西山 茂丸 について

組み込みマイコンでエンジニアを続けてきました。今の時代で見えない部分についても体験してもらってより深い理解を得てもらいたい広報教育活動をしています。

3Dプリンター Y軸スリップの要因考察など(1)

里にある最新の3Dプリンターは、1ノズルのこの機種だ。2ノズルの上位モデルよりも下位機種のこのモデルはコントローラもCortexMで強力で表示もカラー3D表示を行いタッチパネルでATMEGAの上位機種よりも高機能となっている。

いずれにしても、3Dプリンターの性能としては安定動作が続くのかどうかが課題なのだが、そうした点では、まだコストダウン競争のせいなのか未だ及第点を出せるようなものではないような気がしている。

 

      先日、従弟からいただいた革の小銭入れにレーザー加工でイニシャルを入れたところ、細君も気に入ったようで、細君の温めていた自作の作品が出てきて、イニシャルをいれることになった。

前回は、フォーカス距離を適切にしなかったこともあり今回はシャープな文字を出そうと考えたのだが・・・

 

彼女の作品は、厚みがさらにあってレーザー加工機のヘッド保持機構が挙げられないことが判明した。

その保持部品はアクリルでレーザー加工されて作成されているのだが、5mmのアクリル板を加工できる高出力な加工は出来ないので、3Dブリントで作ることにした。

この部品のスリットになっている部分を上に20mmほど伸ばして、取り付け位置のビス穴は現在のままで全体の高さをこちら側だけ延ばすことになる。

ノギスで穴径サイズや長さなど主要な項目を測り3Dデザインのソフトで2次元の図を描いて、5mmの厚みに押し出すわけだ。適宜角を丸めたりもするのだが・・・。

簡単な加工で直ぐに出来るつもりだった。

 

しかし、印刷途上で各層単位でずれて斜めになるという現象が生じた。ずれた方向はY軸だ。考えられる要因の一つは、レベル設定がとれていなくてY軸において水平がとれていないことが考えられた。調整を取らずに始めたことを思い出して、レベル調整をしたうえで、トライしなおしたが同様な斜めの結果となった。

 

3Dプリンターの切り分け方法の一つとして印刷速度を下げて見るということがあり、80mm/秒で出力していたのを60mm/秒まで下げて見た。

今度は、斜めになることはなくて、ある程度の段階で大きくずれるという現象となった。印刷速度以外に、ノズルから樹脂を出さないトラベル速度というものがあり、これが100mm/秒となっていたことを50mm/秒に下げるということを設定して現在トライしなおしている。

3Dプリンターでのこうしたトラブルは、コネクターの圧着不良だったり、移動するヘッドに搭載されているモーターへの配線材料の可撓性が悪かったり、配線の保持に無理があって移動を繰り返す際にストレスがかかったりして断線を引き起こしたりもするようだ。最近の3Dプリンターでは、フレキシブル配線に切り替えたモデルもある。なにせ中華材料での線材の品質としては柔軟性には少し疑問が残る点もあり、見直すべき点とは思う。

しかし、今回のケースはY軸のモータへの配線がおかしいか、Y軸のモータードライブ能力が不足しているかの点であり、実はY軸のモータは固定されていて移動しないタイプの実装となっているので、その点からは配線材料の問題ではないと考えられる。トラベル速度を低下されることで解決になるとすれば、モーターの駆動トルクが不足していて長い距離を高速で移動した際の慣性を十分にコントロールできないということが理由かとも思う。

ステッピングモーターの保持力は、ドライバ基板での電流設定で決まるので、その設定値を確認することが次の対策となりそうだ。いずれにしてもモーター配線ケーブルの品質については何度かトラブルになっているので交換しておくにこしたことはないのだが・・・。

とりあえず課題認識したうえで、別のマシンで出力して、目的の皮作品へのネーム入れは出来るようになった。

 

 

 

 

 

 

サークル時計のケースを作ってみた

残り物のABS材料で足りるかと思ったが足らなかったので余っていた中途半端なフィラメントで息継ぎをしたところ、結局サイズ間違いが見つかったので作り直しになった。

 

 

 

 

 

新しいフィラメントで気を取り直して出力する。ABSなので取り扱いは、楽だ。

PLAの保管箱の乾燥剤のメンテナンスは必須で、吸湿してしまったフィラメントはボキボキと折れてしまい使うものにならなくなる。

さて、サークル時計の上側の基板は欠きとって目覚まし時計の雰囲気になった。

 

 

 

データは、Thingiverseに上げてあるが、時計キット自体が似たようなものでも差があるので、ビスの穴位置は手持ちのキットに合わせていただく必要があるかもしれない。

 

 

 

 

 

 

 

残りも

BeagleBoneでガイガーカウンター

新年早々の寝袋ハッカソンは、理科大博士課程の学生さんが久しぶりに里を訪ねてくれたことにより始まった。テーマは何をするのか聞くとセンサーの勉強がしたいというので以前彼がトライしていたBeagleBone BlackにシーエーさんからいただいたGeigerShield (BlueV1)をつなぐことで始まった。

最初の障壁は、BeagleBoneの環境を整えることだったがBeagleBone用のHDMIケーブルの探索から始まった。USBキーボードと接続して、表示が出て彼のBoardが動作しているのは確認できたのだが、彼はパスワードをロストしていた。もう二年前の話なのだから仕方ないか

パスワードのリトリーブはあきらめて、最新ソフトでフラッシュしなおすことにしたのだが、ここも間違いの始まりだった。4GB以上のSDカードが必要だということで4GB/8GB/32GBのカードがあったので必要な環境をPC側にダウンロードした。SDカードのイメージ、SDカードのイメージライターなどだ。

書き込んだ、マイクロSDカードをBeagleBoneに装填してシステム更新を進めるのだが、手順としてのS2スイッチを押しながら電源を入れるということなのだが、USBで電源供給していたので先に電源が入り、スイッチを押してもブート書き換えが始まらないという顛末だった。

手順が再確認できたところで、スイッチを押しながらの電源挿入で書き換えの手順が始まったようだ。しばらく時間がかかるので書き換え後の処理についてのホワイトボードで説明しガイガーカウンターシールドが生成する所謂ガイガー管内を放射線が通過する際に通電が起きて、そのパルスを出力するというのがシールドの機能であってそのパルスの時間当たりの回数として計測して評価するのがガイガーカウンターなので、サンプルソースコードのArduinoのソースコードを見てもらい、シールド側のパルス出力端子の確認、ビーグルボーン側のGPIOのパルス検出の方法も確認してもらっていた。

しかし、書き換えが正常終了しないのでSDカードの確認をすると容量が3.3GBに減っていたりするし色々まさに要領を得ない。SDカードの規約規格からなのだろうが、サポートできるサイズが規定されていた過去との互換性などから能力としてのサイズではなくて見た目の最大容量を書き換えてみせることが出来るようなので、こちらについては課題ではないことが判明した。

時間経過で過去のことが再現できないのは困ったので現在やっている作業を見直してみるとBBB自体がeMMCの容量拡大というモデルが出てきていて彼がとりくんでいた最新のビルドは4GBのモデルでないと動作しないイメージだったことが判明した。泊まり込みハッカソンとして来ていたのでこんな時間を使ってもまあ楽しんでいるということだ。電子工作に興味をもつ理学部博士課程の学生さんであることを申し添えておきます。

さて泊まり込みハッカソンで帯域保証しない、否、品質保証はしない食事付という中で、基本的に自主勉強・実験されるのが目的なので彼は満足されたようだ。翌日はお汁粉を作ったりという割り込みをかけつつもBBBに搭載されているCloud9環境での作業が出来ることを確認したのでガイガーカウンターシールドにソケットをはんだ付けしてガイガーカウンターからのパルス接続を行う過程で、デバック方法としてのスイッチ配線やその結線などのレクチャもして彼の理解を深めるようにした。

半田付けも、数年前に彼が来た時にラジオ作成をしていらいだったのかもしれないのだが、すっかり金属接着剤のような取り扱いになっていたので、鏝先の濡れ性確保と部材双方の加熱と半田の添えという手順を再度ポイントで伝えて、またたくさんのピンのあるソケットで残りを満足のいくまで仕上げてもらった。

こうした分野を異なる学生さんも、いまどきの興味として電子工作から入る、電子回路などの実験を行える設備として、これからも週末の開放は続けていこうと思うしだいです。一日で終わらないことは土日か保管させていただいて次回の訪問でというパターンもあります。だんだん家庭の工房も充実してきた方もいらっしゃいますが、のんびりと田舎で電子工作するのは楽しいようです。

バックナンバー処分します

希望者はお知らせください、来年一月末に処分します。

QST 2011 Mayから 2015 Decまで

電子工作の記事などを通じて英語に親しんでみませんか。

 

 

 
Interface 2015年1月号から12月号まで

 

 

 

 

トランジスタ技術
2015年1月号から12月号まで

===>行き先決まりましたありがとうございます。

 

 

3Dプリンターノズルクリーナ整備

組み込みの里では炭化するタイプのPLAをめったに使わないのと温度も低めにしているのでノズルが詰まることはなかったのだが、最近PVAフィラメントを使う際にABSと混在してDualヘッドマシンで使用しているとGcode生成において温度差を設定できない版だったことから問題となった。現在はMakerware3.xに上げることで解決をしたのだが、この際にヘッドを外して細いドリルで樹脂を取り去るのだが刃が細いこともあって扱いが難しかった、

 

Aliexpressでは、ノズルクリーナーとして写真のような、みたことのないタイプが出ていたので入手してみた。詰まった際にヘッドを温めておいて下からこのニードルを突き刺すのだろうか、炭化してしまった材料が中に残るのでそれはまずいのかもしれないが、万力で咥えておいてトーチで加熱して上からニードルを使うというのが正しいだろうか、ドリル刃よりは扱いが楽そうだ。次回困った時に活躍させたい。

ヘッドを加熱設定にしておいて、したからニードル(0.4)を使ってみました。

 

 

 

 

 

 

 

このニードルセットには、以下のサイズがついてきた

ガイガーカウンターシールド基板を頂きました

シーエー様から、ガイガーカウンターシールド基板を複数いただきました。Arduinoの足を取り付けるとシールドとして使えるようになります。

シールドとしてでなく、AVRを載せても良いように設計されていますね。書き込み用のソケットランドもあります。

ガイガー管も搭載済なのであとフリーランドに液晶を取り付けたり、Bluetoothのモジュールを付けてスマホで活用したりといった使い方も考えられていますね。

ちなみにシールドにすると下側にソケットをつけて刺しますので三宝のようになってしまいます。サイズの観点からは、親亀子亀ではなくてコバンザメになるわけです。

 

 

詳細のリンクはこちらにありますが、使ってみたい方には、この基板はフリーで提供しますが、ほかの必要な部品を実費手配します。

 

 

 

 

 

 

自転車籠対応でランプ台を作った

いわゆるMTBもどきの自転車に前かごを取り付けたのだが、買い物で便利になった反面、ハンドルについていたランプが荷物の影になって使えなくなった。

ランプの基台を籠の前につける形の部品として複製加工したものを設計して作ってみた。強度がかかるのでABSで100%充填での出力にした。

 

一応、期待値のようになった。従来だったらランプを買い替えていたのかもしれないが、修復工作のツールとしての3Dプリンターは有用です。

3Dプリンターの動作確認補修

補修用に預かったプリンターX-ONEモデルだが、特に問題も見受けられない感じでこちらに回されてきた。といっても、ここは修理センターではないのだが、中華メーカーの購入やり取りのご縁なのか依頼のような形で送られてきたり、問い合わせのメールが転送されてきたりする。英語でのサポートを中華メーカーとやり取りするのが大変なのだろうけれど、この時代はそれを良しとしたうえで、安価でグローバルな機器が手に入るというものだ。無論。無線LANなどの電波を発信する機材では国内の機器認定が通っている必要があるのだが、3Dプリンターの場合多くは無線LANまでは搭載されていないので大丈夫だ。

 

梱包の中身を紐解いてみても、特に開梱した雰囲気もない。AMAZON FBAで返送になったというものでもなさそうだ。一応国内のお客様からの直接の送付でタグには返品と書かれている。何をもって返品したのかが気になるところではある。まさか、爆買いの旅行者のようにMADE IN CHINAだったから受け取れないと思ったのなら、3Dプリンターの市場はすでにPC時代の台湾のような状況に中国大陸がなっているのでお門違いだ・・・。

 

 

 

案の定、テストプリントでこちらのフィラメントを使ってみたが安定に綺麗な出力となる。気になっていたモーターケーブルの断線しかかりもないようだ。
plaフィラメントで試したので、プレートのPCグルーの接着力は40度という温度ではちょっと悪いようで、スティック糊を使った。返送前にアルコール拭きをしておこう。スプレー糊が使い勝手は良いのだが、預かり品なので飛散するのは避けておいた。

年明けには、引き渡しが出来そうだ。

 

クリスマス用のデコレーションを3Dプリンターで作ってみる

秋葉原で電子工作スペースを運営しているアセンブラージュさんが、アキハパラ キラキラ化計画というイベントを企画されている。参加された方が実際に電気街でクリスマス期間に使われるイルミネーションを作成するワークショップで、作成物は展示期間後に渡される形だそうです。ヒューマンネットワーク高専としてアセンブラージュさんの応援をしているので、普段やっていることで何かお手伝いできることはないだろうか考えて材料を探していましたところ。

100円均一ショップで売っている耐震ジェルを見つけました。6個セットです。

%e8%80%90%e9%9c%87%e3%82%b2%e3%83%abこの粘着性の柔らかい樹脂(エラストマーゴム)はサイズが25mm四方で厚みが3mmというものです。

間に紙でアイコンを切り抜いたものを挟み、横からLEDで照明して両サイドからアイコンが照らされて浮かび上がるという作戦です。

 

image使うLEDはフルカラーでシリアル制御可能なWS2812Bの基板実装済のもので、10mm径の円盤で厚み3ミリというものです。

IchigoJamでの制御可能にするという課題についてはIchigoLampというパッケージをLPC810に焼きこむことで対応するというのが槙野さんところでの方針らしいので、それに準じます。

img_80691とりあえず、エラストマーゴムと基板二つを挟み込む樹脂パーツを3Dプリンターで試作してみました。

 

 

 

 

 

 

img_80611基板の実装イメージはこんな形ですが、給電配線は方向としては、間違いで中に向けて入りと出の双方でY字を描くようにするのですが、まずは点灯してイメージの確認です。

 

 

 

 

img_80591でこんな感じです。

しかしながら、実際に試作したケースでは、この太い給電線を収容できなかったので・・・img_80672ワイヤリングペンで配線することで、まずはアイコンを挟んで照らすことを評価しましたよ。色を変えてみてもよさそうでした。

コントローラは、とりあえず、ArduinoにNEOPIXELのスケッチを入れて評価しました。

収容部分の給電線の余裕をみた形にして3D設計しなおして作成したものは、こらちにUPしてあります。

エラストマーゴムは粘着性ですので、表面にもゴミが付きやすいのですが、この用途に限っては汚れてもグミのような感じになるだけで、照明の結果としては透明よりも良い感じになるようです。

むろん取り外して洗えますので、問題はないです。img_80661

嵌合に使用したネジはM2の8ミリです。
IchigoLampやArduinoなどからの給電能力から考えると、このペンダントとしての連結制限は6個くらいかもしれません。(12個のWS2812B)

輝度を下げる指定をすれば増やすことは可能ですし、別電源で供給するならば問題はありません。

作成しました3Dプリント部品やWS2812の基板については頒布いたしますので、希望者はお知らせください。

再生 Dualヘッド3Dプリンターの頒布いたします

img_7719組み込みの里では、QIDITECH社の3Dプリンターを二機種導入していますが、このメーカーとのつながりでユーザー着荷時点で不良に陥っていた手戻り品の修理を条件に安価に提供をうけるという話が持ち掛けられました。里の機種では、写真の右側の黒いモデルです。

 

 

Amazon FBAから届いたマシンは、写真のようにきれいに梱包しなおされていました。

故障の内容は、確認したところX軸の動作が動かないというものでした。

img_7850

ドライバーは故障していない模様で、可動部であるモーターユニットとの間の4芯ケーブルでの配線が断線しかかっていました。

img_7893

 

プリンターには予備のケーブルが同梱されていましたので、こちらを付け替えて、仮組で動作確認が取れましたので、試験印刷としてPLAでの出力を行いました。

img_7851

この修理完了品は、USED扱いの品物ですが、金属フレームでしっかりとしているプリンターです。故障問題については、可動部分への配線系統の断線しかかりが発生しておりました。このモードの故障については、同一メーカーの別機種でもわたくしは遭遇していたことから、この適用線材の不適合が考えられます。
Amazonでの他機種の評価も含めて、完成度の高さについては他メーカーよりも良好とです。次回故障した場合には、まず添付のケーブルと交換するのがお勧めです。
オリジナルはMakerbot社のReplicator Dualですが、互換機としてはほかにもFlashforge社のCreatorProがあります。価格は、Amazonでの新規購入では、8万円ほどです。

再生品として5万円で提供いたします。

メーカーQIDITECHからは、サポート対応については通常通りに行いますということです。サポート窓口はネットでの電子メール経由となりますが、対応も早くて信頼がおけます。

ただし設置組み立てに必要な資料は、同梱されているSDカードの中にPDFとして入っていてそれを参照することから始める必要があります。

組み込みの里まで来られる方でしたら、同一モデルの確認や、組み立てまで指導は出来ますので、評価の上で購入されるされないにかかわらず、里の利用料(2H以上とおもわれますので1000円)でサポートいたします。

MakerBot社の Replicator Dual互換機なので設定は、それを選択してください。

付属品 組み立て説明書・制御ソフト同梱のSDカード Mac/Windows

保守パーツ、スクレイパー、糊、モーター配線、センサー配線、プレート固定シート、電源ケーブル(3Pin)、フィラメントスプール、予備ファン、モータードライバー、PLAフィラメント 1kg、ABSフィラメント 1kg

アマゾンで新品は販売されています。