列車の動かし方8

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１９．三燈式信号機

●グリーンマックス製のダミーの信号機を利用して三燈式信号機を製作します。

・表から１ｍｍφのドリルで穴を開け、裏から２ｍｍφのドリルで突き抜けないように削ります。

・ＬＥＤは秋月で売っている面実装の凄く小さいものを使用します。

赤：OSR50805C1C
緑：OSG50805C1C
黄：OSY50805C1C　又は、燈：OSO50805C1C

・いらない小さな木片に両面テープをはって、緑、黄、赤の順で信号機のランプの間隔に合うようにしてＬＥＤを裏向きに並べます。
・ＬＥＤには極性があるので極をそろえて並べ、カソード側は共通にしますので一本の線で半田付けします。この線は電源コードのより線をばらして利用しました。
・アノード側の線はそれぞれのＬＥＤに半田付けしますが、この線はＣパイプの0.9ｍｍという細い管に通すので凄く細い線が必要です。
何かいい線がないかと思ったのですが、いらなくなった携帯のイヤホンケーブルのより線の、色がついているほうはエナメル線のより線のようで、接触してもショートしませんのでこれを利用しました。
・Ｃパイプは現在、NewCパイプになって０．９ｍｍはなく、１ｍｍや０．８ｍｍが使えます。

・カソード側の線をCパイプに半田付けします。

・信号機の台にCパイプを通す穴をあけ、LEDを取り付けます。付けたあとは、木工ボンドなどで固定します。

・扱いやすいようにリード線を取り付けます。どの線が何色のLEDかわからないので点灯させて確認しながら半田付けします。
・収縮チューブを使ってショートしないようにします。

・最後に、太目の収縮チューブで覆って完成です。

自動信号機の動画

【信号点灯回路】

・信号機の点灯はPIC16F886を使用して行います。このPICマイコン１つで８台の信号機を点灯します。
・各信号機の赤、黄、緑の線は共通に接続して、赤はCom_RED、黄はCom_Yellow、緑はCom_Greenに接続します。
・各信号機LEDのコモンのカソード線は Signal1 から Signal8 のそれぞれの端子に接続します。
・信号機の点灯は時分割で行います。（ダイナミック点灯）。
　点灯する色により赤のときはCom_RED、黄はCom_Yellow、緑はCom_GreenをONにしておいて、点灯する信号機の共通カソード線のみをGNDにします。
例えば、信号機１を赤点灯するときは、Com_REDをONにしておいて、Signal1を０V（GND)にします。
この動作を高速で8信号機分繰り返し行うと、すべての信号機が点灯してるように見えます。

【PIC16F886のコード】

#include <xc.h>

#pragma config CPD = OFF
#pragma config BOREN = OFF
#pragma config IESO = OFF
#pragma config DEBUG = OFF
#pragma config FOSC = HS
#pragma config FCMEN = OFF
#pragma config MCLRE = OFF
#pragma config WDTE = ON
#pragma config CP = OFF
#pragma config LVP = OFF
#pragma config PWRTE = ON

#define ExtInt	RB0
#define ExtData	RB1

#define RED0 RA0
#define YEL0 RA1
#define GRN0 RA2

#define GRP0 RA3
#define GRP1 RA4
#define GRP2 RA5
#define GRP3 RC0
#define GRP4 RC1
#define GRP5 RC2
#define GRP6 RC3
#define GRP7 RC4

#define L_GRN 0
#define L_YEL 1
#define L_RED 2

unsigned char IntCount;

unsigned char bit_p;
unsigned char receive_data;
unsigned char data_p;
unsigned char RxData[16];
unsigned char send_data;
unsigned char busy;
unsigned char TrainPos[16];
unsigned char c;
unsigned char enable;
unsigned char TrainCount;
unsigned char SignalPos[8];
unsigned char dimmer;
unsigned char dimmer_count;
unsigned char group;
unsigned char signal[8];

void initialize(void);

void signal_LED(unsigned char);

void Disp(void);

void initialize() {
    ANSEL = 0; // アナログ入力 AN0からAN7 を無効
    ANSELH = 0; // アナログ入力 AN8からAN13 を無効

PORTA = 0;
    PORTB = 0;
    PORTC = 0;
    TRISA = 0; //All Output
    TRISB = 0x7; // RB0,1 Input
    TRISC = 0;
    OPTION_REG = 0x8f; // WDT,Int Fall, pulup

INTE = 1; // RB0　割り込み許可
    GIE = 1; // 割り込み許可

SignalPos[0] = 0;
    SignalPos[1] = 1;
    SignalPos[2] = 2;
    SignalPos[3] = 3;
    SignalPos[4] = 4;
    SignalPos[5] = 5;
    SignalPos[6] = 6;
    SignalPos[7] = 7;
}

void main() {
    unsigned char rosen;
    signed char d;
    signed char d_min;
    unsigned char n, p;

initialize();

while (1) {

CLRWDT();

for (p = 0; p < 8; p++) {
            d_min = 7;
            rosen = SignalPos[p] & 0x38;

for (n = 0; n < TrainCount; n++) {
                if ((TrainPos[n] & 0x38) == rosen) {
                    d = (TrainPos[n] & 7)-(SignalPos[p] & 7);
                    if (SignalPos[p] & 0x80)
                        d = -d; //シグナル向き逆方向
                    if (d < 0)
                        d += 8;
                    if (d < d_min)
                        d_min = d; //最小値を更新
                }
            }
            
            if (d_min == 2) {
                //黄信号
                signal[p] = L_YEL;
                
            } else if (d_min > 2) {
                //青信号
                signal[p] = L_GRN;
                
            } else if (d_min < 2) {
                //赤信号
                signal[p] = L_RED;
                
            }

Disp();

}
    }
}

void Disp() {
    if (dimmer) {
        signal_LED(signal[group]);
        switch (group) {
            case 0:
                GRP0 = 0;
                break;
            case 1:
                GRP1 = 0;
                break;
            case 2:
                GRP2 = 0;
                break;
            case 3:
                GRP3 = 0;
                break;
            case 4:
                GRP4 = 0;
                break;
            case 5:
                GRP5 = 0;
                break;
            case 6:
                GRP6 = 0;
                break;
            case 7:
                GRP7 = 0;
                break;

}

} else {
        GRP0 = 1;
        GRP1 = 1;
        GRP2 = 1;
        GRP3 = 1;
        GRP4 = 1;
        GRP5 = 1;
        GRP6 = 1;
        GRP7 = 1;

RED0 = 0;
        YEL0 = 0;
        GRN0 = 0;
    }
}

void interrupt ISR_ExtInt() {

INTF = 0; // 割り込みフラグクリア
    RB4 = 1; //OSC

IntCount++; //インタラプトカウンタ＋１
    if (IntCount & 0x10) {
        IntCount = 0;
        data_p++;
        dimmer_count++;
    }

if (ExtInt == 0) {
        //--- IntCount 0 ---
        IntCount = 0;
        data_p = 0;
        bit_p = 1;

c = 0;

}

//明るさ調整
    if (dimmer_count == 0x8) {
        dimmer_count = 0;
        group++;
        group &= 7;
        dimmer = 0x40;
    }

if (dimmer)
        dimmer--;

if (IntCount & 1) { //受信
        if (ExtData)
            receive_data |= bit_p;
        else
            receive_data &= ~bit_p;

if (bit_p == 0x80) {
            //Byte受信

if (data_p < 0x60) {
                if ((data_p & 7) == 0)
                    enable = receive_data; //列車番号受信

if ((data_p & 7) == 0x6) {//列車現位置情報
                    if (enable != 0xff) {
                        TrainPos[c++] = receive_data; //DataSet
                    }
                }
            } else
                TrainCount = c;

bit_p = 1;
        } else
            bit_p <<= 1; //bit位置shift

} else {//送信
        if (data_p == 0x70) {
            TRISB1 = 0; //PortOutput
            send_data = TrainCount;

if (send_data & bit_p)
                ExtData = 1;
            else
                ExtData = 0;
        } else TRISB1 = 1; //PortInput

}

RB4 = 0;
}

void signal_LED(unsigned char p) {
    //
    switch (p) {
        case 0:
            GRN0 = 1;
            YEL0 = 0;
            RED0 = 0;
            break;
        case 1:
            GRN0 = 0;
            YEL0 = 1;
            RED0 = 0;
            break;
        case 2:
            GRN0 = 0;
            YEL0 = 0;
            RED0 = 1;
            break;
    }
}

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