にゃいっちぃと電車のきっぷ(Panda NEKO No.1 ブログ)
ホームページと連動して、鉄道模型やギミック(仕掛け)にこだわった鉄道おもちゃの製作など、鉄道関係の話題を紹介していきます。
いろいろと製作が溜まっていますが、できそうなところから
ということで、鉄道模型・プラレール共通の踏切警報音を
制作しました。
今回は、東急線で使われている警報音の2種類目です。
(写真 東急東横線用の9000系)
東急9000系

(MP3 東急 踏切警報音2 241KB 約15秒)
東急 踏切警報音2
※元は、WAVファイル 約5分で制作しています。

JRの踏切警報音も新たに2種類制作しましたので、
近いうちに、ご紹介したいと思っています。

踏切警報音は、2010/02/09(火)の記事
「踏切警報音のリアル化 その2 京急・東急・西武・JR」
http://pandaneko1.blog120.fc2.com/blog-entry-179.html
でも、ご紹介しています。
すでにご紹介済みの踏切警報機・遮断機ですが、
湘南台の運転会で試験展示させていただいたのを
きっかけに回路の大幅改良を行いました。
※プラレール・鉄道模型共通のものです。
※この回路は、鉄道模型と電子工作、及びエレキジャックNo.6
 (ともにCQ出版社)掲載の回路(ちだ様)を基本に
 製作しているものです。

運転会の経験などから改良が必要になったのは次の部分です。
1.タイマー解除 → センサー解除(選択可)
2.方向指示器の消灯タイミング(以前からの課題)
3.左右同時進入時の遮断機の解除タイミング
4.警報音の音量 ※合わせて警報音のリアル化(各社線対応)

(写真1 踏切警報機・遮断機 回路 方向指示器・タイマー部)
踏切警報機・遮断機(プラレール・模型共通)回路 タイマー部

まず、便利と思われていたタイマー解除方式が、
速度や編成の長さが違うなど実車に近い形で走行する
プラレールの条件では、タイミングがうまくとれず
開かずの踏切になってしまったり、走行中に解除してしまう
という事故が発生してしまいました。
そこで、用途によって従来通りのタイマー解除方式も
選択できるようにした上で、原則は通過後にセンサーで
解除する方式に変更しました。
また、方向指示器の消灯タイミングも、昔の通過途中で消灯と
現在の警報音・遮断機と共に消灯の両方を選択できるように
変更しました。
回路的には、タイマーIC555使用した回路を1組から2組に増やし、
解除用に4番ピンのリセット機能を使うことにしました。
※誤作動防止のためNE555Nを使用しています。

次に、左右の進入タイミングによっては、遮断機が一瞬上がり
かけて再び閉まるという現象(遅延回路との関係)が起きて
しまうことがあり、上がらずに継続するか、一度完全に
上がってから再び閉まるようにも回路を変更しました。
(写真2 踏切回路 検知・解除タイミング調整)
踏切(プラレール・模型共通)回路 検知・解除タイミング調整スイッチ

一連の動作を実現するために、従来から使用のフォトカプラ
(東芝 TLP521-1)に加え、リレー(オムロン G5V-1)と
フォトモスリレー(フィアチャイルド HSR312)を使用した
回路を追加しました。
この回路は、遮断機・警報音・警報灯も合わせて制御します。
また、同一方向への連続進入にも対応し(先行列車の通過
完了後の解除を無効)、さらに(副産物として)
編成の長さが違う車両の解除タイミングの調整も兼ねます。

たくさんの車両が走行している会場
(パチンコ屋と例えられることがある)では、
警報音は完全にかき消されてしまいました。
そこで、オーディオアンプ用のIC(ナショナルセミコンダクタ
LM386/新日本無線 NJM386)を使用したアンプの回路と
LPF(ローパスフィルター)回路を追加して、
大きな音量で出力できるようにしました。
また、警報音自体についても、以前からの課題だった、
警報音のリアル化のために、SDカードを使用した再生機に
変更しました。音源次第で何でもリアルに再生できます。
(写真3 踏切回路 遮断機・警報音・警報灯)
踏切(プラレール・模型共通)回路 警報音・警報灯・遮断機
※この再生機は、以前に製作しこのブログでご紹介したもで、
 ELM様の「8ピンICで作るSDオーディオ・プレーヤ」です。
 また、ちだ様のご提案、ご協力により実現したものです。

警報灯は、同じく、ちだ様に、トランジスタを使用した
非安定マルチバイブレータ回路の替わりに提供していただいた
シュミットインバーターIC(東芝 TC4584BP)を利用した
交互点滅回路をそのまま利用しました。

このほか、遮断機は、現在の2基から、4基に増やしても
大丈夫な設計にもなっています。
(写真4 踏切警報機・遮断機 可変電圧電源)
踏切警報機・遮断機(プラレール・模型共通)可変電圧電源

遮断機のモーター制御などに必要な電圧のコントロールは、
三端子レギュレーターIC LM350Tから、電流も少いことと、
安価なため LM317を使用した回路(抵抗値などの変更)に
変えました。(放熱器など、念のための重装備です。)

回路以外にの情景部分にも改善の余地がありました。
設置当初、遮断機の一方が上がらないという事態が発生し、
原因究明に時間を要してしまいましたが、スイッチ部調整の
不具合ということがわかりました。
修正はその場で済みましたが、念のため少し大きめの
マイクロスイッチ(オムロン D2Fシリーズ)に変更を
予定しています。
終了間際にも、遮断棒がおかしいと指摘があり、
大変焦りましたが、これは電池の消耗で、
必要な電圧が確保できなかっただけでした。
(写真5 プラレール踏切警報機・遮断機 情景部)
踏切警報機・遮断機 情景部

さらに、室内灯のCR2023コイン形電池の交換が難しい構造に
なっているので、水銀灯同様に、IC LMC555の昇圧回路
(秋月電子通商の回路/キット販売もある)を
利用するように配線を変更します。これにより、
コントロールボックス側で交換ができます。
※こちらは、1.5Vで動作させるため、CMOSタイプのLMC555を
 利用しています。
※水銀灯に使用しているアバゴ社製の1W 白色LEDは、
 本物のようないい色を発します。(青白くなりません。)

最後になりますが、ご紹介の ちだ 様(怪盗列車 様)、
ELM 様、秋月電子通商 様 以外にも(前回の仕様同様に)、
遅延回路(IC555) エレ工房さくらい 様
IC555の再延長回路 気の迷い 様
IC555とリレーについて ブレッドボードラジオ 様 の、
Web上での公開回路(説明)を、そのまま、またはアレンジして
使用させていただいています。
皆様の知恵の拝借とご協力により、楽しいシステムが
できていることに感謝いたしております。
ついに、プラレール・鉄道模型共通の
踏切警報音のリアル化が完成しました。

ELM様の「8ピンICで作るSDオーディオ・プレーヤ」と
LM386(NJM386)ICで作るアンプで、ほぼ実物と同じ音の
踏切警報音を自動で再生することができるようになりました。
SDカードを使用しますので、音を作ればどの鉄道会社のもの
でも設定できます。
現在は、京急をはじめ、東急、西武、JR東日本の一部は、
すでに再生できる状態となっています。
(写真 完成した踏切警報音再生装置)
踏切警報音再生装置

今回の製作では、回路関係を中心にアドバイスをいただいている
ちだ様に再生機器の提案から、AVRに関することまで、いろいろと
お世話になりました。
また、このSDオーディオ・プレーヤを公開してくださっている
ELM様にも、大変感謝いたしております。

さて、この装置の使用方法ですが、
電源を入れれば約1秒で自動再生し、電源を切るまでは
エンドレスで再生を続けてくれます。
ファイルの再生が終わった場合、1曲のみのときは、
冒頭からもう一度再生し、複数あるときは次の曲へと
移っていきます。警報音のため、1曲(1種類の音)のみを
保存し、再生する会社ごとにカードを替えるか、
内容をPCなどで書き換えます。
3分以上の長さがあれば、プラレールや鉄道模型では
十分だと思います。

すでに、できあがっている踏切警報機・遮断機
(改造・自作情景)に組み込む場合は、
そのまま警報音部分を差し替えればよく、
動作電圧が違うのでその点を注意するだけです。

なお、1秒の遅延については、気になるかどうかは
微妙なところです。
全体の動作を1秒遅延させて、全体として遅延が
ないように見せるように、回路を変更する予定です。
(他の部分の改良も同時に行います。)

とりあえず、再生装置としては完成しました。
本物とほぼ同じ音を再生しますし、応用すれば
他の部分にも利用できますので、
大変便利なものだと思います。
***2010/04/13に、この再生装置完成の記事があります。***

プラレール・鉄道模型共通の踏切警報音の再生装置ですが、
いつもお世話になっているちだ様から、もう少しよさそうなものが
あると教えていただき、候補その2として製作しました。
(写真1 踏切警報音の再生装置・候補2)
踏切警報音の再生装置・候補2

これは、ELM様が設計して公開されている
「8ピンICで作る SDオーディオ・プレーヤ」です。
※ホームページのほか、ニコニコ動画でも公開されています。
※この製作に当たり、SDガードコネクタのピン配列について
 「マイコン雑記」様を参考にさせていただきました。

WAV形式のファイル専用の再生装置ですが、
電源投入から1秒くらいで自動再生するので、
なかなかいい感じです。

ただし、この方法も踏切警報音再生装置として使うには
いくつか課題があります。
1.再生開始時に“ぷつ”音が2回ほど入る(少し目立つ)
2.AVRというICにプログラムを書き込む必要がある
3.8bitに音声を変換する必要がある(Hi-Fi仕様は別です。)
4.PWM出力なのでアンプに直接つなげない

また、いろいろと試してみたいと思っています。
さらに、警報音のリアル化が近づいてきました。

話は変わりますが、「快特でも快速でもいいじゃん」様を
リンクに追加しました。
京急とNゲージ中心のブログですが、製作されている
車両もすてきですし、他の鉄道の話題などもあり
とても楽しいので、ぜひのぞいてみていただきたいと
思っています。

[2010/04/13 追記]
2010/04/13の記事に完成した踏切警報音再生装置を
掲載しています。
あまりにも時間がとれなくて、1週間以上も
間を開けてしまいました。申し訳ありませんでした。

さて、ようやくプラレール京急用の踏切警報音が完成しました。
京急の警報音は何種類かあるようで、JRのものとあまり変わら
ない(同じ?)ものもあります。
いくつかの候補の中から、3種類作ってみました。

ちなみに、同じ音でも設置場所や聞く位置によって、
音色や音程が変わります。
また、PC上の場合も、掲載の都合でMP3形式に変換したので、
音質が少し変わっているのと、ヘッドフォンやスピーカー、
音量などによってもかなり違って聞こえます。
なお、それぞれ約15秒のサンプルです。

踏切の写真を見ながらお聞きいただけたらと思います。
(写真1 プラレール京急 踏切イメージ)
プラレール踏切イメージ

警報音は、リンクをクリックしてください。

★プラレール京急用踏切警報音 その1
京急踏切警報音1・約15秒
★プラレール京急用踏切警報音 その2
京急踏切警報音2・約15秒
★プラレール京急用踏切警報音 その3
京急踏切警報音3・約15秒

前回制作してご紹介ものものと同じく、元のファイルは
WAV形式です。約3分で保存しましたが、
時間は長くも短くもできます。

次は、再生装置を何とかしたいと思います。

※ホームページも併せて更新しました。