのATMEGA328（Dip)ではAnalogInが足りないです・・・。PWMコントローラ買うか？
＞チーズケーキ
チーズケーキ以外に子供用にメリーチョコレートも買っておきました。子供はたくさん入っているものが大好きです・・・。
http://maryshop.jp/shop/g/g0264/
by fujigaya2 (2017-03-14 21:35)