光るクリスマスオーナメント(その3)

まだ師走前ですが忙しくなってしまい工作が余り進まなくなってしまいました。それでも何とかPICを表面実装用のユニバーサル基板に載せました。以前、秋月で購入した基板です。

CDSでの明るさ検知の割り込み用の分圧抵抗は100KΩにしましたが、SMDの手持ちがなかったのでリード部品です。LEDに繋ぐ抵抗はブレッドボードでの評価時は100Ωでしたが、もう少し明るくしたく47ΩのSMDにしました。回路上これがアノードとカソードに繋がるので94Ωです。少し消費電流が多くなり1〜1.5mAくらいです。

細いポリウレタン線で配線したかったのですが、見つからず普通の線材です。LEDはマスキングテープで仮止め中。電池もホルダを使うと厚くなるのでテープで止めてみました。

暗くして点灯を開始した様子です。

明後日から師走です。ぜひ次週には完成させたい(というほど大したものではないが)。今年は街に出るのも憚られるので、少しでもクリスマスの雰囲気を出せればよいかな、と思っています。

久しぶりのPICプログラム

3連休も終わりですが、予定していた工作は殆どできませんでした。家の補修仕事や植木の世話、請け負いのソフト開発仕事をこなしていたらあっという間に連休最終日の夕方です。まぁ暇を持て余すよりは全然よいですが。

クリスマスオーナメント作りは、PICのプログラムを書いた程度です。書いたと言っても

以前作ったUSBクリスマスツリーのプログラムを流用です。PICは8ピンのPIC12F675が見つかったのでこれを使うことにしました。

前回のツリーのようなUSB給電ではなく、CR2032電池を使うので消費電力を下げる必要があります。このため明るいうちはPICをスリープさせておき、暗くなると外部割り込みで復帰するようにしました。VDD(3V)を抵抗とCDSで分圧しておき、明るいうちはLowで、暗くなってCDSの抵抗値が大きくなるとHighになってPICの外部割り込みが起きます。明るくなるとsleepします。

分圧する抵抗が100Kオームのときかなり暗くしないと光りませんでした。47Kオームだとそれほど暗くなくても光り始めます。調整する場合には47Kオームの固定抵抗と半固定抵抗をシリーズに繋げばよさそうです。あるいはCDSに遮光テープを貼るとか。

ただ、明るいときに100Kオームは30μA弱、47Kオームだとこの2倍流れますので消費電力とのトレードオフです。このほかにPICの待機電流もあります。

点灯時の電流は1mA程度でした。LEDを6個使っていますが、ダイナミック点灯なので同時には1個しか点灯しません。点灯していないこともあるので1mAよりは少ないと思います。なお、青色LEDはこの電流では暗かったのでもう少し流した方がよさそうです。

CR2032は公称220mAhの容量なので、1mAだと220Hですね。1日の暗い間14Hだけ光るとすると約15日点灯します。さらに昼間は休んでいるので、多少は電池が復活すると思われます。ということで12月始めに動作させればクリスマスまで持ちそうです。

12月始めに完成するのかという疑問もありますが、、、、

光るクリスマスオーナメント(その2)

前回、雪の結晶の枝は中空にしたのですが、サポート材が邪魔をして先端まで光が届かなかったので、構造を変更して表と裏に分けてみました。これでサポート材なしで印刷できます。ただ、貼り合わせるのが難しそう。

枝が3方向に分かれている場所にLEDを置いてみます。

先端が光りよい感じです。6方向の枝が順次光って回転するようなパターンもよいかな。

使っているLEDは、以前アマゾンで買った安かったセットもの。PICはかなり前に秋月で買って部品箱に入りっぱなしだったPIC16F676のフラットパッケージにしようと思っています。

電池を中に収めるためには、結晶をもう少し厚くする必要がありそうです。また、貼り合わせ方を考えないと。当初、電池は外に出して結晶の表裏は接着剤で貼ればよいかと思ってました。中に入れると電池交換のために何か細工が必要です。

コロナウィルスの感染者が急増しているようなので、今週末の3連休は自宅に籠って工作三昧の予定です。GO TOキャンペーンは何も使わないうちに終わりそう。

光るクリスマスオーナメント

暖かい日が続いていますが、あと2週間で師走です。そろそろクリスマスツリーを準備しようと思い、試しに3Dプリンタでオーナメントを作ってみました。

真ん中が空いているところにPICを載せた基板を入れて6個のLEDで6方向の枝をランダムに点滅させようと思っています。

雪の結晶の腕は光を通すように中空にしましたがサポート材が詰まって、取り除けませんでした。

CR2032電池にφ3mm白色LEDを直結して光の透過具合を確認してみます。かなり明るく写っていますが、最終的には抵抗を入れてPICで制御するのでもう少し暗くなります。

表(反対側)から見るとこんな感じです。

青色LEDで試すとこんな感じです。

やはり結晶の枝先まで光らせるには、枝の中のサポート材をなんとかしないとダメですね。表と裏を別々に作って貼り合わせるかな。

3DプリンタのMicroSDスロット延長

3DプリンタのTRONXY XY2-Proですが、microSDカードを挿すスロットが本体後ろにあってイマイチ使いにくい。さらに印刷完了時には印刷ベッドが一番後ろに退がる(ヘッドが一番前になる)ため、MicroSDスロットがベッドの下になってしまいアクセスしにくくなります。

そこで、MicroSDスロットの延長アダプタを試してみました。写真の様にプラグとソケットがリボンケーブルで繋がっているものです。こんなに延長して電気的に問題ないか心配でしたが、無事に認識しました。

3Dプリンタの前面にあるタッチパネルの下に固定する部品をサクッと作ってみましたが、またまた反ってしまいました。1層目がベッドにしっかり固着しなかったのが原因だと思う。Zゼロ調整が少し高かったかも。まあ、今回は底が反っても問題ないのでそのまま使います。

M4のビス穴はFusion 360で生成しましたが、ちょっとキツくてビスがねじ込めなかったのでタップを立てました。

こんな感じで延長アダプタのMicroSDスロットが入ります。

タッチパネルの空いていたビス穴を使って固定しました。よい感じです。MicroSDカードは撮影の為に奥まで差し込んでません。奥まで差し込むとカチッとしてロックされ、もう一度押し込むとイジェクトされるちゃんとしたソケットでした。

かなり使い勝手が良くなりました。この3Dプリンタは電源スイッチも裏にありますが、これは100均のスイッチ付き節電タップなどを使えば解決できそう。

本体裏からリボンケーブルを伸ばしている様子です。ケーブルの長さがギリギリだったので、もう少し長い方がよかった。浮いてベッドとぶつかりそうなのでマスキングテープで止めてあります。

冬場に向けての保温対策のためにホームセンタでプラダンを買ってきました。大きいですが200円弱です。養生用という2.5mm厚でちょっと薄いですがこれしかなかった。クルマに載るか心配だったのですが、曲げて助手席ドア側と天井を使ってなんとか入りました。

ベッドへのアクセスなどを考えると、印刷を開始したら上から被せる箱のような単純な形にしようかと思っています。終わったら箱を外せば楽にアクセスできるし、扉とか面倒そうなところを作らなくて済むし。使わないときのホコリよけカバーにもなります。

印刷の進捗状況が見えるようにタッチパネルの所だけくり抜いて透明なパネルを貼るつもり。100均で透明な下敷でもゲットしてきます。

ただ、課題がひとつ。3Dプリンタが載っているIKEAのテーブルが小さくてプリンタ全体を覆うような箱が載らない。カッコ悪いけど大きな合板でも敷くかと考え中です。

アンモボックスのレストア（その４:完）

長らくかかっていたアンモボックスのレストアがようやく終わりました。

以下、過去の経緯です。

• 弾薬箱を使った工具箱 2018年12月9日(日)
  
• アンモボックスのレストア開始、パッキン除去
  
• アンモボックスのレストア(その2)、ペイント剥がし
  
• アンモボックスのレストア(その3)、さび落とし・さび止め塗装

前回、さび止めをスプレィした後で、仕上げを何色にするか少し悩み、やはり元の軍用色にすることにしました。オリーブドラブのスプレィは高価なものしか見つからなかったので、サンデーペイントの「ディープオリーブ」にしました。

塗装後の様子です。期待した色よりちょっと明るいですが、まあこれでよしとします。

除去するのに苦労した蓋の内側のパッキンは、シリコンシーラントを充填します。

マスキングしたところ。このシリコンシーラントは以前家の補修に使ったものですが、しっかり密閉したおいたらまだ使えました（ノズルに詰まっていた樹脂は固まっていましたが、ペンチで引っ張り出したらキレイに取れた）。

こんな感じで充填できました。十分乾かしたあとで蓋をすると少し凹んで、丁度よい感じで密閉できているようです。

これで完成かと思いましたが、のっぺらぼうでちょっと味気ない。やはりステンシルで文字を入れたくなり、ネットでステンシルを探してみると、なんとアンモボックス専用のステンシルがありました。需要があるのですね。

書いてある文字は適当でしょうが、それっぽい（笑）。

仮に置いてみたところ。

吹き付ける色は白か黄色かと思いましたが、ちょっと明るすぎるのでこれもネットで見つけたタミヤの「ダークイエロー」にしました。

仮に段ボールに吹いてみたところ。良い感じです。

ということで、本体にステンシルしてみました。

ボックスの裏側には、ステンシルの文字をまねて紙を切り抜いてステンシルを作り、自分の名前と西暦を入れてみました。

これで雰囲気がでてよい感じになりました。

蓋を締めると文字の上が隠れてしまうのが、ちょっと失敗。もう少し、下側にステンシルすべきでした。

さて何を入れようか？

きっちり密閉できるので錆びやすい工具を乾燥剤と一緒に入れるか、3Dプリンタのフィラメントでも保存する箱にするか。

3Dプリンタでのケース作り動画

動画をアップしました。ストーリをシンプルにするために失敗や試行錯誤は省略してます。

初めての3Dプリンタ（その8:完）ケース作り成功

反りに悩まされていた水晶発振子周波数カウンタのケースですが、色々と試行錯誤してなんとか反らずに印刷することができるようになりました。ケース本体は時間がかかるので裏蓋で試行錯誤。一応、以下で反らずに印刷できましたが、これが最適解かは不明。

・フィラメント：PLA

・ヒートベッド温度：50℃

・ノズル温度：190℃

・ヘッド速度：30mm/s

・積層高さ：0.2mm

ネットにはPLAはヒートベッドを温めなくてよいという情報もありましたが、熱くしないとベッドシートから剥がれてしまいました。PLAの温度をもっと上げればよいのかも知れませんが、上げると糸を引くため190℃にしたので、これが影響しているかも。ヘッドの移動速度も60mm/sではくっつくのが弱い感じだったので30mm/sにしてます。印刷時間がかなりかかるので45mm/s位でもよかったかも。

裏蓋印刷中。裏蓋の厚さは2.5mmです。これでも反らなくなりました。

できあがった裏蓋です。裏からタッピングビスで留めるため、本体側のボスに対応したところにビス用の穴があります。裏側はビスの頭が飛び出さないように凹型になっています。

裏蓋がうまくできたので、気をよくして本体の印刷をしたらなんと途中でフィラメントがなくなりました。交換しろと言われても初めてなのでやり方がわからない。フィラメント切れセンサとノズルの間に残ったフィラメントは、どうすればよいのか？ そのままつぎ足すように新しいフィラメント入れたがうまくいかず、フィラメントの送りを逆回転させて取り出したが、これでよかったのか？

なんとか新しいフィラメント（TRONXYからプレゼントでもらったPLA 1Kg）を装着して印刷を再開したが、写真のようにフィラメントが切り替わったところに筋ができてしまった。

さらに、この筋のところでフィラメントが融着していなくて、ちょっと力をかけたら剥がれて分解してしまった。フィラメントのつぎ足し印刷はダメなことが分かった。大物を印刷するときには、残量をよく確認することが必要。

新しいフィラメントで再度印刷。なんと印刷時間は6時間15分です。この間、ヒートベッドやノズルを温め続けているので、これから冬に向かいエネルギーの無駄です。また、気温が下がると融着の強度も落ちそうです。

今回は、ベッドシートにしっかりとくっつきすぎて剥がすのが大変です。シール剥がしを使っても刃が入って行きません。ケースの内側に指をかけて引っ張ろうとしたら、ビス止め用のボスが折れて外れてしまいました。

なんとか剥がしたケースと、折れたボスです。ボスは裾野を広げるか、ロケットの羽根のような支えを設ける設計にした方がよさそうです。あとでタッピングビスをねじ込むときも折れないか心配でした。

ケース３部作、左端が最初のケースで反りがでています。真ん中がフィラメント切れで分割してしまったもの。右端がなんとか成功したものです。

PLAはアクリル用の接着剤、アクリルサンデーでくっつくという情報があったのでこれで折れたボスを接着します。

無事にくっつきました。

7セグLEDの窓には塩ビ・スモークを嵌め込みました。嵌め込めるように窓枠の一部を凹ませて設計してあります。3Dプリンタはこういうところが便利ですね。

基板をタッピングビスで固定しました。電池がこの向きでは蓋のボスと干渉して閉まらないことが分かりました。電池の上下を逆にして、電極ソケットを写真の下側に持ってきたらなんとか蓋が閉まりました。色々気を配って設計しないと大変。蓋もタッピングビスで固定しています。

完成です。表面は一応平らですが、積層痕は見えます。ちゃんとしたケースに仕上げるならペーパがけして、塗装したほうがよいかもしれません。今回は治具なのでそのままです。後でラベルライターで名称などを刻印するつもりです。

裏蓋と本体で色が微妙に違ってました。裏蓋の方はほんの少しグレーっぽい。同じ白色で、どちらもTRONXYからのフィラメントでしたが違いがあるようです。まあ、最初におまけで入っていたものと、あとでプレゼントしてもらったものは違うメーカのものかも知れないので仕方ないですね。

8MHzの水晶を挿して電源を入れた様子です。いい値がでていますが、元々ちゃんと校正してないので正しいのかどうか分かりません。右端のタクトスイッチで色々機能を変えられますが、使い方を忘れてしまいました。取説を印刷して蓋にでも貼っておいた方がよさそうです。

3Dプリンタもなんとかここまで使えるようになりました。これで「初めての3Dプリンタ」シリーズは完了です。

3D-CADのFusion 360の使い方を試行錯誤するほうが大変だった気がします。まだFusionの機能のほんの僅かしか使えませんが、一応今回レベルのケースは設計できるようになったので、今後の電子工作に活用できそうです。

今後、やりたいこと備忘録。

・3Dプリンタを囲うケース（カバー）を作る

  これから冬に向けて気温が低い中での印刷が気になるので。

・印刷が終わったら通知する機能を作る

  印刷に長時間かかり、かつ見積もり時間もあまり当てにならないので、終わったら何らかの通知が欲しい。終了の検出と通知方法を要検討。

・PLA以外のフィラメントを試す

  今回購入したTRONXY XY-2 Pro TITANは、TPU という柔らかいフィラメントも使える仕様なので、試してみたいが作るものが思いつかない。その前にABSを試すか。ABSはPLA以上に反るというのでまた苦労するかな？

ペーパー電工の電気工事

朝から 前回書いたコンセントの不具合 の修正と200V→100V切り替え工事を行ないました。文化の日に相応しい仕事です。電気は文化の源！

先ずは上下逆さまに取り付けられて、接地側が右にきていたコンセントの手直しです。カバーを外して、コンセント本体を上下を入れ替えて完了です。写真のように右側が電圧側になりました。

続いて配電盤の200Vを100Vに切り替えます。ブレーカはそのまま利用します。最近のブレーカは200V/100V共用らしいですが、これは古いのでそうではないかもしれません。しかし検索したら200V用のブレーカを100Vで使うのはOKらしいのでそのままです。

埃まみれで恐縮ですが、左二つのブレーカが200Vです。家に引き込まれている3本の電線のうち白色が接地で、赤と黒が電圧側です。白と赤、または白と黒で100Vがとれます。赤と黒で200Vになります。写真のジグザクしている銅の板が白色の接地、裏側で見えないところに赤と黒の配線の銅板が横に走っています。

左二つのブレーカは、見えているジグザクの銅板には接続しておらず、裏に走る銅板に繋がっていて200Vです。右のブレーカは、左の端子は裏側の銅板ですが右の端子は表の銅板に繋がっていて100Vです。銅片のバーで接続しておりビスの頭が見えます。

今回は、中央のブレーカへの供給を100Vに切り替えます。メインブレーカを落とし、念のために漏電遮断器も落としました。照明が消えて電気が供給されていないのはわかっていますが、ビスを外すためにドライバを差し込むときは緊張しました。もし通電していたらスパークして大惨事です。

以下が切り替えた後ですが、奥で少し光っている銅色が外したところ。表側の銅板に接続を切り替えました。念のためメインブレーカを上げたあとで100Vに切り替えたブレーカの端子をテスタで確認しましたが、無事に100Vになっていました。

初めての作業でしたが作業時間は大したことありません。でも緊張しますね。

あとは、100Vに切り替えた配線の先に以下の屋外コンセントを取り付ける作業が残っています。週末に塗ったモルタルがまだ完全に固まっていないかもしれない（なにせ素人のDIY）ので今週末まで待って作業します。