パソコンで鉄道模型を制御するための基礎検討(4)
パソコン制御対応PIC基板の開発方針
給電/信号機/ポイント/センサー用PIC基板には以前試作したBSC02基板が使えます。
ですがBSC02を使ったシステムを提案してもSusukuma鉄道模型チャンネルに採用される可能性はほぼ０と思われます。
なぜならすでに出来上がっているスイッチベースのマニュアル操作系は捨てがたいでしょうし、パソコン制御への置き換えはそれが本当に使いやすくて操作が楽しいかわからず、リスクが大きいからです。
そこで改善策として、レイアウトに配置する各PICマイコン基板とPIC用ソフトは「従来のスイッチによるマニュアル操作機能」＋「パソコンからの制御対応」の両方を実装することにしました。
予定として、5種の新規PIC基板を作る予定です。
ですがBSC02を使ったシステムを提案してもSusukuma鉄道模型チャンネルに採用される可能性はほぼ０と思われます。
なぜならすでに出来上がっているスイッチベースのマニュアル操作系は捨てがたいでしょうし、パソコン制御への置き換えはそれが本当に使いやすくて操作が楽しいかわからず、リスクが大きいからです。
そこで改善策として、レイアウトに配置する各PICマイコン基板とPIC用ソフトは「従来のスイッチによるマニュアル操作機能」＋「パソコンからの制御対応」の両方を実装することにしました。
予定として、5種の新規PIC基板を作る予定です。
FM90ポイントマシン制御用PIC基板
以前、Susukuma鉄道模型チャンネルへFM90(ギヤードモーター)を使ったポイント操作、駆動回路を提案しました。
それと同じようにスイッチ入力でマニュアル操作ができ、さらにパソコンから制御するためのシリアル通信端子(Tx,Rx)をもつ回路を作りました。
写真のINの2.54mmピッチピンヘッダにトグルスイッチ(ON/OFF)をソケットを介して接続します。
OUTにはFM90(ギヤードモーター)付属のソケットを直接挿すか、ソケットとピンヘッダを使って配線延長して接続します。
駆動トルクを適切な値に弱めるためにDCモータードライバICでPWM駆動しています。
それと同じようにスイッチ入力でマニュアル操作ができ、さらにパソコンから制御するためのシリアル通信端子(Tx,Rx)をもつ回路を作りました。
写真のINの2.54mmピッチピンヘッダにトグルスイッチ(ON/OFF)をソケットを介して接続します。
OUTにはFM90(ギヤードモーター)付属のソケットを直接挿すか、ソケットとピンヘッダを使って配線延長して接続します。
駆動トルクを適切な値に弱めるためにDCモータードライバICでPWM駆動しています。
私は手持ちのA4953ELJTR-TというICを使いましたが、現時点で秋月電子では販売しなくなったようです。(2023/8)
ですが置き換え可能なTB67H450FNGというICが入手可能なようです。
なお、このドライバICにはIC下面に放熱用PADがありますが、FM90の駆動電流、駆動時間は少ないので放熱のための接続は必要ありません。
PICマイコンには動作に必要なクロックを作る発振器が内蔵されていて通常外付け部品は必要ないのですが、今回は水晶発振子を追加しました。
非同期のシリアル通信(PICマイコンのEUSART機能ブロック使用)で通信する基板間のクロックのずれが大きいと通信出来なくなります。
１回の転送がstart bit+8bit data+stop bit だと受信タイミングがクロックずれ☓10倍分ずれます。
PICマイコン内蔵発信器の周波数ずれは±2％程度と仕様書に書いてあるので送信側が＋２％、受信側が-２％とすると受信タイミングのずれは40％程度になります。
なので内蔵発信器でも大丈夫かもしれませんが、水晶発振子を外付けすればほぼ誤差0にできるので念のため付けることにしました。
回路図と部品配置、マスクパターン、ドリルマップをまとめてpdfにしたものを添付します。
なお、片面感光基板（マスクパターンは裏面のみ使用）で製作できますが、両面感光基板でも作れるように表面マスクパターンも添付しています。
PMD_S_circuit_all2.pdf
なお、部品は以下のように秋月電子通商で揃えました。
【PMD_S 部品リスト】