ポポンデッタのエネルギーチャージャー付LED室内灯の電流特性

買い逃していた ポポンデッタの浅草線5500形を中古で入手してしまったので室内灯をつけようかと思ってポポンデッタの室内灯を揃えました。

で、ポポンデッタの含め最近個人勢がよく作っているコンデンサもりもりの室内灯ってパルス電流どんだけ食うんだ？ってのがずっと気になっていたので測ってみました。

計測はこんな感じで、パワーパックからのフィーダをみのむしクリップで直接室内灯に繋いでいます。みのむしクリップのケーブルが若干細くて頼りないですが、レールから供給するのに比べたら抵抗値は低いものと想定(面倒だから測り比べては無いです)。また、モータ他の抵抗成分が存在しないことから電圧波形のたち下がりが遅くなっていますが、今回の主旨である立ち上がり特性を知る上では問題にならないと考えます。

この構成で、電圧波形と電流プローブで電流を計測します。電流プローブは100MHz帯域のものです。

パワーパックはTOMIXのN-600とKATOのスタンダードSXの両方を試してみました。なお、N-600は純正ACアダプタ、スタンダードSXは安定化電源から13.5V(純正ACアダプタと同じ電圧)を供給して動かしています。

N-600使用時の波形

N-600は単純なPWMタイプのパワーパックなので普通に計測しました。スロットルを最小からだんだん上げていき、電流波形がどうなるか観測します。黄色が電圧波形、緑色が電流波形です。

みての通りで、ピークで400mAほど食っていました。とは言え電圧波形も電流波形も立ち上がりがそんなに速くないため、思っていたほどでもないですね。

もう一つ気になったので、フルスロットル状態で方向スイッチをOFFからFWDに入れてみたときの波形が次のものです。時間軸も電流軸も大きく違うので気をつけてください。

こちらも見ての通りで当然のごとく電圧波形の立ち上がりの持続時間が長いことから、ピーク電流も大きくなり1.1Aほど食っています。

スタンダードSX使用時の波形

続いてスタンダードSXです。スタンダードSXは50Hz程度でPWMデューティが上下するという変則的なPWMがかかっており、低スロットル時は下デューティが完全に0になるので上デューティになるタイミングでトリガをかけています。高スロットル時についてはイマイチいい見方がわからなかったので適当に計測しました。

ここまでが低スロットル時。

N-600のときと同様で、最大ピークで400mAほど食っています。どうやら定常状態であればパワーパックの出力回路の制限よりは室内灯のブリッジダイオードや配線抵抗なんかによる制限が大きいようです。

また、N-600のときと同様にフルスロットルで進行方向スイッチをOFFからONに切り替えたときの波形がこれ。

こちらについてはピーク電流が1.4A程度と若干上がりました。これはパワーパックの内部抵抗や、そもそも微妙に電源電圧が高いことが効いているのではないかと思われます。

考察

さて、ということで一両分の室内灯だけで、定常のピークが400mA程度、うっかり操作してしまうと1A以上の電流が流れることがわかりました。当然ながら編成になれば両数分だけ電流が増えることになります。5500形は8両なので、定常で3.2A、うっかり操作で9A近く流れてしまうことになります。もし新幹線や東海道線なんかのフル編成に使ってしまえば15～17両になるのでその倍位になってしまいますね。

で、実際のところこのピーク電流にパワーパックが耐えられるかどうかということですが、他の人の分解記事を参考にすると、N-600に使われているMOSFETは定常ドレイン電流が15A、ピーク60A、スタンダードSXのものは定常10A、ピーク40Aとなっており、一番不安だったMOSFETの特性からすれば問題はなさそうです。

その他の電流を消費するものについてはせいぜいモータくらいで、モータの電流はせいぜい1Aも行かない上に、パワーパックから見れば電流を平滑化する効果もあるため問題にはならないでしょう。

また、ポイントなどの周辺機器についてはスロットル操作の回路とは独立なので、こちらもMOSFETの定格を気にする心配はありません。

あと気になるところといえば、集電状況が悪いレールと車輪で走行させた場合は遅いPWMがかかったのと同等になりますので、方向スイッチを切り替えたのと同様の電流が流れかねないということでしょうか。その場合、車輪や集電機構を1A程度の電流が通ることになるので、ちょっと嫌かも。いや、そもそもそれらを通る段階で抵抗が高くなりそんなに電流は高くならないか。

総括

ということで、まぁこれくらいならええかぁ、という感じでした。正直、各パワーパックの採用しているMOSFETはオーバースペックすぎるんじゃないか？と思っていたのですが、まぁまぁ割りとそんなもんって感じでもありますね。モータドライバICを使わずにパワーパックを自作する場合にはこの辺も考慮してMOSFETを選定したほうがよさそうです。また、電源の平滑コンデンサについてもこの辺に負けない容量が欲しくなりますね。

自分も低スロットルから明るくなる室内灯は作りたいとは思っていたものの、お下品に電流を吸ってしまっていいのか？と思っていたところはあったので、今回のである程度目標が見えたので良かったです。

それにしても他のコンデンサもりもり系室内灯はどうなんでしょうね。誰か提供してくれないかなー

西イケに行ってきた

 久しぶりにレンタルレイアウトの西イケに行ってきました。

 この写真に収まりきらない広大な貨物ターミナルを持つのが自分にとって一番の魅力。留置線に24両のコンテナ編成をおいても余裕で収まるのがすごいですね。 しかも1路線でメインの留置線が3本あるので4列車同時に置くことも可能です。

今度はマグネティックカプラーを整備して入れ替えメインの路線に行ってみたいですね。

走行風景は動画にもしましたのでこちらもぜひ。

 

かもつマルシェのレンタルレイアウト専用(?)コンテナバッグ

レンタルレイアウト専用とは自分が勝手に言ってるだけですが、狙って作ったんじゃないのか？というフィット感で便利なので紹介します。

 

購入したのはかもつマルシェで販売されている「コンテナ型ビックレジャーバッグⅡ」 です。20Dコンテナをモデルにしたバッグで、普通にデカめの肩掛けバッグとして便利そうだから買ってみたものでした。

外観はこんな感じで割りと細かくコンテナが再現されていて良い感じです。また、全体的に生地がしっかりしており、重量物を入れることに不安がありません。まさに物を運ぶのに最適！ストラップは自分の体格だと肩掛けするにはちょっと短いかなーくらいの長さです。

 

 上部はファスナーがついてて完全に閉じることができるようになっています。

 

 中は両長編側にミニポケットとチャック付きのポケットがついてて軽く仕分けもできるような構造です。

短辺側は外側にポケットがついてます。片方は蓋付き、片方はオープンタイプなので小物をしまうのにも便利です。

 

が、届いてふと感じたサイズ感はこれ。

これは…

やはり…

 

ということで入れてみました。 

完璧です。まちに対してファスナー部分が狭いのでブックケースを入れるときは斜めにスライドさせるように入れる必要がありますが、本当にぴったりサイズです。もしかしたらTOMIXのブックケースx6だとちょっと厳しいかも。KATOのx6なら余裕があります。

 

もちろんこの状態で上部のファスナーは閉じます。ファスナーは防水ではないものの、隙間なく閉まるのである程度のゴミくらいなら防いでくれそうです。

 

ちなみに、バッグの両端はまちがしっかりしているのでブックケースを3つ以上重ねることは難しいですが、真ん中は割りと余裕があるのでもう一つブックケースを入れることもできます。自分はさらにこのブックケースの両脇にEH級機関車の単独ケースを立てに入れたりすることもあります。

 

流石にここまでブックケースをガッツリつめてしまうと内側のポケットも、外側のポケットもぱんぱんで活用するのは難しくなってしまいますが、それにしてもバッチリなサイズ過ぎて笑いも出てきます。

ファスナーのないトートバックだと色々と心配になってしまいますが、このコンテナバッグは完全にファスナーを閉じれるタイプなのでそこも良いですね。

Nゲージで貨物をやっていると持ち運ぶ両数も多くなりがちなので、このバッグは本当にぴったりです。

KATOのスロットレスモータをTOMIXポイント対応にする

 KATOが発表したスロットレスモータですが、自分は今年の8月ごろにようやく入手して一通り遊んで満足しちゃってました。このモータ、低速を滑らかに動かすために開発したということで、現代では効率やトルクが低すぎて利用されなくなったスロットレス構造を採用したモータになっており、性能の低さを強力な永久磁石でカバーするという設計になっています。

その結果、TOMIXのポイントマシンに漏洩磁束が影響して勝手に切り替わってしまう不具合が発生することがわかってました。

そんな事もあって、スロットレスモータがそのまま製品への採用が増えていくことは無いんだろうなぁ、さすがに何らかの対策をしたり一部の車両に限ったりするんだろうなーと漠然と思っていたのですが、どうやら今後はスロットレスモータ搭載車両が一般的になりそうな雰囲気です。

なので、簡単な改造だけでスロットレスモータ車両もTOMIXのポイントを走行可能にする方法があるので動画にまとめてみました。

 モータの構造に詳しい人ならば誰でも思いつく方法ではありますが、もともとがオープン構造のモータで、その漏洩磁束が問題になっているわけなので、外側に強磁性体をおいて漏洩磁束を減らしてやることで、外部への影響をへらすという方針です。

0.15mmという極薄の鉄板でも十分に効果があったので、加工も金切バサミだけでできてとても簡単に対応可能です。

ぜひお試しあれ。