28．Loconetを利用したポイントスイッチの作成
Ver2.00として一部不具合の修正版を公開しました。詳しくは下記ソース記載部分参照
はじめに
複数のボードが集まる運転会では、Rail&CoのTrainControler5.8を使用してポイントを
切り替えていましたが、あるとき突然エラーになって起動できなくなってしました。
バージョンアップで対応しようかとも悩んだのですが、ＰＣの扱いも大変なので、路線配線図を
印刷してポイントの番号が判るように工夫したりしましたが、やはり、簡単に切り替えたいと
思い、スイッチでコントロールできないか考えていました。
当初は、デコーダとマシンの間に回路を設け、リモートコントロールできないかも考えましたが
ＤＣＣ（デジタル・コマンド・コントロール）館というサイトに、スイッチの操作をLoconet経由で
切り替える作例があったのでこの方法でできないか考えてみました。
このサイトでの記事はＡＶＲマイコンでの作成でしたので、ＰＩＣマイコンを始めたばかりの私で
は、参考することもできず、結果的に、ＰＩＣマイコンで１から作ることにしました。
その前に、Loconetってどうなってるか、コマンドってどうなっているか、そこから調べることが
必要になりました。
そこで大変参考になったのが「桂庵へようこそ」のサイトにあるLoconet規格の
翻訳版です。（大変参考になります。桂庵さんに感謝です m(_ _)m ）
理論は判ったもののどうやって実際のコマンドを確認するのかという壁にもぶち当たりました。
Loconetは16600bpsとシリアル通信の設定にないボーレートなので簡単にパソコンでは読み
取れないことも判明。私のＰＣでは、PCMCIAのカードスロットにRS-232C用のカードを入れて
MS-100経由で接続していましたが、これでは上手くボーレートの設定ができませんでした。
そこで、ＦＴ２３２を使用したＵＳＢ・ＲＳ２３２Ｃ変換モジュールを使用すれば使用できそうなことが
判ったので早速購入して試してみたところ、結果ＯＫでLoconetのコマンドを傍受できました。
コマンドのモニターは、フリーのシリアルデバッグツールを使用しました。
通信速度を16600bpsに設定できました。（見にくいですが画面右下に表示されています）
プログラムの開発
PICマイコンは、ポートの数から、PIC12F873Aを使用します。
秋月電子で400円ぐらいとチョット高価です。
開発ツールは、MicroChip社のMPLAB IDE v8.36です。
プログラム仕様
ピンアサイン
Loconeｔ通信をするため、ＰＩＣに搭載されているUSARTモードを使用します。
ボーレートの設定については、PIC12F873Aのデータシートに計算式があります。
・ポートＡ〜Ｃまで３つあり、Ｃポートは主に通信用 Ｂポートを設定スイッチの入力ポート
としました。
ポートＢは8バイト（8個）の入力が可能であるが、順番になるもののポイント番号を
割り当て可能とします。
RB0〜RB7 スイッチ入力8本（PullUP）
RC7 RX（受信）（Loconet上の送信有無確認）
RC6 TX（送信）
RC5 （未使用）
RC4 BUSY信号（LED） (LOCONETにデータ有 もしくは 送信待機中）ほとんど点灯しません。
セットアップモードではEEPROM書き込み後にＬＥＤ点滅
RC3 セットアップモード用入力 1のときオフセットアドレスをEEPROMに書き込み
動作
・ポートＢの8本のポートにスイッチを付け、そのOn-OffでLoconetのスイッチコマンドを出力します。
初回起動時
１．EEPROMの書き込み
DIPスイッチを用いスイッチを全てＯＦＦ（ポートはPullupしているので全てHigh）にして
RC3（14番ピン）をHighにして電源投入します。
プログラムをセットアップモードにしてEEPROMのアドレス00hに値00hが書き込みます。
書き込み終了時はＬＥＤを点滅させ終了したことをわかるようにします。
２．起動
RC3（14番ピン）をLowにして電源投入すれば、ポートＢのRB0からスイッチ０（ポイント番号１）
になり、スイッチ７（ポイント番号８）まで対応し、切り替えによってコマンドを出力します。
３．スイッチ８以上に対応するの場合
セットアップモードでアドレスのオフセット（加算値）をあらかじめ登録できます。
例：スイッチ４９（ポイント番号５０）の場合は、４９を設定します。１６進で３１Hになるので
ビットにすると００１１０００１になり、上位ビットがRB7なので ビット１の部分をスイッチ
ＯＮ（ポートはLOW）にしてRC3（14番ピン）をHighにして電源投入すると31HがEEPROM
に書き込まれます。
RB0のスイッチはスイッチ４９（ポイント番号５０）になります。
Loconetポイント切り替えコマンドは以下の通りでこのコマンドを出力する
B0 02 10 5D
B0 02 30 7D
↑ ↑ ↑
│ │ チェック用（コマンドを全てXORするとFFになるための値）
│ 10がｔ 30がｃ
ポイント番号-1（02の場合ポイント番号03)
プログラムソース pointsw110.asm
ビルドしたＨＥＸファイル pointsw110.hex
2015/01/20
以下の不具合を修正して Ver2.00としました。
１．ポイント番号が128までしか設定できなかった問題の対応
V110までは、ポイント番号が128まであったのをポイント番号256まで対応
ディップスイッチの関係上 設定は0〜248 （00H〜F8H)までとなります
２．EEPROM読み出しで正しく読み取りができない問題の対応（バグ対応）
オフセットのアドレスを登録しても、EEPROMから正しく読み込まれない場合があるバグの対応
３．スイッチによってはチャタリングで複数回コマンドを連投してしまう問題の対応
プログラムソース pointsw200.asm
ビルドしたＨＥＸファイル pointsw200.hex
回路を作成
回路図
回路図はこちら （pdfファイルです）
部品リスト
| 名称 | 品名 | 数量 |
| PIC | PIC16F873A | 1 |
| ３端子レギュレータ | 7805 | 1 |
| トランジスタ | 2SC1815 | 2 |
| ダイオード | 1N4148 | 1 |
| LED | 適宜 | 1 |
| 抵抗ｱﾚｲ | 10kΩX8（ｺﾓﾝﾀｲﾌﾟ9ﾋﾟﾝ) | 1 |
| 抵抗 1/8ｗ | 100Ω | 1 |
| 680Ω | 3 | |
| 4.7kΩ | 2 | |
| 10kΩ | 2 | |
| 47kΩ | 1 | |
| ｾﾗﾛｯｸ | 20MHｚ | 1 |
| 積層ｾﾗﾐｯｸｺﾝﾃﾞﾝｻｰ | 0.1μＦ | 2 |
| 電解ｺﾝﾃﾞﾝｻｰ | 100μF 25V | 1 |
| 100μF 10V | 1 | |
| 10μF 16V | 1 | |
| ﾓｼﾞｭﾗｰｺﾈｸﾀ6極6芯 | ｻﾝﾊﾔﾄCK-17 | 1 |
| ICソケット | 28ﾋﾟﾝ | 1 |
| ｼｮｰﾄﾋﾟﾝ | 2連 | 1 |
| DIPスイッチ | 8連 | 1 |
| ｺﾈｸﾀ | 10連 | 1 |
| スイッチ | ON/OFFできるもの | MAX 8 |
| ケース | 適宜 |
2015/08/01 ダイオードの型番が間違っていましたので訂正しました。誤：1S2069→ 正：1N4148
Loconetポート
電話用の６極６芯用のコネクタを使用します。このコネクタのピッチは2.54mm間隔でないので
プリント基板で作成するか、アダプタの基板が必要です。今回の作例ではサンハヤトのコネクタ
付き変換基板を使用しました。
ブレッドボードとポイントデコーダの作成で回路自身の動作は実証できたので回路に従って
ＰＣＢＥでプリントパターンを作成して感光基板で回路基板を作成しました。
大量に作成しないので、穴あき基板でもよかったかもしれません。
この回路のプリントパターン （ＰＣＢＥで作成） pointsw_master.pcb
部品の実装
プリントパターン（ハンダ面）
部品実装面
作成した基板
手持ちの部品の都合で680Ωの抵抗だけ1/4Wなので結果的に立てて配置することに
（注意：写真のトランジスタの向きは間違っていますので注意してください）
タカチのケース(LC135HN)に入れてみました（写真は加工中）
基板取り付け穴があるのでこの寸法に合わせて設計すれば良かったと後悔。
プリント基板データ使う方は、適宜変更して使ってください。
特にｺﾈｸﾀを使うので、抜き差しをする場合に基板がキチンと固定されていたほうが
良いです。
こういう場合はタカチから取り付けボスがあるのでそれを利用すると良いでしょう。
ASR型貼り付けボスが使えます。
上の蓋にスイッチが来るので部品の高さには注意が必要です。
【参考】スイッチコネクタの配線例
コネクタは＋５Ｖを加えていますが、２回路２接点とスイッチを用いるとスイッチ切り替え時に
ＬＥＤを点灯させることができます。
実際のポイントの動きに連動しませんがスイッチ側で開通方向を表示するなどの応用がで
きます。
パネル部分の作成
ＰＣで操作パネル部分を作成しました。
電器量販店でプリンタで作成できるステッカー用の用紙がありましたので使ってみることに
しました。ペイントブラシで画を作成し印刷しました。 スイッチの穴は、5mmのポンチで穴をあけ
現物あわせでケースにスイッチの穴を開けました。
現物あわせでスイッチ用に5mmの穴をあけました。
スイッチの端子が基板の部品に当らないように注意してください。
作成方法によっては、電池ケース付き(9V 006P用）を利用しても便利かも・・・
パネルシートを貼り付け、スイッチを取り付けました。
セットアップ方法
言葉で判りにくいので写真つきでセットアップモードの使い方を解説します。
ここではポイント番号５１（スイッチ番号５０）から開始するようにします。
まず基板上のＰＩＣの1４番ﾋﾟﾝ付近にあるジャンパーピンをショートピンでショートします。
続いて、ＤＩＰスイッチに開始するスイッチ番号をビットにしてＤＩＰスイッチを指定します。
ここでポイント番号５１（スイッチ番号５０）から開始させたいので、DIPSWに開始番号を
セットします。
スイッチ番号５０は、１６進数にすると３２ｈになります。
これをビットに表現すると ００１１００１０にりますので、ビットが１の場合はDIPSWをＯｎ方向にし、
電源を投入します。
電源投入後、EEPROMへ開始番号の書き込みが終わったらＬＥＤが点滅します。
点滅したら完了なので、ショートピンを抜いて、電源を切り、DIPSWを全てＯＦＦ側にして
電源を再投入してください。
以降はDIPSWの１番がスイッチ番号５０で ８番がスイッチ番号５７になります。
実際にＫＡＴＯ Ｄ１０１と繋いで動作テスト
Ｄ１０１とLoconet経由で接続し、ポイントマシンが動作をしてくれたので一安心です。
コマンドもちゃんと出ています。（上図赤枠内のコマンド）
ソースにもコメントとして記載しておりますが、データ衝突時の送信待ちならびに再送
処理は省略しております。
ＤＣＣの運転会にて６時間ほどLoconetに接続して使用しましたが、パケット（コマンド）の衝突に
よる問題は確認されていません。
ただ、Loconet上にデータの多い環境で動作確認していないのでしばらく経過観察です。
個人・少人数での運転会であれば使用可能と思います。
例：スイッチにＬＥＤを併用した場合の作例です。(2011/12/25追加）
ＬＥＤはスイッチに連動し、実際のポイント位置を示すものでありませんが
こうやって光るのもかっこいいですよ。
製作にあたり以下のサイトを参考にしております。
この場を借りてお礼申し上げます。
ＤＣＣ（デジタル・コマンド・コントロール）館
ポイントの省配線システム（ポイント制御パネル）LocoPointを作るも参照ください
今回のポイントスイッチ作成にあたり参考にさせていただきました。ありがとうございます。
桂庵へようこそ
のサイトにあるLoconet規格の翻訳版は大変参考になります。
ご注意：製作・改造に関し、万一損害が生じても当方では責任を持ちませんのでご自身の責任の範囲でお願いします。