スマート自動模型鉄道レイアウト:待避線付き・Arduino制御
概要
模型鉄道レイアウトをArduinoで自動化し、待避線(パッシングサイディング)を用いた列車の自動退避・交換を実現するプロジェクトです。従来のアナログコントローラー不要で低コスト、無人展示にも最適、Arduino入門にも適しています。
自動化のメリット
- 低コスト運用: Arduino + L298Nドライバーで従来のスロットル・パワーパックより極めて安価
- 展示向け: 人的操作不要で無人ディスプレイ運用が可能
- 学習教材: マイコンプログラミングの実践的プロジェクトとして最適
システム構成
ハードウェア
- Arduino UNO
- L298N デュアルHブリッジモータードライバー
- ジャンパー線: オス-オス 6本、オス-メス 7本
- IR近接センサー(レール下面取り付け可能なタイプ、Kato S62レール使用例)
- 電源: 12V DC 1A(小規模)または 5A(大規模)スイッチング電源
レイアウト設計
- 楕円ループ + 待避線(パッシングサイディング)
- センサーレールと最初のポイント(分岐器)の間隔 > 列車長(列車のどの部分もセンサー上にない状態でポイントを通過できるように)
配線手順(ステップバイステップ)
- プログラム書き込み: Arduino IDEでスケッチ(
Model_train_layout_with_automated_track_switching.ino)をアップロード - レール敷設: 上記レイアウトで組み立て
- 回路確認: 提供される回路図を熟読
- ポイント(分岐器)接続: 2つのポイントの赤線同士、黒線同士を並列接続 → L298NのOUT3(黒)、OUT4(赤)へ
- パワーフィーダーレール接続: 白線→OUT1、青線→OUT2
- L298N ↔ Arduino電源: 12V→VIN、GND→GND、5V→5V(推奨)
- センサー接続: VCC→5V、GND→GND、OUT→A0
- L298N入力ピン接続: D9→IN1, D10→IN2, D11→IN3, D12→IN4
- 列車配置: 待避線に列車を置く
- 通電・調整: ポイントが待避線側に切り替わること、列車が前進することを確認。逆なら配線を入れ替え
動作原理
IRセンサーが列車通過を検知 → Arduinoがポイントを切り替え → メインラインへ復帰 → 再びセンサー検知で待避線へ誘導、というサイクルで自動運転を実現。スケッチファイルはダウンロード提供のみ(プレビューなし)。
提供ファイル
- Arduinoスケッチ(
Model_train_layout_with_automated_track_switching.ino) - 回路図画像複数枚
- 各ステップの作業写真
製造プロセス
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