日ノ出前検車区

趣味は朝活で。最近は備忘録と化しています

ツェナーダイオードでM車の起動電圧を上げてみる

電気のプロ(原義)のYさんと運転会でお話をしていた時に、小型モーターを使った動力ユニットは走り出しが早くて常点灯と両立できないんですよね~~と言ったことが全ての始まりでした。

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サンライズのM車

TOMIXのHOのM車に付いている、「実感的なライト点灯や安定した走行性能を確保」するための回路を自作してNにも積んでやろうという試みです。TOMIXはこれを「モーター専用基板」と呼んでいるようです。


で、構成部品はブリッジダイオードとツェナーダイオードだとのことです。ツェナーダイオードは定電圧ダイオードの一種で、本来の用途の一定電圧を得るという目的なら三端子型の物のほうが便利なので最近はあまり使われていないとか。

簡単に言うと、ツェナーダイオードをモーターと電源の間に挿入してモーターにかかる電圧を下げてやろうということのようです。


ここら辺のサイトで軽く勉強したところ、ツェナーダイオードが降伏した後に流れる電流、「ツェナー電流」として流せる電流量は〇〇mAという形ではなく、△△mWと内部抵抗によって消費される電力量(許容損失)で表記されることが分かりました。


念のため調べてみましたが、こことかここに書いてあるように、流せる電流量を増やすために並列につなぐのはNGとのこと。なお、TOMIXの製品では過電流を防ぐためにポリスイッチ(緑色の四角い部品)を入れているそうです。


ここからは自己責任です。ちなみに本家(?)TOMIXのHO模型も基板がちょくちょく壊れるらしいです。なかなか攻めた設計ですね……?現に運転会で見せて頂いたサンライズもポリスイッチが壊れて走りませんでした



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まずはモーターに流れる電流を測定します。軽く調べたところ、秋月電子で手に入るツェナーダイオードで許容損失が最大のものは500mWで、ツェナー電圧が最小の2Vの物の場合でも単純計算で250mAまでしか流せません。


KATOのクモハ12の動力に9V程度をかけて(だいぶ爆走です)流量を測定したところ、LEDの灯火類も含めて100mA程度でした。250mAの半分以下なのでKATOのモーターにこれを使っても安全率2は確保できますね。また、KATOのE233の動力の場合も同様で、他車を牽引する負荷に見立てて指で押しながら測ったら150mA程度でした。これも大丈夫そうです。

ついでに小型の遊星歯車付きモーターの動力ユニットの流量を計測したところ、50mAも行きませんでした。

ただ、KATOの205系のような古い動力ユニットに使うのはやめたほうがよいかも知れません。高速で走らせながら流量を計測したところ、250mAに達しそうな勢いでした。



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許容損失が秋月電子で最大だった先述の2.0V,500mWの物を買ってきました。走り出しの電圧が2Vも上がれば上等でしょう。

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で、ブリッジダイオードと組み合わせてこんなものを作りました。ブリッジの+側にカソードマークがある方を繋げばよいようです。



ブリッジの交流側の端子をパワーパックと線路の間に挿入します。
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結果はご覧の通り!これで動き出す寸前です。元は3V程度だった起動電圧を6V程度に上げることに成功しました。当然ながらどの部品も熱くなってはいません。




小型モーターを使った動力ユニットの起動電圧が低すぎて常点灯ができないことが悩みだったのですが、これで解決ですね。また、定電流ダイオード(CRD)は電圧が低いと流量が安定せず、結果的に灯火類の明るさがスピードによって変わってしまっていたのですが、モーターの起動電圧が上げられればもう少し安定する電圧域で使えますね。

上手くいくことが示されたので、今後M車にはこれを積んでいこうと思います。



・余談

かつてモーターの起動電圧を上げるために適当なセメント抵抗を挿入したことはありましたが、結果は予想通り抵抗が激アツになっておしまいでした。

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左は乾電池2本のスマホ充電器(3V→5V)、右は乾電池1本のLED懐中電灯(1.5V→3V以上?)

別なアプローチとして室内灯の起動電圧を下げるべく昇圧回路を買ったこともあるのですが、電源電圧が12Vにもなる鉄道模型だとどちらもそのままは使えませんでした(トランジスタが激アツになる)。そこで電流の量を絞ろうと定電流ダイオードを挿入したらLEDが全く光らなくなったような記憶があります。抵抗を挿入しちゃ元も子もないですしねぇ。


昔あきらめた夢が実現しました。こんな装置を考えてくれたTOMIXさん、解析して教えて下さったYさんに感謝です。

伊豆箱根鉄道のコデ165を作る(4)

こちらの記事の続きです。大まかな車体づくりと電飾が終わったので仕上げに入っていきます。



・前面ガラス

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←before (奥は元の鉄コレ) after→

実物のHゴム支持窓って構造的に車体とガラスが面一になるよな?と思い、ガラスパーツを少々突き出させてみました。模型臭さが低減していい感じです。


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また、運転台側のガラスにはワイパーのモールドが付いていましたが、ここは余った相鉄モニ2000のガラスを頂戴してワイパーなしのパーツに差し替えました。代わりにエッチングのワイパーを付けてあります。


・ドア窓

相鉄2000系を事業用化するにあたって塞いだ窓を復元した形になるため、ここのガラスは気合で作るしかありません。NCフライス?欲しいですねぇ。実物はHゴム支持なのでその分の凸モールドも自作する必要があります。
開口部キッチリでプラ板を切り出す→接着し穴あけをしてHゴムを作る→透明プラ板からガラスを切り出す……というのが定番ですが、自分にはできる気がしなかったので別な方法を試してみました。

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Hゴムはビニールテープで作れるのでは?というアイデアです。家に黒がなかったので白で試作しました。テープを車体側に貼ってからガラスを嵌めるほうが楽そうですね。


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模型のガラスに指紋や傷があると格好が悪いので、透明プラ板は表裏にマスキングテープを貼ってから切り出しました。確かt0.5のアクリル板を使ったかと思います。

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頑張って気合でガラスを作って嵌めます。ビニールテープはガラスの厚みよりも幅広に切っておかないと位置決めが困難なので注意。接着剤には以前も登場したコニシのS・U(ブラック)をごく微量使用しました。当然ながら固定はユルいのでドア窓は基本的におさわり禁止です。


・避雷器

パンタの台枠の側面に取り付けるタイプの避雷器です。市販品はなかったので自作しました。

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TOMIXの0255のPS33Dに入っていた避雷器パーツを改造して作りました。

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パンタグラフの部品に横から穴を開けて設置しました。いいアクセントになりますね。言い忘れていましたがこのパンタはTOMIXの0230のPS16Pです。



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仮完成!キリのいいところまできちんと作るのは気持ちがいいですね。




まだ完成ではありません。運転台などの室内表現やNj対応の台車、床下機器、車端部ディテールがまったくの手付かずなのでこれからグレードアップしていきたいと思います。ただ、ここから先しばらく(下手すると1年以上)はまとまった模型の時間が確保できなさそうです……続きは気長にお待ち頂ければと思います。

伊豆箱根鉄道のコデ165を作る(3)

前回までで車体の塗装が終わりました。電飾を進めていきます。

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実車のヘッドライトは、実は元々大きな電球が入っていたところを中身だけ小型化したものとなっています。言ってしまえば丁寧なチクビームですね。


というわけで、これを模型で再現するために白くて光を通さない円環が必要になります。これをアルミテープにシール用紙を貼って作成しようとしました。


で、色々試して紙とアルミ箔にドリルで綺麗な丸穴を開ける方法を見つけたのでここに書いておきます。


①シール用紙とアルミテープを貼り合わせ、シール用紙には予め流し込みタイプの低粘度瞬間接着剤を染み込ませて固めておく


②いらないプラ板などでしっかりと挟みながら、剥離紙のほうからドリルを貫通させる
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③ドリルが最初に当たった面が引っ張られてシワになりますが、本体はノーダメージで済みます

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右手前が成功例、右奥がシール用紙のほうからドリルを当ててしまった例。

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で、これをカッターなどでちまちまと丸く切れば遮光できるリングの出来上がり。


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白いことと遮光することを両立できました。

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ちなみに元のライトプリズムは削って引っ込めてあります。







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とりあえず装着してみました。光りますね。車体が透けまくっているのは想定の範囲内です。室内灯の部分が短いですが、実車も車両中央部にしか蛍光灯が付いていないようなのでこの仕様にしました。





さて遮光です。一般的には車体の内側を塗装しますが、今回は別な技法を試してみました。


ガラスの内側に塗装するというものです。


採用するにあたり、まず車外から見た時の影響を検討しました。
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裏側を適当にペンで塗って車体にはめてみます。

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左から銀、黒、未施工です。外からも結構見えます。今回は銀サッシなので銀で塗るといい感じですね。

というわけで、
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マスキングゾルを凹部に流し、

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まずは銀を塗ります。少しだけ期待していましたがやはり銀だけでは遮光が不十分ですね。

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というわけでさらに上から遮光ブラックを塗りました。ガラスがない部分は車体にアルミテープを貼っておきました。

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それらしくなりました。




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ヘッドライトはLEDチップをプリズムの根元に直当てし、少量の瞬間接着剤で固定した後コニシの「S・U」レギュラータイプのブラックを塗って遮光しました。遮光性が非常に高く、瞬間接着剤のように周囲が白化したりすることもないので愛用しています。本来の用途ではないんですけどね。

下にチラッと写っている金属の帯が印刷されたプラ板のようなものは、サンハヤト製のエクステンション基板ICB-073です。本来はFPCコネクタやFFCコネクタに使うものらしいですがよく分かりません()とにかく室内灯を作るのに便利なアイテムです。秋葉原なら千石電商日本橋ならデジット(シリコンハウス)に売っています。


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想定通りに光ってくれました。ヘッドライトの漏れもなくていい感じですね。



続きます。模型作りってこの辺りからだんだんと地味な作業が増えてしんどくなっていきますよね……

伊豆箱根鉄道のコデ165を作る(2)

こちらの記事の続きです。




前回までで車体の大まかな造形と動力ユニットの改造が終わりました。サフをしっかり吹いて先に進もうとしたのですが……
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ピンクサフをしっかり吹いたら大変なことが発覚しました。


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一か所だけ露骨に埋めた所が浮き出てしまっています。これは穴埋めに使ったプラ板の接着方法の違いによるものです。

他の箇所は裏(窓穴)からMr.セメントSP→低粘度の瞬間接着剤を流し込んだのですが、ここは試しにゼリータイプの瞬間接着剤を塗って貼り付けました。その結果がこのザマです。なるほど大きな凹部を埋めるときは裏から流し込んだほうがいいんですね。学習しました。


というわけでここにピンポイントでサフを厚吹きし(エアブラシの特権)、
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1200番のペーパーで削って修正しました。意外となんとかなるもんですね。



車体の造形ができたらパイピングします。

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線材は全てφ0.2です。変わった引き方をする母線と、空気作用管の謎の段差がチャームポイント。

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屋根上の配管押さえはトレジャータウンのTTP215-32「屋上配管止めバリエーション2」、前面は極細の銅線、ランボードはt0.2プラ板で足にはトレジャーの201-12「汎用手すり1.2ミリ幅」を使用しています。オデコの手すりは同じく1.2ミリ、前面のステップにはBONAのP-086「手すりセットD【GM小田急1000形2000形中間車用】」を使いました。




鍵外し線を付けたら塗装に移ります。まずはメタルプライマーを吹いておきます。メインの黄色に使用する色はMr.カラーの#113「RLM04 イエロー」。以前Bトレ版を作ったとき、隠ぺい力の弱さゆえかなり厚吹きになってしまい大変に苦労しました。あれから3年、黄色の下地にはピンクサフを使うと良いと聞いたため試してみたところ……
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大成功です。ひと吹き目から色が出てくれて感動しました。すごいぞピンクサフ!



黄色が塗れたらマスキングして屋根の色を吹きます……が、その前に無線アンテナを付けておきました。定番のKATO私鉄無線アンテナではなく、少々小ぶりな鉄コレのものを使いました。

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ガイアノーツのNo.072「ニュートラルグレーⅡ」に艶消しクリアーを重ねました。実車は屋根までツヤツヤなのですが模型的に微妙だったので艶消しにしました。が、半ツヤ程度でもよかったかも知れません。


塗りあがったらマスキングを外します、が……
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ヘッドライトの支持具にマスキングゾルをたっぷり付けてマスキングしたところ、予想以上に硬くなってしまいディテールが持っていかれてしまいました(´・ω・`) 反省ですね。


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塗料の乗りにくい材料でできているヘッドライト部の塗膜も持っていかれていたので、イエローをMr.リターダーマイルドで溶いて筆塗りして補修しました。イレギュラーな使い方ではありますが、これを使うと色挿しがかなり楽で綺麗にできます。
国電の床下車端部のコックパンタグラフの碍子など微細な部分への色挿しにオススメです。




色を塗ったらデカールを貼っていきます。
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特徴的な青い稲妻デカールで再現します。実は左右で稲妻の形状が異なるというのはこのデカールを見て知ったことです。何年も前に秋葉原鉄道模型店「レールマイスター」で買った委託品で、詳細は全く不明です。

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前面と側面の車番プレート、社章、スペック表記や検査表記、サボまで入ったトータルセットになっていました。非常に有難い商品でしたが、作者は一体どなたなんだろう……?

ちなみに①と②のエンド表記はデカールにも収録されていましたが、さすがに解像度でインレタには勝てていなかったので手持ちのインレタを使用しました。


側面の青い模様のことを私は稲妻と呼んでいますが、公式曰くモチーフは電気とかではなく「酒匂川さかわがわをイメージ」したものだとのことです。
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青い模様の違いはこんな感じ。下半分は同じですが上半分の角度が違うんですね。写真を漁っていたら非パンタ側の上半分だけパッチワーク的に塗り直した写真が見つかったので、その時に間違えたのかも知れません。





続きます。

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