DCCによる鉄道模型の自動制御
更新 ２００４．１０．２
私は、高校のとき、コンピュータ部というのに入ってました。当時、NECが出していたボードコンピュータであるTK-80上でBASICが動き出し、
PC8001が発売されてパーソナルコンピュータなどという言葉が生まれた時分の話です。（歳が分かってしまう。。）
この頃、Nゲージに興味を持っていた友人と組んで、コンピュータで自動制御したいね、なんて話をしていたのですが、文化祭に向けて、BASICでの列
車の制御、それも、オペレータの指定に従って、貨車を入れ替えるという今考えても実現の難しい課題を掲げていました。
TK-80から出ている、パラレルインタフェース（8255とかいうLSIだったと思う）を使って、速度の制御。ポイントの自動切換え。電磁石による
連結器の自動開放。そしてリードスイッチで位置検出するという、我ながら夢のようなこととやっていたものです。実際は、速度の制御が不安定な上、自動開放
の再現性に乏しく、とても人に見せられるようなものではありませんでいた。
ということで、いつかは実現してやろうと思いつつ一時忘れてしまっていたのですが、２００３年２月に「鉄道模型」、「自動制御」などのキーワードで
HPを検索してみたところ、DCCというキーワードにあたりました。１つの線路で、複数の列車を独立して制御可能という画期的なものでしたが、それ以上に
PCのシリアルポートで接続できると言う点に、興味を惹かれました。その後は、カトーのホビーセンタ（東京）に行ってパンフレットをもらい、次の週には秋
葉原デパート内の模型店で機関車を物色し、通販で
D１０１（コントローラ） と
DZ143（車載用デコーダ）、DS51K（ポイント用でコーダ）
を注文し、その次の週にはユザワヤ津田沼店でDE10（トミックス）と貨車と線路のセット（N1)や４番ポイントなどを買い。。 すごい勢いで進化してい
ます。
問題は、カトー製のDE10がどこにも売ってないことで、トミックス製を買ったことです。当初、カトーのホビーセンタで加工してもらおうと思っていた
計画が消え、自ら改造に手を染める必要が出てきてしまいました。HPを探しても、トミックスのDE10にDCCデコーダを埋め込んだ記事も見つけられず、
結局独学で進めるしかありませんでした。このページは、これからDCCを始める方の参考になればと思い書き始めるものですが、最終的にはPCによる自動制
御までもっていきたいものです。
ところで、何でDE10にこだわるのかって？ 貨車の入れ替えと言えばやっぱり、DE10かなって。。
モータへの配線は、思ったより簡単でした。
モータから出ている金属箔の裏側にコードを半田付けするのがポイント。
こうすれば、後で組みたてるとき、絶縁のために金属部分に張るセロテープが擦り切れることがありません。
外へ配線は、モータに張り付いてるプラスチックの上部に錐で小さな穴を開け、そこからコードを引き出しています。
注意は、コントローラで前進にしたときに、前進するようにモータに配線することでしょうか。モータには、デコーダ（DZ143）からのオレンジとグレーを
接続することになります。
線路からの電源を、本体を通じて１cmほどの基盤までくるようになっていますので、ここからデコーダの電源（赤と黒）に接続しています。モータはもともと
本体から給電されるようになっていますが、本体とモータのあいだにテープを張り絶縁します。
周りの部品です。
上下のダイキャストの内側部分にモータと接続しないようにテープを張っています。
その周りの部品です。
分解の際に、手摺を１つ破壊してしまいました。
注意しましょう。私も、注意したんだけどね。。
一旦組み立てて、DCCからの制御を確認して見るとうまく動きました。ショートを気にしたのですが、うまくいっているようです。
でも、このままだと、本体に収まらないので金属部分を削ることにします。
とは言ってもそんな道具は持ち合わせてないので、 近くのホームセンタで、５種類入った金属用のヤスリを買ってきました。こんなので加工出来る
のだろうか。まあ、980円だから、だめもとで。。
丸いヤスリでがんばると何とか荒削りレベルができました。
このあと、四角いので形を整えていきます。
デコーダを収めてみます。
結構、しっくりいってるでしょ。
横から見たところです。ここまで削るのに２時間ほどかかりました。
秋葉原に行って、LEDを買ってきました。
白は、高輝度タイプしかなくて、270円しました。赤は30円のがあったけど、白に合わせて高輝度にして、100円。他の店で、250円ぐらいでありまし
たが、それぐらいはするようです。
ちなみに、足の長いほうがプラス（＋）です。中の構造はこの２つでは反対で判断できません。足を切って接続するときは、中の構造をそれぞれスケッチしてお
くか、足の根元に色でも付けた方がいいかも知れません。
半径の小さいもの（3mm）を選んでください。一回り大きいのも売ってますが、入りません。
配線は、こんな感じ。カトーのHPに載っているものです。
著作権侵害なので、早々に書き直したいと思います。
この中で、抵抗を手元にあった470Ωのものを使いましたが、問題なしです。
この絵の中でLEDの中身に三角形が書いてありますが、前述のようにこうとは限らないので注意してください。
実際は、後方にもLEDをつけますので、白と黄色（LEDのマイナスに行ってる線）を逆にした形で配線します。
抵抗は、前後別に用意しました。青から２つの抵抗をつないでそれぞれのLEDのプラスに接続するイメージです。
前から見たところです。基盤に接続したものをはめ込んでいますが、こんな感じになります。
基盤を撮るの忘れたのですが、とっても細かくて伝わらない気はする。。
そのうちイラストでも作ります。
抵抗は、1/8Wの小さいのを使ったつもりですが、それでも大きくてやっとやっとで収まっている感じ。もっと小さい（1/16W？）のがあるはずなので、
探してでも買うべきでした。
前進時には、先方の白いLEDが点灯します。
このとき、後ろが赤く光っているのが見えるでしょうか。
さすが、高輝度タイプ。直視できないほど明るいです。
以下は、進行方向を逆転してときのものです。正面の白が赤に、後方の赤が白に替わっています。
しつこく、横から見たところ。
よくまあ、この狭い中に収まったもんだ。
よく、がんばりました。
外側のケースも付けて様子を見てみました。
ちょっと明るすぎ？
それと、上の写真と比べてもらうと分かりますが、LEDが付いてる方に明るさが偏っています。
バランスよくするには、少し工夫が必要のようです。
でも、とりあえず満足。
次は、カプラの交換編です。
さて、貨車を入れ替えするために、マグネマティックカプラなるものを買いました。
これは、取り付け位置を決めるためのリファレンスです。
肝心のところがボケてますので、そのうち撮り直おします。
とにかく、驚くほど精密。。
これは、アメリカはマイクロ・トレインズ社マグネ・マティックカプラーという製品で、カトーが輸入・販売をやっている自動開放を目的としたカプラーの
キットです。
写真は、No.2000というタイプのもので、説明にスカート、ボディマウントタイプ用とあります。先に紹介したDE10がトミックス製であることもあ
り、くっつければいいタイプのこの型を買ったのですが、同様にカトーの貨車用にと買ったMT-10というタイプのものは、左右の振れがどうもぎこちなく、
貨車も含めてすべてこのNo.2000で統一しようかと考えています。
貨車は、カワイ製のものが種類も多く（３台パック売りになっているのは勘弁してほしいが）、No.2000を使うことで、メーカの制限なくカプラの利用
が可能になりそうです。実際にとりつけたわけではないのでまだ分からんが。。
パーツを切り取ったところです。
バリは隠れるので、あまりきれいに削る必要はなさそうです。
組み立てます。
この後、空いてる隙間にスプリングを挿入します。
スプリングが外れないように注意しながら、上蓋を閉じます。
付属のねじを差し込んで持ち、半田ごてで接合部を融着します。
完成品です。
これを機関車や貨車に、ねじで止めるなり、接着剤で止めるなりします。
そんでもって、ポイントへのデコーダ（DS51K）の取り付け編です。
買ったままの状態です。蓋を止めているねじは、一風変わったものですが、精密ドライバーのマイナスで外せます。
接続方法は、カトーのHPを参考にさせてもらいました。
ここ
の、左のDCC資料（お役立ち情報）をクリックし、KATO製品への搭載の下の方に、（N）４番ポイントの例があります。
直線側と分岐側のねじによる「選択」「非選択」の設定は、両方とも「非選択」に合わせます。買ったときの状態は、「選択」になってます。
もう１つ、フログレールというのがありますが、「ON」のままでいいようです。
デコーダは、右下に埋め込みますが、このために右下の蓋を閉めるためのねじのすぐ下の仕切りのようなプラスチック部分を切り取る必要があるようです。
また、右下の外部端子になっている、基盤に半田付けしてあるピンも半田ごてで除去します。
ポイント用のデコーダは、DS51Kというタイプですが、電源（線路）は赤と黒からとり、ポイントを制御するコイルにオレンジとグレーをつなぎます。
黄色は、デコーダにプログラミングするときの端子用です。
先のKATOのホームページに従って接続し、動作確認ができました。プリント基板のパタンカットもなく、ただデコーダの配線を半田付けするだけですので、
接続自体は簡単ですが、デコーダを埋めるスペースがないので、プラスチックを削る必要があります。私の場合めんどくさくて、半田ごてで溶かしました。それ
でもまだ、デコーダが窮屈そうなので、時間が出来たところでもう少し丁寧に削ろうかと思います。
なぜか、上に書いているのと違う向きのポイントですが、対照にして見てください。
右上が黒、左上が赤、真中がだいだいで、下が灰色という風に、デコーダからの線をつなぎます。そうそう、黄色はデコーダのアドレス設定時に線路の片側を
ショートするために、表に向けてボルトを貫通し、ラグ版に半田付けします。左下のナットがそうなんですが、よく見えませんね。
実は最近モデルチェンジした、DS51K1というタイプはポイントを削らなくてもすんなり収まります。ボルトナットのために若干削る必要ありますが、そ
れほどの手間は要りません。
ふたを閉めたところです。ナットに当たる部分をカッターで少し削るときれいに閉まります。
上のほうでも書きましたが、フログレールはON（初期のまま）、２箇所の選択／非選択は、最初、選択になっているので、ねじをはずして非選択側で止めま
す。
JMRIによる制御の実験
１年ぶりの更新になります。先日、下記のJMRIのHPを久しぶりに見て、スロットルが提供されていることを知りました。今回は、これを使ってPC画面か
らの制御を試みます。
まずは、コントローラです。通常は、ここからフィーダを出して線路に接続して、先のデコーダを埋め込んだ電車や、ポイントをコントロールします。
MS-100という接続コードです。下記に示す通販の錦林車庫さんで購入しました。4,000円以上したかと思います。ちょっと高い。
片方をPCのCOM１（RS-232C）などに接続し、電話のジャックみたいなコネクタの方を先のコントローラにつなぎます。
最近のPCのCOM端子はD-SUBと呼ばれる９ピンのコネクタですので、変換コネクタ（２５ピンオス-９ピンメス）をかませてPCに接続します。
コントローラ側は、ロコネットというところに差込みます。①でも②でも同じはず。
さて、冒頭にも書きましたが、JMRI Projectというところが提供している各種ツールの動作確認を実施してみました。
Java Model Railroad Interface
のところからDecoderProなるものをダウンロードします。
このDecodreProは、Javaで出来てますので、まずJDKをインストールする必要があります。
JDKがインストールされている状態で、DecoderProをインストールして起動すると、左記の画面が表示されます。
１回目の起動時に、次に示すPrefereces画面が表示されます。
設定するのは３箇所で、「LocoNet MS100」、「COM1」（接続したポート）、「DCS50」に合わせて、「Save」します。
次回からは、表示されませんが、設定を変更するときは「Edit」から「Preferences」を選びます。
初期画面で、「Tools」「Throttles」「New Throttle...」と選ぶと、左記のスロットル画面が表示されます。
アドレスは、ディーゼル機関車DE10を０３に設定してあったので、これを指定して「Set」をクリックすると、グレイアウトしている部分がちゃんと表示
され、操作可能になります。
左側のスライドがスピードで、その下に、前進・後進がラジオボタンで用意されています。STOP！でもIdleでも停止しますが、STOP！は非常停止の
意味だそうです。
右上は、各種機能ボタンになりますが、私のDE10では「F0」のライト制御のみ有効です。この状態は点灯しているときのものですが、もう一度押すと消え
ます。
「Tools」「Turnout Control」でこの画面が出ますが、ここでポイントのIDを指定すると、下のボタンでポイントを制御できます。
ED75へのデコーダ搭載
ED75のふたをはずすポイントですが、正面から向かって右側にプラスチックの突起が出ており、ここを外側に引っ張りながら車輪の方をちょっと下にずらし
ます。それができたら、今度は対角にある突起についても同じようにゆっくりとはずします。
この突起は、左の写真では真中の下の方で、窓のちょうど真下あたりに見えるかと思います。
ふたを開けたところです。真中に見える灰色のプラスチックをはずして、基板を取り除きます。
集電用の銅版を一旦はずして、モータにつながる部分をテープで絶縁します。このテープは、デコーダに最初巻いてあったものをはがして利用しました。
集電用の銅版を１つ入れたところです。もう１方も入れてその上から、デコーダを設置します。
車両の方から縦に出ている銅版は、モータにつながっています。DCC仕様にするときモータはデコーダで制御するので、線路から集電している横向きの銅版と
は絶縁するのです。
こ
れが、ED75用のデコーダです。LED（赤く見えるけど黄色）を切り詰める必要があります。このとき、LEDの足を切って詰めることをお勧めします。よ
りきれいに仕上げようと基盤からはずそうとしたのですが、いっしょにものすごい小さい抵抗が取れてしまい、もとに戻すのに苦労しました。黄色の絶縁テープ
は取ってください。
そんでもって、これが、取り付けた時のイメージです。
ちょうど真中あたりで、銀色に見えるのは、先のモータがつながっている銅版を折り返して半田付けしたところです。
実は、このままでは、ふたが閉まらないので、ふたの裏を削ります。
デコーダ基板があたる灰色のプラスチック部分を削ります。上についている黒いふたをはずすと楽に削れるのかも知れませんが、私は歯医者のような道具と
カッターで削りました。
あとは、ふたをするだけです。完成品の写真がなかったので後日アップします。
KATOの機関車だけに、簡単にDCC化が実現できます。DE１０と比べると大違い。。
位置センサの実験
さて、自動制御を行う場合、列車の位置を把握する必要があります。
センサといってもいろいろありますが、ここでは赤外線を使った反射式のフォトインタラプタというものを使います。今回は、秋葉原の千石電商というパーツ
屋さんで買ったGP2S40というタイプを選びました。このインタラプタは、赤外線のLEDとフォトトランジスタがセットになったもので、２～4mmぐら
い離れたところに白いものをおくと赤外線が反射して、スイッチングできるというものです。これを、線路に設置して、その上を通る機関車や貨車の裏に白い紙
を張り、これが通る際にスイッチが入ることで、１両単位で位置を検出しようと考えてみました。なぜ、１両ごとに検出する必要があるか？ それは貨車を１両
ごとにアンカプラで切り離すためです。
センサを線路に取り付けたところです。枕木の間隔にちょうど収まるので、見た目もすっきりしました。粒が２つ見えますが、１つがLEDで、もう１つが
フォトトランジスタです。
右の方にちょっと顔を出しているは、アンカプラ用の磁石です。
線路に穴を開けてやすりで整形して、エポキシ系の接着剤で固めています。もっと、浮かせて車両に近づけた方が良かったのですが、固まってから気づいて後
の祭り。
裏から見るとこんな感じで、ICのようなものから４本足が出ています。
これに直接配線すると構造的にも弱いので、秋月で買ったガラスエポキシのスルーホールのユニバーサル基板（１５０円ぐらい）を割って、抵抗などもこれに
載せています。
回路図は、後日載せますが、LED側に直列に220Ωの抵抗（これで17mAぐらい流れる）をいれて５Vをかけます。フォトトランジスタ側は、22KΩ
を直列に入れて、両端に５Vかけて真中からOutputをとっています。光が反射してスイッチが入れば、Output電圧が０Vに近づき、反射を無くすと
５Vに近づきます。
このフォトインタラプタは反射式ですので、検出すべき貨車の裏側に反射効率のよい白いものを貼り付けます。
この白い部分がセンサの上を通り過ぎるときに何かが起こるはずです。。
貨車をセンサからはずした状態で、4.96Vが出ています。
そんでもって、貨車をセンサ上部において、スイッチONの状態にしたときの電圧です。
センサをもう少し浮かせて貨車に近づければもっど０Vに近づくはずでした。
問題は、この電圧でパソコンがうまくオンオフの状態を検出できるかです。
早速、H8マイコンにつないで見ます。
H8マイコンについては、別途HPを立ち上げる予定です。
H8マイコン側のプログラムは、先のOutputを入力端子から受けて、これがオン状態（０Vに近い）なら左上のLED４つを点灯するという単純なもの
です。
センサの上には何もないので、LEDも付いてません。
センサの上に、貨車を移動すると。。
ほら、左上のLEDが付いてます。
ちょっと、感動。。
という訳で、センサの取り付け位置もこれはこれでOKかも。
ＪＭＲＩはソースが膨大で解読不明のため、Visual Basicで容易に制御可能な、永末システム事務所さ
んの通称 「赤い箱」 (DP1)を、開発キット（DP1x）とともに購入。
H8-USBのJavaからのアクセス方法は分かったものの、JMRIからのLocoNetパケット制御に目処が立たなかったところが、一気に解消され
ました。
DP1ｘも、H8-USBも、Visual Basicのサンプルが付いているのでこれを参考に、すべてVBでの実現の方向になりました。
KATOのレイア
ウト用の土台（120cmｘ30cmのもの）を通販で購入。これに引込み線イメージのレイアウトをしてみました。これでセンサの配線がきれいにできそうで
す。
ED75に貨車５両をくっつけてますが、マグネマティックカプラ化が終わっています。ポイント制御しながらの往復運転までできるようになりました。
今後の予定ですが、以下の順で実現していきます。
１．マグネマティックを使った貨車切り離しの自動制御。
２．ポイント制御を組み合わせての貨車の入れ替え自動制御。
ご期待ください。
Java Model Railroad Interface
LocoNetを通して、DCCをコントロールするJavaのツールを紹介しています。ここが今後、自動制御を実現するためのキーとなるはず
です。上記に、一部動作確認の報告を記述しました。
The World Of DCC
DCCの規格などがここにあります。
Javaのクラス定
義 上記のHPのクラス定義のJavaDocが見られます。これらを１つずつ試して行きたいと思います。
KATOカスタマセンタ
DCCは、このHPで始めて知りました。DCCを日本で広めていこうという熱意の感じられるHPです。ポイントへのデコーダ搭載について三紺にさせて
いただきました。
ユザワヤ
津田沼店
になりますが、近くにあることもあり、ちょくちょく寄らせてもらっています。
錦林車庫のホームページ
DCCのコントローラやデコーダは、ここの通販が安いです。在庫さえあればすぐに発送してもらえます。
DCC普及協会ホームページ この中で、レイルアン
ドカンパニー社のソフトを使ってのPC制御
の記事があります。
はじめて鉄道模型に手を染める方の為に
鉄道模型のお店や最初に買う車輌など、鉄道模型は初めてという方はもちろん、ノウハウもいろいろ紹介されているとてもためになるページです。