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設計と3Dプリンタ出力に必要な環境など

組み込みの里では三台のプリンターがあります。QIDI社のTECH1, X-ONE, X-Proです。これらのプリンターから出力を得るためにはSTLファイルやOBJファイルといった3DモデルのデータをQIDI社から提供されているQIDI printなどのスライサーと呼ばれるソフトウェアを使って行います。

ご自宅であらかじめ、3Dモデリングなどを行われる場合にはAutodesk社が提供するFusion360やTinkercadなどのフリーのモデリングソフトを用いるのが、情報収集含め良いかと思います。むろん有償の良いソフトも多くありますが初めの一歩としてはふーな環境が始めやすいですよね。

ご自宅のマシンの環境がMacであったりWindowsであったりする場合にもこれらのソフトウェアは対応をしていますが、Windowsの32ビット環境ですといろいろと制限がございます。造形設計を行う場合、旧来あった123Designは32ビット環境で動作していましたが、サポート終了となりダウンロード先はなくなりました。後継のソフトとしてはTinkercadがオンラインソフトではありますが32ビット環境でも動作します。ネット接続とアカウント登録が必要です。

組み込みの里の古いパソコンは32ビットのものもありこちらで動作確認しています。

思い立ったら組み込みの里で実験しよう

赤外線リモコン開発に挑戦中

日曜日にはバイトがないというN君は、思い立って土曜日に組み込みの里に連絡を入れて、作業をしたい旨を伝えてきた。赤外線リモコンの開発をしたいということを伝えて使いたい設備はオシロだと伝えていた。

日曜の来訪に備えて、たぶん使うことになるロジックアナライザ(ロジアナと略す)を使えるようにまずは、使用ソフトをインストールしていたマシンのWindows更新を進めておき、また必要なロジアナのドライバーも更新してすぐに使えるようにしておいた。

使うはずの赤外線受光部と赤外線LEDも用意しておいた。

昼過ぎにやってきたN君だったが、オシロとロジアナを使えるようにしてみせて、まずはざっくり波形をアナログのオシロで見て確認してからサンプリング時間などの設定をするように伝えてロジアナで実際に見てもらった。トリガのかけ方と表示範囲の設定や取り込みメモリ容量の設定などを伝えたのだが、実際には使い方を次々と発掘してCSV にデータを吸い上げて解析を進めていたようだった。やるねぇ高専生・・・。

現在は、アパート生活をしている専攻科生のN君だが、部屋のインフラとしてスイッチなどが無くてリモコンだらけなのだという。これを解決するソリューションとしてArduinoで学習リモコンを作ってカスタム仕様のスイッチを付けたいというのが彼の発想だったらしい。

持ってきたリモコンのうち、一つはニトリの掃除ロボットのリモコンでこれだけは、赤外線ではなくて2.4Gの無線制御だった。これについてはいろいろと調べていたようだが結局スタートキーだけをハードハックしてArduinoからスタートが制御できるようにするというのが彼の判断だった。

ニトリのリモコンの開封が一つのハードルだつたがなんとか達成して、里のワイヤストリッパーも堪能してもらい分解に必要な手業としての低温半田による組成変性で半田を溶かすということも体験理解してもらって分解に成功してリューターも使ってもらい線の引き出しに成功した。

赤外線の信号の動作確認がロジアナで取れるようになったので、まずは部品選定を進めなければならないスイッチハックの制御について実験をしていたようだ。彼の理解は、フォトカプラだったが実際にスペックを確認して無理そうだと理解したようだ。提案したのはトランジスタ、FET、最後はリレーだった。2SC1815と2N7000と3Vのリレーだった。実際にはFETはほとんど学んだだけで使ったことはないらしい。実際に馬力をあげて次々と確認していき、結局リレーに落ち着いたらしい。

とりあえず、こうした部品がすぐに手当て出来るのも、里のオープンラボの所以である。ホームセンターや秋葉に行かずともそろって実験が出来るのだ。

アイデアと腕さえあれば、彼のように次々と挑戦して新たな道具と対峙してキャッチアップして自分の思索を深めていくことが出来ますよ。

彼のデバッグは、まだ続くようです。里で見かけることがあれば声援してあげてください。

ポリカーボネートフィラメントの利用の注意

写真は、組み込みの里でカスタマイズして接着不要で組み立て分解可能にした電子工作用ミニバイスである。下の黄色はABSで作成したのだが、上部は最近気になって試していたポリカーボネートを利用していた。色合いは良いのだが、結着が弱いことが判明した。理由は、ホットエンドの加熱不足で、現在使用しているQIDI-Xproでは最高温度として250度までしか上げられないことが要因と考えられる。

また、テーブル温度は130度まで上げて行ったのだが、このバイスの要となる左右の咥えるパーツが反ってしまいNGとなった。今回の問題になった部分は、反りと結着不足だが、結着不足の箇所は左右に取り付ける星形プラグで連結させるストッパーと回転調整用のツマミだった。根本で結合が外れて折れてしまった。

強度的にポリカーボネートに期待していたのだが、もう少し高温設定が出来るプリンターでないと、使いこなせないようだ。高性能フィラメントが色々と出て来るのだが、プリンターメカの問題と共に温度制御をしているソフトウェアの問題もありそうだ。解決するまでは、ちょっとABSに戻ってみたのだが、こちらも同様な状況になった。フローを101%に増やして層間の結合を強くしてみようか。

やはり、250度ではポリカーボネートフィラメントの活用は難しいということが分かった。同色のABSを用いて従来と同様な形で出力を終えることが出来た。

期間限定 姫筍採れます(梅雨明け頃まで)

組み込みの里では、竹が蔓延り昨年初めに一括で刈り取りましたが、まだ数年はこのシーズンに出て来る筍をすべて取りきるようにして根絶やしにすべく昨シーズンから週末毎に刈り取りを敢行しています。週単位でしか刈り取れないのこ

であっという間に食べ時を失ってしまうほど伸びてもしまいますが30-40cm程度までのものでしたら包丁の切れ込みで確認できる範囲で分かります。筍といっても掘るのではなくて出てきたものを地面の所で鋸引きして切るだけです。

刈り取りをしたい方は、お知らせください。

ブログラミングスクールでも電子工作の波か

2020年から始まる小学校でのブログラミング教育必修の流れを受けて、各地でブログラミングスクールでもスクラッチを用いたクラスが始まったりしているようですが、IchigoJamやArduinoを活用して電子工作との流れとの連携もいろいろと模索されているようです。里の開設以来お話しをさせていただいている教室ではLEGOからスクラッチに発展したりという流れで今さらに3Dプリンターの活用なども推進されているようです。

木更津市内でもいくつかのブログラミングスクールが立ち上がっているようで、母校の学生さんもアルバイト講師として活躍されている事例もあるようです。

組み込みの里では、電子工作というには厳しい掟を課しているので鉛フリーの半田で電子工作をさせるという大リーグボール養成ギブスのような厳しさではんだ付けの基本となる部材への加熱と半田の濡れを感じてもらえるようにしていますが、小学三年生のお子さんからこうした取り組みをさせていただいてきました。

スクールの方が電子工作を導入するのに体験したいということで訪問されたりする事例も出てきました。6年ほどの運営が続く中で宣伝もしない中で口コミだけでつながってきたということになります。実際に必要な機材や材料環境などの整備に面食らったりしているのも目にしていますが、こうした方々が増えて子供たちに刺激を与える機会が増えていけば幸いです。

いろいろな階層の方々に出来るだけ経験に基づく指導をしているのが実情です。

Arduino入門キットを寄贈いただきました

多賀様から、Arduino-UNO、Groove用シールド、スイッチサイエンスさんのArduinoを始めようキットのセットを3式寄贈していただきました。Arduino-UNOを利用していろいろと実験されたい学生さんに無償でご利用していただけます。

多賀様まことにありがとうございました。

POLYCARBONATEフィラメント試用してみました

テスターのツマミ作成の一件をしているときに頼んでいたポリカーボネート(黒)のフィラメントが届きました。温度設定や速度などが難しいということでしたので速度を通常の半分に下げて温度は250度に上げました。

ABS(青)で作成したものとの比較です。

 

 

 

 

速度をさげたこともありますが、きれいに造形されている感じです。

 

 

 

 

あとは、こんな素敵な効果もありました。ポリカーボネートよさげです。RAFTとサポートが綺麗に取れましたよ。ABSだとむしり取る感じでラジオペンチが必要なところです。

3Dプリント出力は上から作るか下から作るか

今日のお題は、テスターのノブ(ゼロ調整用)のむ3Dデータから実際にどの向きで出力させるかの違いについて実際の事例です。

データ自体は、こちらです。https://www.thingiverse.com/thing:2837097

回しやすいように角にでっぱりを配した設計ですね。

 

 

 

 

 

裏がわの軸にはVRと嵌合するようにギアが切ってあります。

 

 

 

 

 

最初に作ったのが軸を上にした事例で、上のものが生の仕上がり

下はリューターで仕上げたもの。

 

 

 

左側がツマミ面を上に出力したもの。右側は軸側を上にしたもの。相違は、ツマミ面を上にしたものでは、表面について加工が必要としない感じですが、軸を上にした場合にはRAFTを付けたこともありデザイン上少し凹んだ形なのでフィラメントが表面に盛り上がる感じになりました。この写真では既にリューターで加工してあります。

軸内部の嵌合部については差異はとくにみられませんでした。軸をしたにしたものでは、フリルの部分についてもサポート材との間にできる脱着層が0.2mmほど追加されてしまっているので、これを取り除く作業が必要になりました。

無駄になるサポート材をできるだけ減らしたいという観点では、今回のものは軸を上にしたほうが良いです。ケースバイケースでこうしたことを想定して出力する方向を見極めてやりましょう。