衝動で鉄道模型用パワーパックの回路図を書いてしまった。
ポイントはトランジスタ。
定格は同時に運転する(したい)モーター車の数×1A、
損失は↑の電流値×Vcc（入力電圧）。
KATOのだとだいたいVcc = 15V（純正のにちゃんとout 15VACって書いてある）で計算すると安全。
最後のは保護回路(のつもり)
Rsenseってのは電流を検出する抵抗。
ここに流れる電流電圧から抵抗値とかを決める。
実は普通のトランジスタの回路設計の考え方の応用って言うｗ でも最初に思いついた人すげーと思う。最初気づかなかったし
算出式としては R = VBE / A
ここでAは↑の運転する(したい)モ車両数×1A あたりが妥当。
VBEはデータシートから目分量で。でもだいたい0.6～0.7Vになるはず。
因みに2SC1815ならおよそ0.65Vになる。
だが鉄道模型つかモーターはだいたい定格1Aにたいして、
2SC1815のIcは150mA、Ibも50mAが絶対定格(TA=25℃)。
VBEってのはTrのベース・エミッタ間に流れる電圧のことっちゃ だからVCEもある。FETだとVGSとかTr+FETなIGBTとかだとG、C、Eみたいな感じだったはず。
FET＝TｒでピンアサインはG=B、C=D、E=Sなのだ。
あと使い方に寄っちゃVBE(sat)とかVCE(sat)も使う。これは飽和電圧つまりTrを作動させるのに必要な電圧だから代替品とかを使うときは少々気にすべし。
↑Ic、Ie、Ibもそれそのまんま。以下略。
FETってのはフィールドエフェクトトランジスタなんだね。まぁP型半導体とN型半導体の接合の仕方がちょいと違うだけなんだね。シリコンダイオードはもっとシンプルにPとNを１：１で繋いでるから整流効果があるんだね。
まぁパワーMOSとかパワートランジスタなら大丈夫でしょう。
あと確か2SD1415も大丈夫だったかな。1Amaxくらいだけど。
あとはレールの後とトランジスタのベースともひとつのTrのコレクタに接続されてる抵抗か。
エミッタが接地してるトランジスタに流す電流値は先の電流AをそのTrのhFEで割った値になる。これをA2としておこう。
hFEは個体差ありまくりなので測定しないとわからない。まぁだからランク分けされてるんだけど。
でそのA2でVccを割った値がその抵抗の値になる。
抵抗やらトランジスタやらの損失計算はオームの放送思い出してやってくれ。
LEDの抵抗は1/4Wで大丈夫だろうが他は知らん。
下手すると煙が出たり発火するから気をつけよう。
LED回り以外で感電すると死ぬ危険性もあるので気をつけよう。
勿論この回路で死者をだしても私は一切関知しない。DIY。抵抗値とか必要そうで重要そうなとこ書いてないし。
まぁ最悪の場合、趣味で死ねるなら本望というスタンスでやるか、まず作るのを諦めて既製品に頼るかにすべき。DIY。
あとKATOなりTOMIXなりの純正でレールとの接続アダプタを買うと便利。もしくはKATOなりのレールで電気を流すようの部分を作るとか。
ただし車庫とかにしてギャップ作ると電気流れなかったりするから注意。まぁ過電流で焼く可能性もあるし。
KATO純正の使うとφ2.1mmのジャック使えちゃうんだけど、上にも書いたが交流で出ます。珍しいですが。なのでその場合はブリッジダイオードを使うか、それ以上にオススメなのは1N4007（千石で5本\50、秋月で10本\100だったかな？）でダイオードのブリッジを作る方法。
↑ちゃんと表示されてるか判らないけど、こんな感じでブリッジつくると整流できる。
●は結節点、▲はダイオード、－はカソードマーク的なあれ、
ちなみに15VACを入力すると １５ ＊ ｓｑｒｔ（２） － ２くらいになると思います。
－２と言うのは1N4007を使った時の（およその）電圧降下分です。
多分出力が２１VDCくらいになるかな。
まぁとりあえずこれで電流電圧が出力出来るかどうかってのを試したい人はDPDTSWとか最後のフの字とか作る前に試すべし。理論上は出来るはず。
画像にも書いたが、DPDTSWやLED＋LEDの制限抵抗は要らない人は要らない。というか保護回路メンドイならリセッタボーヒューズがある。これは中で断線して回路に電気を流さないと言う便利アイテムである。秋月や千石だと安いのは￥１００もしない。トランジスタ２個で下手したら数百円するからこっちの方が良いかもね。
上に書かなかったからここにまだ書くけど、FWDはフリーホイルダイオードとかフライホイールダイオードって呼ばれる奴で、モーターの周りにこれを入れるのはお約束的なヤツでふ。
ただ大人の玩具は総じて無いものが多い（まぁだいたい乾電池２～３本だし）からって侮ることなかれ。入れた方が良いものは入れておくに越したことはないのだ。なんだたっら大人の玩具にも１N4148で良いから入れておくべし。出来ればある程度の電流を流せるものを入れた方が良い。
でVRはボリュームね。可変抵抗とも言う。でもこの手の用途のモノだとあんまり言わない。
ここで使うのはP-00246 とか P-00247を想定している。
Bカーブにしとくとリニアに反映される。Aだと最後にどかんと来る。どっちが良いかはあなた好みで。マルツオンラインとかだと２０KΩのもある。（最大）抵抗値は小さ過ぎず大き過ぎずなものをチョイス。
↑の商品だと結線は真ん中のピンと左のピンをつなぐ感じで。（←配線が逆だと最初からTOPスピードで走るかもｗ 脱線注意。安全運転で行きましょうねとRWのあの娘も言ってますｗ）これだと芋はんだは難しいのでちゃんと線材を使った方が良い。
あとはそうだ。トランジスタとか部品の向き間違えたとかこれ作ってには応じない。
http://www.kansai-event.com/kinomayoi/img_D/OMONA%20BUHIN.gif ←とかを参考にして気を付けるべし
妄想垂れ流しで書いた回路だしspiceとかメンドーだし。
では安全第一、予算第二、感動第三で。
もう一度書こう。
これを作って怪我したとか死んだとかはあくまで作製者自身の責任であり、当方は一切関与しない。無理そうなら既製品に頼る。DIY。オススメの部品とかも知らん。DIY。これが理解出来ないとか当方の考え方に賛同出来ないならこのページから離脱しキャッシュも消して見なかったことにしてくれ。DIY。DIY。DIY。
最後に予算を概算してみた。
SW ： ￥１０ 秋月電子等 SW 注：この回路の起動SWはタクトSWのみ可。
Tr1,2 ： ￥２０／２００ 秋月電子等← 2SC1815
Tr3,4 ： ￥２００ 秋月電子等 2SK2232 注：MOS-FET
LED ： ￥２０／２００ 秋月電子等 OSG58A5111A
Rled ： ￥１／１００ 千石電商等 注：判らないなら1/2W以上がオススメ
VR ： ￥４０ 秋月電子等 VR
FWD ： ￥１０／１００ 秋月電子等 １N４００７
DPDTSW ： ￥１００ DPDT 注：2回路2接点とかDPDTとかってののみ可
Rdiv1、２ ： ￥２／１００ 千石電商等 注：判らないなら1/2W以上がオススメ
Rdrp1、２ ： ￥２／１００ 千石電商等 注：判らないなら1/2W以上がオススメ
Rsense ： ￥１０ 千石電商等 注：酸金やメタルクラッド、セメント抵抗だと良い感じかも？
その他
リセッタブルヒューズ \30 注意：ポリスイッチと言った方が判るかもしれない
占めて￥４１５（単価、実際は￥１２００程かかるかも知れないし、安い抵抗なら￥５で売ってるが、酸金（酸化金属皮膜抵抗）３W品なら千石で￥１０。わからないとかあんまり電子工作しないならこれを必要なだけ買った方が良いかもしれない。）
はんだ出来ない怖いしたくないという人にはブレッドボードというのがある。部品を刺して外部電源を流すだけで使える代物。安いと￥２００くらいで買えると思われる。但しピンが合わないものは自分でどうにかすべし。嫌だ、判らない、メンドイなら既製品。DIY。
ポイントはトランジスタ。
定格は同時に運転する(したい)モーター車の数×1A、
損失は↑の電流値×Vcc（入力電圧）。
KATOのだとだいたいVcc = 15V（純正のにちゃんとout 15VACって書いてある）で計算すると安全。
最後のは保護回路(のつもり)
Rsenseってのは電流を検出する抵抗。
ここに流れる電流電圧から抵抗値とかを決める。
実は普通のトランジスタの回路設計の考え方の応用って言うｗ でも最初に思いついた人すげーと思う。最初気づかなかったし
算出式としては R = VBE / A
ここでAは↑の運転する(したい)モ車両数×1A あたりが妥当。
VBEはデータシートから目分量で。でもだいたい0.6～0.7Vになるはず。
因みに2SC1815ならおよそ0.65Vになる。
だが鉄道模型つかモーターはだいたい定格1Aにたいして、
2SC1815のIcは150mA、Ibも50mAが絶対定格(TA=25℃)。
VBEってのはTrのベース・エミッタ間に流れる電圧のことっちゃ だからVCEもある。FETだとVGSとかTr+FETなIGBTとかだとG、C、Eみたいな感じだったはず。
FET＝TｒでピンアサインはG=B、C=D、E=Sなのだ。
あと使い方に寄っちゃVBE(sat)とかVCE(sat)も使う。これは飽和電圧つまりTrを作動させるのに必要な電圧だから代替品とかを使うときは少々気にすべし。
↑Ic、Ie、Ibもそれそのまんま。以下略。
FETってのはフィールドエフェクトトランジスタなんだね。まぁP型半導体とN型半導体の接合の仕方がちょいと違うだけなんだね。シリコンダイオードはもっとシンプルにPとNを１：１で繋いでるから整流効果があるんだね。
まぁパワーMOSとかパワートランジスタなら大丈夫でしょう。
あと確か2SD1415も大丈夫だったかな。1Amaxくらいだけど。
あとはレールの後とトランジスタのベースともひとつのTrのコレクタに接続されてる抵抗か。
エミッタが接地してるトランジスタに流す電流値は先の電流AをそのTrのhFEで割った値になる。これをA2としておこう。
hFEは個体差ありまくりなので測定しないとわからない。まぁだからランク分けされてるんだけど。
でそのA2でVccを割った値がその抵抗の値になる。
抵抗やらトランジスタやらの損失計算はオームの放送思い出してやってくれ。
LEDの抵抗は1/4Wで大丈夫だろうが他は知らん。
下手すると煙が出たり発火するから気をつけよう。
LED回り以外で感電すると死ぬ危険性もあるので気をつけよう。
勿論この回路で死者をだしても私は一切関知しない。DIY。抵抗値とか必要そうで重要そうなとこ書いてないし。
まぁ最悪の場合、趣味で死ねるなら本望というスタンスでやるか、まず作るのを諦めて既製品に頼るかにすべき。DIY。
あとKATOなりTOMIXなりの純正でレールとの接続アダプタを買うと便利。もしくはKATOなりのレールで電気を流すようの部分を作るとか。
ただし車庫とかにしてギャップ作ると電気流れなかったりするから注意。まぁ過電流で焼く可能性もあるし。
KATO純正の使うとφ2.1mmのジャック使えちゃうんだけど、上にも書いたが交流で出ます。珍しいですが。なのでその場合はブリッジダイオードを使うか、それ以上にオススメなのは1N4007（千石で5本\50、秋月で10本\100だったかな？）でダイオードのブリッジを作る方法。
ーー●ーーDC＋
｜ ｜
ー ー
▲ ▲
｜ ｜
～ACーー● ●ーーAC～
｜ ｜
ー ー
▲ ▲
｜ ｜
ーー●ーーDCー
↑ちゃんと表示されてるか判らないけど、こんな感じでブリッジつくると整流できる。
●は結節点、▲はダイオード、－はカソードマーク的なあれ、
ちなみに15VACを入力すると １５ ＊ ｓｑｒｔ（２） － ２くらいになると思います。
－２と言うのは1N4007を使った時の（およその）電圧降下分です。
多分出力が２１VDCくらいになるかな。
まぁとりあえずこれで電流電圧が出力出来るかどうかってのを試したい人はDPDTSWとか最後のフの字とか作る前に試すべし。理論上は出来るはず。
画像にも書いたが、DPDTSWやLED＋LEDの制限抵抗は要らない人は要らない。というか保護回路メンドイならリセッタボーヒューズがある。これは中で断線して回路に電気を流さないと言う便利アイテムである。秋月や千石だと安いのは￥１００もしない。トランジスタ２個で下手したら数百円するからこっちの方が良いかもね。
上に書かなかったからここにまだ書くけど、FWDはフリーホイルダイオードとかフライホイールダイオードって呼ばれる奴で、モーターの周りにこれを入れるのはお約束的なヤツでふ。
ただ大人の玩具は総じて無いものが多い（まぁだいたい乾電池２～３本だし）からって侮ることなかれ。入れた方が良いものは入れておくに越したことはないのだ。なんだたっら大人の玩具にも１N4148で良いから入れておくべし。出来ればある程度の電流を流せるものを入れた方が良い。
でVRはボリュームね。可変抵抗とも言う。でもこの手の用途のモノだとあんまり言わない。
ここで使うのはP-00246 とか P-00247を想定している。
Bカーブにしとくとリニアに反映される。Aだと最後にどかんと来る。どっちが良いかはあなた好みで。マルツオンラインとかだと２０KΩのもある。（最大）抵抗値は小さ過ぎず大き過ぎずなものをチョイス。
↑の商品だと結線は真ん中のピンと左のピンをつなぐ感じで。（←配線が逆だと最初からTOPスピードで走るかもｗ 脱線注意。安全運転で行きましょうねとRWのあの娘も言ってますｗ）これだと芋はんだは難しいのでちゃんと線材を使った方が良い。
あとはそうだ。トランジスタとか部品の向き間違えたとかこれ作ってには応じない。
http://www.kansai-event.com/kinomayoi/img_D/OMONA%20BUHIN.gif ←とかを参考にして気を付けるべし
妄想垂れ流しで書いた回路だしspiceとかメンドーだし。
では安全第一、予算第二、感動第三で。
もう一度書こう。
これを作って怪我したとか死んだとかはあくまで作製者自身の責任であり、当方は一切関与しない。無理そうなら既製品に頼る。DIY。オススメの部品とかも知らん。DIY。これが理解出来ないとか当方の考え方に賛同出来ないならこのページから離脱しキャッシュも消して見なかったことにしてくれ。DIY。DIY。DIY。
最後に予算を概算してみた。
SW ： ￥１０ 秋月電子等 SW 注：この回路の起動SWはタクトSWのみ可。
Tr1,2 ： ￥２０／２００ 秋月電子等← 2SC1815
Tr3,4 ： ￥２００ 秋月電子等 2SK2232 注：MOS-FET
LED ： ￥２０／２００ 秋月電子等 OSG58A5111A
Rled ： ￥１／１００ 千石電商等 注：判らないなら1/2W以上がオススメ
VR ： ￥４０ 秋月電子等 VR
FWD ： ￥１０／１００ 秋月電子等 １N４００７
DPDTSW ： ￥１００ DPDT 注：2回路2接点とかDPDTとかってののみ可
Rdiv1、２ ： ￥２／１００ 千石電商等 注：判らないなら1/2W以上がオススメ
Rdrp1、２ ： ￥２／１００ 千石電商等 注：判らないなら1/2W以上がオススメ
Rsense ： ￥１０ 千石電商等 注：酸金やメタルクラッド、セメント抵抗だと良い感じかも？
その他
リセッタブルヒューズ \30 注意：ポリスイッチと言った方が判るかもしれない
占めて￥４１５（単価、実際は￥１２００程かかるかも知れないし、安い抵抗なら￥５で売ってるが、酸金（酸化金属皮膜抵抗）３W品なら千石で￥１０。わからないとかあんまり電子工作しないならこれを必要なだけ買った方が良いかもしれない。）
はんだ出来ない怖いしたくないという人にはブレッドボードというのがある。部品を刺して外部電源を流すだけで使える代物。安いと￥２００くらいで買えると思われる。但しピンが合わないものは自分でどうにかすべし。嫌だ、判らない、メンドイなら既製品。DIY。