Nゲージの制御（導入編）

組み込みとはあんまり関係がなけいど、マイコンを使って鉄道模型を動かしてみる。使うのは「Nゲージ」と呼ばれる模型で、レールに電流を流して列車に内蔵のモータを回して運転を楽しむもの。ここで、ちょっと引っかかるのが実際に電流を流す回路がトランジスタを使った増幅回路を用いた物で、大電流が流せない、熱をもちやすい、等の欠点がある。そこで、モータをデジタル制御、まあ簡単にPWM制御で操作してみる。

とりあえず、KATOというメーカの「500系新幹線 〈のぞみ〉 Nゲージスターターセット・スペシャル」を買う。レールと車両、コントローラがセットになっている。日本では大手のメーカがKATOとTOMIXという二つのメーカがあるが、車両はともかく、レールとコントローラには互換性が少ない。なんとなくKATOを選んだ（笑）。

東芝製のモータドライバ「TA8429HQ」を使って、レールに電流を流してみる。使うマイコンはルネサステクノロジ社製のSH7144FでCQ出版の付録。適当にプログラムを書いてPCのターミナルで制御してみる。

PWM信号をレールに流すとDuty比が55％ぐらいから動き始める。車両は複数連結できるが、モータ車は一両なので、負荷がかかると当然、始動するDuty比は変化するはず。

ここで問題発生！！（笑）。モータが動き始める前の段階、つまりDuty比が小さい時には進行方向の先頭車両は白いヘッドランプが、最後尾の車両には赤いテールランプが点灯する仕組みになっている。これがカッコいい（笑）。しかし、両方一緒についてしまっている（汗）。仕方が無いので、オシロスコープで波形を見てみる。

下の黄色の波形が駆動用のPWM信号で、上の波形がモータに入っている信号である。まあ、原因はモータのコイルの逆起電力かな？。やはり、この辺りがPWM制御のやっかいなところ。コンデンサかダイオードか、なんかでこれを解決しておかないと後々苦労しそう（笑）。