入換標識(灯列信号機)
はじめに
susukuma鉄道模型チャンネルから入換標識の要望をもらいました。
仕様はランプが電球色の3灯で取り付けプレート幅が3mm、高さ4mmでした。
配線の接続方式は3灯式信号機とほぼ同様です。
コネクタ部分が信号機本体と比較してずいぶん大きく見えますが、レイアウト台に穴を開けて埋め込むので見えなくなります。
LEDを取り付けるプレートがとにかく小さいので、FDM方式の3Dプリンタで作るには限界に近いです。
外形が多少いびつになったりランプ穴が埋まったりしますが、複数作って良いものを選び、後加工することで何とかなるでしょう。
最近は精度の高い光造形方式の3Dプリンタも安価になってきましたが、液体レジンを扱うのが嫌なのでまだ手を出していません。
仕様はランプが電球色の3灯で取り付けプレート幅が3mm、高さ4mmでした。
配線の接続方式は3灯式信号機とほぼ同様です。
コネクタ部分が信号機本体と比較してずいぶん大きく見えますが、レイアウト台に穴を開けて埋め込むので見えなくなります。
LEDを取り付けるプレートがとにかく小さいので、FDM方式の3Dプリンタで作るには限界に近いです。
外形が多少いびつになったりランプ穴が埋まったりしますが、複数作って良いものを選び、後加工することで何とかなるでしょう。
最近は精度の高い光造形方式の3Dプリンタも安価になってきましたが、液体レジンを扱うのが嫌なのでまだ手を出していません。
Nゲージレイアウトに設置する動画
３次元モデル
3Dモデルはサポート材が不要になるよう分割しました。
本体とコネクタ固定用部品に分かれています。
コネクタ固定用部品(図中の3,4,5)は３灯式信号機や踏切警報器で使ったものと同じです。
図中の１はランプ取付プレート幅が3mmで、６は3.5mmに拡大したものです。
私は3Dプリンタのノズルを0.2mmに変更し、レイヤー厚を0.1mmにして幅3mmのサイズを作りsusukuma鉄道模型チャンネルに提供しました。
試しに標準的な0.4mm径ノズルで幅3mmを３Dプリントしてみましたが何とか印刷できるようです。
うまくいかない場合やLEDの半田付けを楽にしたい時は幅3.5mmの拡大版(６)が良いでしょう。
参考でランプ取付部(図の番号1と6)の2Dの図面も置いておきます。
shunt_width3.0_hole0.5_2D.pdf
shunt_width3.5_hole0.7_2D.pdf
本体とコネクタ固定用部品に分かれています。
コネクタ固定用部品(図中の3,4,5)は３灯式信号機や踏切警報器で使ったものと同じです。
図中の１はランプ取付プレート幅が3mmで、６は3.5mmに拡大したものです。
私は3Dプリンタのノズルを0.2mmに変更し、レイヤー厚を0.1mmにして幅3mmのサイズを作りsusukuma鉄道模型チャンネルに提供しました。
試しに標準的な0.4mm径ノズルで幅3mmを３Dプリントしてみましたが何とか印刷できるようです。
うまくいかない場合やLEDの半田付けを楽にしたい時は幅3.5mmの拡大版(６)が良いでしょう。
参考でランプ取付部(図の番号1と6)の2Dの図面も置いておきます。
shunt_width3.0_hole0.5_2D.pdf
shunt_width3.5_hole0.7_2D.pdf
3Dプリント用のSTLデータは以下の通り。
図の１：shunt_width3.0_hole0.5.stl
図の２：shunt_B.stl
図の３：cross3R.stl
図の４：Light3C1.stl
図の５：Light3C2.stl (対向コネクタ取付用で他とは接着しない)
図の６：shunt_width3.5_hole0.7.stl
１(または６)の柱の部分は薄く細いので3Dプリント後にベースプレートから外すとき折らないよう注意してください。
精度の問題でランプ穴がふさがってしまうので3Dプリント後に0.6mmのドリル刃で後加工しました。
3D設計データで穴径を大きめに調整したかったのですが、スライサーでgcodeを生成するとランプの縁が欠けてしまうためできませんでした。
LED配線方法
LEDは1005サイズ(1mm✕0.5mm)の黄色LEDを使用します。
私が使った型番はOSY50402C1C (秋月電子通商の通販コードI-11719)です。
LEDとコネクタ、ドライバー基板側コネクタとの接続は図のようにしました。
LEDからコネクタまでの配線材はΦ0.12mmのポリウレタン線です。
私が使った型番はOSY50402C1C (秋月電子通商の通販コードI-11719)です。
LEDとコネクタ、ドライバー基板側コネクタとの接続は図のようにしました。
LEDからコネクタまでの配線材はΦ0.12mmのポリウレタン線です。
まずランプ部の3Dプリント部品(前述の図の１または６）を適当な台に両面テープで固定します。
台の角を挟んだ2面に両面テープを貼り、2面で固定します。
LEDの発光面を3Dプリント部品の穴に向け、先の細いピンセットでLEDを挟んで瞬間接着剤を塗った部品の上に置きます。
このとき、強く挟んむとパチッとLEDがはじけて行方不明になるので軽く挟むと良いでしょう。
後の半田付けが楽にできるようLEDの向きに注意します。
台の角を挟んだ2面に両面テープを貼り、2面で固定します。
LEDの発光面を3Dプリント部品の穴に向け、先の細いピンセットでLEDを挟んで瞬間接着剤を塗った部品の上に置きます。
このとき、強く挟んむとパチッとLEDがはじけて行方不明になるので軽く挟むと良いでしょう。
後の半田付けが楽にできるようLEDの向きに注意します。
ポリウレタン線を半田付けするお勧めの手順は以下の通りです。
ナイフエッジ型か先のとがった小手先の半田ごてと、先の細いピンセットを使います。
ナイフエッジ型か先のとがった小手先の半田ごてと、先の細いピンセットを使います。
１．つまようじか竹串の先に半田付け用フラックスを付けてLEDの端子に塗ります。
２．半田ごての先に少量の半田を載せて、LEDの端子に軽く瞬間的に触れて半田を盛ります。
長時間触れたり連続して半田ごてを当てるとLEDの接着が取れたり下の樹脂が溶けます。
一回でだめな時は少し時間をおき、温度がさがってから次の作業をします。
３．ポリウレタン線の端を半田ごての先に付けた半田だまりに入れて被覆を溶かし、半田メッキします。
４．ポリウレタン線の端をピンセットでつまんでLEDの端子の上に持ってきます。
５．半田ごての先を半田で濡れた状態にして、ポリウレタン線を軽く瞬間的に押さえてLED端子に押し付けます。
長時間触れたり連続して半田ごてを当てるとLEDの接着が取れたり下の樹脂が溶けます。
一回でだめな時は少し時間をおき、温度がさがってから次の作業をします。
コネクタへ向かう配線は10cm以上の長めにしておきます。
配線のLEDと反対側を5mm程度半田メッキし、LEDを接続するごとにその他Tipsのページの自作LEDテスタのようなもので配線の接続をテストして問題があれば修正します。
デジタルマルチメータ―のダイオード測定モードを使う場合はLEDの2個直列はテスト電圧不足でテストできないかもしれません。
その場合はLED1個分の接続毎にテストします。
LEDに配線を接続したら、配線をピンセットで部品に沿わせて瞬間接着剤で固定します。
瞬間接着剤は刷毛塗り用などの粘度の高いものが使いやすいと思います。
配線材が接着されることで柱がかなり補強されます。
コネクタ接続と組立
コネクタには2.54mmピッチのIC用丸ピンソケット(2ピン)を使いました。
秋月電子通商で購入できます。(通販コードP-00673)
1信号機あたり4個必要です。
私は手持ちの1✕40ピンソケットを切断したものも使っていますが、手間がかかるのでおすすめしません。
このICソケットを3次元モデルの図中の４と５(Light3LC1とLight3LC2)のそれぞれに2個づつ瞬間接着剤で取り付けます。
秋月電子通商で購入できます。(通販コードP-00673)
1信号機あたり4個必要です。
私は手持ちの1✕40ピンソケットを切断したものも使っていますが、手間がかかるのでおすすめしません。
このICソケットを3次元モデルの図中の４と５(Light3LC1とLight3LC2)のそれぞれに2個づつ瞬間接着剤で取り付けます。
私の3Dプリンタでは穴径が小さめに出来上がるため、接着前にΦ1.4mmのドリル刃で仕上げ加工しています。
角穴が小さめの場合はピンソケットのプラ部分を削って押込んでいます。
角穴が小さめの場合はピンソケットのプラ部分を削って押込んでいます。
LEDからの配線を 3次元モデルの図 中の４(Light3LC1) に接着した丸ピンソケットのピンに巻き付けて半田付けします。
接続は入換標識の接続の図を参照してください。
導通テストをしてOKなら余分な配線をカットして標識本体に接着します。
基板との接続コードは３灯式信号機と同じコネクタを使っていますが、配線は3本でOKです。
接続は入換標識の接続の図を参照してください。
導通テストをしてOKなら余分な配線をカットして標識本体に接着します。
基板との接続コードは３灯式信号機と同じコネクタを使っていますが、配線は3本でOKです。
最後に塗装ですが、それは息子の担当なので未塗装のままsusukuma鉄道模型チャンネルへ提供しました。
LEDは裏面側にも光が漏れるので、黒い塗料で遮光してから好みの色に塗装すると良いでしょう。
鉄道レイアウトへの設置方法は台板に10mm径ドリルで穴を開け、入換標識を差しこみます。
コネクタの切り欠き部には接着剤を付けないように注意して台板裏面の穴の縁とコネクタ収納部の境目をグルーガンで接着して終了です。
コネクタの切り欠き部には接着剤を付けないように注意して台板裏面の穴の縁とコネクタ収納部の境目をグルーガンで接着して終了です。