中継信号機点灯回路
仕様
中継信号機も3灯式信号機と同じ4ピンコネクタで点灯するためにLED３個を直列接続します。
点灯するにはLEDの順方向電圧Vf✕３≒6V以上の電圧が必要になります。
そのためPICマイコンから直接ドライブせず、ドライバICを追加して12Vで点灯しています。
LEDの輝度調整ができるように半固定ボリュームを追加しました。
動作はピンヘッダ J2、J1にジャンパピンを挿すかどうかで以下のように変わります。
点灯するにはLEDの順方向電圧Vf✕３≒6V以上の電圧が必要になります。
そのためPICマイコンから直接ドライブせず、ドライバICを追加して12Vで点灯しています。
LEDの輝度調整ができるように半固定ボリュームを追加しました。
動作はピンヘッダ J2、J1にジャンパピンを挿すかどうかで以下のように変わります。
【J2、J1ともジャンパピン無し(オープン)】
３灯式信号機の信号を中継します。
３灯式信号機の点灯用基板SIG3_PまたはSIG3_UNIVの出力を図のように中継信号機用基板RELAY_PのL1コネクタに接続します。
12V電源とGNDのラインも共通にします。
中継元の信号機が青色の場合は縦の列、黄色の場合は斜めの列、赤の場合は水平の列が点灯します。
なお3灯式信号機用出力はRELAY_P基板側PICマイコン内でPull upしているので消灯時に5Vになりますが、点灯時は5VからLEDの順方向電圧分しか下がらず0V付近になりません。
そのためその電圧をA/D変換し、4.2Vを閾値として中継元信号の点灯/消灯を判定しています。
３灯式信号機の信号を中継します。
３灯式信号機の点灯用基板SIG3_PまたはSIG3_UNIVの出力を図のように中継信号機用基板RELAY_PのL1コネクタに接続します。
12V電源とGNDのラインも共通にします。
中継元の信号機が青色の場合は縦の列、黄色の場合は斜めの列、赤の場合は水平の列が点灯します。
なお3灯式信号機用出力はRELAY_P基板側PICマイコン内でPull upしているので消灯時に5Vになりますが、点灯時は5VからLEDの順方向電圧分しか下がらず0V付近になりません。
そのためその電圧をA/D変換し、4.2Vを閾値として中継元信号の点灯/消灯を判定しています。
【J2はジャンパピン有り(ショート)、J1はジャンパピン無し(オープン)】
中継動作はせず、スイッチで操作するモードです。
プッシュスイッチを短く(＜1秒）押すと信号は水平-->斜め-->縦-->水平と循環的に変化します。
プッシュスイッチを長押しすると点灯していたLEDが２秒間高速点滅し、その後低速点滅(１回/１秒)します。
低速点滅している状態でスイッチオフにすると低速点滅していた時間がその信号のタイマー設定値として記憶され、その時間経過後に次の信号に変化するようになります。
高速点滅時にスイッチオフにするとその信号のタイマー機能がオフになります。
設定値は電源をオフにしても記憶しています。
なお０.５秒未満のタイマー設定は0.5秒とみなされます。
中継動作はせず、スイッチで操作するモードです。
プッシュスイッチを短く(＜1秒）押すと信号は水平-->斜め-->縦-->水平と循環的に変化します。
プッシュスイッチを長押しすると点灯していたLEDが２秒間高速点滅し、その後低速点滅(１回/１秒)します。
低速点滅している状態でスイッチオフにすると低速点滅していた時間がその信号のタイマー設定値として記憶され、その時間経過後に次の信号に変化するようになります。
高速点滅時にスイッチオフにするとその信号のタイマー機能がオフになります。
設定値は電源をオフにしても記憶しています。
なお０.５秒未満のタイマー設定は0.5秒とみなされます。
【J2はジャンパピン有り(ショート)、J1もジャンパピン有り(ショート)】
テストモードです。 0.3秒ごとに順次信号が切り替わります。
【J2はジャンパピン無し(オープン)、J1はジャンパピン有り(ショート)】
テストモードです。 7個のLEDがすべて点灯します。
回路
電源はPWR1に12Vを供給します。
信号を中継するモードで使う場合は中継元の信号機の基板と同じ電源(12V,GND)を使ってください。
信号を中継するモードで使う場合は中継元の信号機の基板と同じ電源(12V,GND)を使ってください。
感光基板実装
susukuma鉄道チャンネルに提供するため、サンハヤトの片面ガラスコンポジット感光基板(150mm✕100mm✕1.0mm、NZ-E43K)で製作しました。
基板サイズは40mm✕47mm、取付穴の間隔は32mm✕39mmです。
回路図、A6サイズの6枚取り露光マスク、ドリルマップ、部品配置、1枚露光マスクをpdfにまとめたものを添付します。
＝＝＞RELAY_P_circuit.pdf
露光マスクを印刷する際は印刷用紙に合わせて拡大するモードではなく、実際のサイズで印刷するモードを選択してください。
露光マスクの穴径はドリルで穴あけするときガイドになるように同一の小径にしてあります。
ドリル径選択はpdfファイルの3ページ目のドリルマップを参照してください。
ドリルマップには5種のドリル径が書かれていますが私は0.8mm、1mm、3.2mmの3種で穴あけしました。
はんだ付けするとき、XHコネクタの向きを間違えやすいので注意してください。
保護ダイオードD1は白い線が入った方 (カソード側) を3端子レギュレータ(U1)に接続します。
基板サイズは40mm✕47mm、取付穴の間隔は32mm✕39mmです。
回路図、A6サイズの6枚取り露光マスク、ドリルマップ、部品配置、1枚露光マスクをpdfにまとめたものを添付します。
＝＝＞RELAY_P_circuit.pdf
露光マスクを印刷する際は印刷用紙に合わせて拡大するモードではなく、実際のサイズで印刷するモードを選択してください。
露光マスクの穴径はドリルで穴あけするときガイドになるように同一の小径にしてあります。
ドリル径選択はpdfファイルの3ページ目のドリルマップを参照してください。
ドリルマップには5種のドリル径が書かれていますが私は0.8mm、1mm、3.2mmの3種で穴あけしました。
はんだ付けするとき、XHコネクタの向きを間違えやすいので注意してください。
保護ダイオードD1は白い線が入った方 (カソード側) を3端子レギュレータ(U1)に接続します。
【RELAY_P基板部品表】(2021年10月調べ@秋月電子通商)
(注1) 1KΩに変更可能。--> 抵抗の種類を1KΩに統一できる。
| 種類 | 数量 | 秋月通販コード | コメント |
|---|---|---|---|
| 1KΩ抵抗 | 4 | R-25102 | 1パック100本入り |
| 510Ω抵抗 (注1) | 1 | R-07815 | 1パック100本入り |
| 5.1KΩ抵抗 (注1) | 1 | R-07832 | 1パック100本入り |
| 5KΩ半固定ボリューム | 1 | P-14904 | |
| 1uFコンデンサ | 3 | P-03093 | 1パック10個入り |
| TA78L05S（※） | 1 | I-08973 | 5V 100mAレギュレータ |
| PIC16F18325 | 1 | I-10890 | DIP14ピンPICマイコン |
| ULN2003AN | 2 | I-15064 | 5個入りのI-15239もある |
| XHコネクタ２ピン | 2 | C-12247 | 配線側はC-12255＋端子C-12264 |
| XHコネクタ４ピン | 2 | C-12249 | 配線側はC-12257＋端子C-12264 |
| 1S4 | 1 | I-00127 | 40V1Aショットキーダイオード |
| ピンヘッダ | 1 | C-00167 | 1✕40ピンから5ピンと2ピン2個を切り出し |
| ジャンパピン | 2 | P-03691 | 中継以外のモード設定に使用 |
（※）LP2950L-5から変更しました。
LP2950L-5を使う場合はC2を10μF以上(例:秋月電子 通販コード P-02184)にしてください。
理由の詳細 ==> 緊急報告：電源投入方法依存の故障発生
PICマイコンプログラミング
中継信号機のPIC16F18235用プログラム(HEXファイル)を添付します。
SIG_RELAY.X.production.hex
上記HEXファイルをダウンロード(右クリック-->名前を付けてリンク先を保存)してローカルPCに置きます。
基板に電源を供給し、PIC書込みツールのコネクタを基板のP1のピンヘッダに接続します。
その時、コネクタを差し込む向きに注意してください。
書込み機側の▼マークと基板側のP1の1ピン(基板写真の▼マーク)を合わせて接続します。
MPLAB IPEを起動してconnectボタンを押し、チップの型番 PIC16F18325とダウンロードしたHEXファイルを指定し
左上[settings]をクリック-->Release from Resetをクリックしてから【注:Hold on Reset解除】
programボタンを押して書き込みます。
PICのプログラミングや書き込みツールについては「PICマイコンと開発ツール」のページやWeb情報を参照してください。
SIG_RELAY.X.production.hex
上記HEXファイルをダウンロード(右クリック-->名前を付けてリンク先を保存)してローカルPCに置きます。
基板に電源を供給し、PIC書込みツールのコネクタを基板のP1のピンヘッダに接続します。
その時、コネクタを差し込む向きに注意してください。
書込み機側の▼マークと基板側のP1の1ピン(基板写真の▼マーク)を合わせて接続します。
MPLAB IPEを起動してconnectボタンを押し、チップの型番 PIC16F18325とダウンロードしたHEXファイルを指定し
左上[settings]をクリック-->Release from Resetをクリックしてから【注:Hold on Reset解除】
programボタンを押して書き込みます。
PICのプログラミングや書き込みツールについては「PICマイコンと開発ツール」のページやWeb情報を参照してください。