【モータ駆動部】
IC555→発振(PWM)→制限抵抗→赤LED→NPNトランジスタベース→コレクタ(駆動電圧5V)→反転スイッチ→線路へ給電→モータ駆動
【発振回路】
負荷電圧5V→充電抵抗(Ra)1kΩ→整流ダイオード→コンデンサ(容量C)→整流ダイオード→放電抵抗(Rb)100kΩ可変→discharge→発振
・充電時間TH(コンデンサが負荷電圧の1/3から2/3へ変化する時間、IC555出力あり) = C×Ra×ln2
・放電時間TL(コンデンサが負荷電圧の2/3から1/3へ変化する時間、IC555出力なし) = C×Rb×ln2
・Duty比 = TH/(TH+TL) = Ra/(Ra+Rb)
・周波数f = 1/(TH+TL) = 1/(C×(Ra+Rb)×ln2) = 1.44/(C×(Ra+Rb))
RaとRbが決まればDuty比が計算され、さらにCが決まれば周波数fが計算される。
1) C 0.1μFでは、Duty比 1%(143Hz)〜91%(13115Hz) (モータ磁励音がきこえる周波数)
2) C 22μFでは、Duty比 1%(0.6Hz)〜91%(59.6Hz) (LED点滅が見てわかる周波数)
1)の場合に磁励音がそのまま路面電車のモータ音らしければおもしろいのでだが、走行域ではかなり高い音(モスキート音)で路面電車のようには思えないものであった。2)の場合に周波数が数Hz以下になるとLEDの点滅が見てわかり、点灯時にだけモータがまわり車両がカクカク動くのがみてとれた。
計算値では駆動電圧5VのDuty比 1〜91%で線路電圧は0.05V〜4.55Vか。テスタで線路電圧と周波数を実測し計算値と比較した。
3) C 0.1μFでは、
計算値 0.05V(143Hz)〜4.55V(13115Hz)
テスタ 0.024V(93Hz)〜4.54V(9330Hz)
4) C 22μFでは、
計算値 0.05V(0.6Hz)〜4.55V(59.6Hz)
テスタ *0.024V(0.5Hz)〜4.6V(*97Hz) *変動あり
