37.簡易ポイントスイッチ 「スイッチぽん」の作成

はじめに

   DCCで、ポイントを切り替える際に、スロットルなどでポイントデコーダのアドレス
   指定して切り替えますが、特定のポイントだけ切り替え頻度が多くって、いちいち
   スロットルで操作するのが煩わしいと思うことがありませんか。
   ポイントスイッチは、「28.Loconetを利用したポイントスイッチの作成」でも作成
   していますが、スイッチ1つのみのバージョンもあったら便利かなと思い作成して
   みました。
 
   また、今回の作例では、家電用のスイッチとスイッチボックスを使ってみることに
   しました。
 

1.仕様
  1.基本仕様
    ・押しボタンスイッチ1つのみで、ボタンを押すたびにポイントコマンドの t 、c
     を交互にロコネットへ出力するようにします。
    ・電源はロコネットの1番と6番のレールシンクロから給電します。
    ・ポイントデコーダのアドレスの設定は、ジャンパーピンによりセットアップモード
     とし、スロットルのスイッチ操作でEEPROMに登録が行えるようにします。
    ・スイッチのアドレスは1〜999まで(11ビットのアドレスに)対応可能とします

  2.使用PIC
     I/Oのピン数、USART機能からすでに使用しているPIC16F873Aとします。
     ※使わないピンが多いので無駄のように感じますが、手持ちのPICとプログラム
      の移植の手間からPIC16F873Aとしました。

  3.Loconetとの通信
    USARTモードを使用し、Loconetとは送信のみとします。
    (セットアップモード時は受信のみ)
    USARTは以下の設定とします。
       Mode : Asyncronous transfer mode only
       Speed: 16K bps(12h 20Mhz)
       Bit : startx1 datax8 stopx1
       ※Loconetはボーレート16600bpsと特殊です。ここでは設定値から16447bps
        にしています。

  4.PIC16F873A ピンアサイン
      RA0〜RA5    未使用
      RB0〜RB6    未使用
      RC0〜RC2    未使用
      RC3        セットアップジャンパーピン用 
      RC4        状態表示用 LED
      RC5        入力スイッチ用
      RC6        TX(送信)
      RC7        RX(受信)

  5.対象ポイントデコーダアドレスの設定(セットアップモード)
    押しボタンスイッチを押したときに、どのポイントデコーダのアドレスを送出する
    かをあらかじめ、EEPROMに登録します。

2.プログラムの開発

   開発ツールは、MicroChip社のMPLAB IDE v8.92です。
 
   ASMファイル  switch_pon01.asm   2015/05/05 Ver1.00
   HEXファイル  switch_pon01.HEX  2015/05/05 Ver1.00

3.回路図

    回路図はこちら (pdfファイルです)

4.部品リスト

名称  回路表記 品名 数量
PIC  Q1 PIC16F873A 1
トランジスタ  Q2 Q3 2SC1815 2
ダイオード  D1 1N4148 1
ダイオード(10D1相当品)  D2 D3 10D1 2
LED 3φ  D4  EBG3402S 1
3端子レギュレータ5V  Q4 LM78L05 1
抵抗 1/6w  R1-R4 10kΩ 4
 R5 47kΩ 1
 R6 1.2kΩ  1
 R7-R9 680Ω  3
 R10 4.7kΩ 1
セラロック  X1 20MHz 1
積層セラミックコンデンサー  C1 C2 0.1μF 2
電解コンデンサー   C3  10μF 16V 1
 C4 47μF  16V 1
 C5 22μF 16V  1
ICソケット   28ピン 1
ピンヘッダ (2P) 2P 1
 ロコネットケーブル   50cm
 スイッチボックス   WVC9001W  1
 押しボタンスイッチ   WN5401K  1

 入手しやすいパーツにしています。(秋月電子でほとんど購入可能です)
 ・スイッチボックスは、Panasonic製でホームセンターで入手可能です
 ・ロコネットケーブルは、片側にコネクタの付いたものを使用します。
  当方は、コネクタと圧着工具はAmazonで購入。ケーブルは電線の
  専門店で購入して自作しています。

2015/08/01 ダイオードD1の型番が間違っていましたので訂正しました。誤:1S2069→ 正:1N4148
  

5.プリント基板と実装

   PCBEでプリントパターンを作成しました。
   (switch_pon_v01_master.pcb) ←右クリックでダウンロード

   ※基板サイズは、作例のようにスイッチボックスPanasonicWVC9001W
   のサイズに合わせてあります。
   
   裏面
   
   部品面(4つある黒マルは3φの穴)
   

   実際の写真
   
   スイッチボックスに収めるため部品で高さをとらないように
   電解コンデンサは寝かせて配置します。
   
 

スイッチボックスに実装
   ホームセンターでみつけました。
   

   上蓋を開くとこんな感じ
   

   この大きさで基板を作成し実装。ケーブルはあらかじめ接続
   部品面の部品実装で高さがあるとケースに入らないので要注意
   この状態にする前に、セットアップと動作確認をお勧めします。
   

   動作確認できたら押しボタンスイッチを固定
   

   上蓋を閉じて完成です。 
   

6.セットアップモード

   1.ジャンパーピンでPICの14番ピン(RC3)から出ている2Pのピンヘッダ
     をショートさせ、ケーブルをLoconetに接続し、セットアップモードとして
     起動させます。

   2.起動後にスロットルから、Switch操作で対象となるアドレスを選択し
     「 t 」 を押すことで、指定したアドレスをEEPROMに登録されます。

   3.登録されると、基板上にあるLEDが0.5秒間隔で点滅します。

   4.登録されたらジャンパーピンを抜き、ケーブルをLoconetから抜いて
     セットアップは完了です。

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