今回の展示会で出品した作品はジオラマがメインでなく、制御基板の紹介がメインとなっています。１０年ほど前に製作したＤＣＣの制御基板からスタートして、転車台の制御回路、ポイント切替え回路、ＤＣＣのオートリバース回路等、結構色々な制御関係の基板に挑戦してきました。

写真下がＤＣＣの制御基板です。左がパワー制御回路、真ん中がＤＣＣ制御回路（マスター）、右がＤＣＣ制御回路（スレーブ）となっています。２つのＤＣＣ制御回路はそれぞれ、ボリューム・トグルスイッチ・プッシュスイッチが１セットで、機関車３セット分実装しています。ボリュームが速度コントロール用、トグルスイッチが運転（方向）・停止指令用、プッシュスイッチが点灯・消灯指令です。ＤＣＣ制御回路はマイコンのポート数の制限で３セットとしていますので、スレーブの基板を増やして制御できる機関車の数に対応させています。下のジオラマではマスター１つとスレーブ１つで、合計６台の機関車を制御できます。マスターとスレーブは通信でデータのやり取りをしています。

パワー制御回路はＤＣＣ制御回路からのＤＣＣ波形信号を受けて、＋－１６Ｖ（今回は）の方形波を生成し、線路に送っています。さらに過電流の検出回路を持ち、瞬時の過電流のときにはＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を絞り、出力電圧を下げることで、一気に過電流停止することを避けています。但し、この状態が一定時間続くと、過電流停止するようにしています。

写真の右側が転車台１制御回路（４０分割、９度）で、左側はオートリバース回路です。転車台の制御はトグルスイッチで右回転・左回転を操作し、スイッチを左右どちらかに倒している間は転車台が回転し続けます。この基板からはステッピングモータの駆動パルス１２Ｖを出力しています。転車台制御回路は起動停止のスイッチ以外にシリアル通信に切り替えることもできるため、リモコンやパソコン、スマホからの指令にも対応可能です。

オートリバース回路はＤＣＣで制御するときに利用できる回路です。機関車が、リバース区間や転車台の線路をまたいだ時に、電源の極性が反転している場合にはショートします。ＤＣＣの制御ではオートリバース回路でショートを検出して、瞬時に極性を切り替えるため、機関車はそのまま通過することができます。転車台の線路にオートリバース回路を通して電源を供給すると、転車台線路の極性を考えることなく、機関車の運転に集中することができますので、大変便利です。写真のオートリバース回路は２年ほど前に試作してあったのですが、検出電流値が小さめで、通常の機関車の運転時にもショートとして判断されてしまい、とりあえずＫＡＴＯのＡＲ１を使用していましたが、最近ＡＲ１の入手性がよくないため、以前作った基板の電流検出値を見直して、今回採用となりました。

写真は右から転車台２制御回路（２４分割、１５度）、オートリバース回路、１２Ｖのコネクタ群、ポイント切替回路です。この転車台２制御回路は右側の転車台用で２４分割の仕様です。ハードウェアは転車台１制御回路と同じですが、ソフトウェアを書き換えて対応しています。

ポイント切替回路は１つの基板で３つのポイントの切り替えが可能です。トグルスイッチはＯＮ－ＯＦＦタイプを使用して、スイッチをどちらかに倒すと、そのタイミングで一定期間のパルスを出力します。パルスの極性切替はＭＯＳＦＥＴで行っています。