コネクタからヒーター24Vへの給電においてゴミなどがショートを起こした模様
焦げたコネクタとターミナルが痛々しい、修正した基板が先方に届き故障にいたった基板が取り外されて写真が故障個所がクローズアップされて入手できた。隣接するFETの様子からは、炭化するような状況でHBDが加熱できなくなったらしい。コネクターでの末端処理が解れてゴミでショートが起きてこの事態になったらしい。
対策として行ったこと
再度Y軸の駆動系統を組みたて直すことで歪をとることが対策と思われるので今週対処予定。
組み込みの里ではQIDITECH社の3Dプリンターの修理整備を多数扱ってきた。もともとは、購入して使い勝手の意見などをメーカーに送っていたことからの派生だった、さて、そのQIDITECH 1(FlashForgeのさらにClone)は現在、購入したオリジナルの物と里子に出して子供たちにSTEAM教育をされている知人の所で活用してもらっている。ほかにもX-One, X-Proなどのモデルも扱ってきたがTECH1でのフィードバックが活かされてきたのか品質はとても良くなって修理整備サポートも終焉していた。
里子に出していたモデルは活用されていたようだったが、ヒートベッドが加熱できなくなったという連絡があり修理か購入を考えているという相談が届いた。添付された写真からは、ヒートベッドへの引き出す配線端子が焦げているようで埃から発火したのか、電流が流れるところとは言え線材処理でほつれた髭でもショートしたのだろうか。
Messengerでやり取りをしたうえで修理整備を委託されていた時代の部品の残りがあるかどうかを里に来てから確認した。予備の基板は見つかった。これが不良なのか、正規動作をしていたのかどうかも確認する必要がある。購入して現在はオフラインにしていたQIDITECH1を稼働させて動作確認をすることにした。うまく動作していれば、動く基板を送り、予備基板の動作も付け替えて動作確認をする。
MakerBot社のOpenSourceだった時代のハードを中華メーカーなどが次々とボードを作り直したりして出来ているのが実情だ。8ビットマイコンのATMEGA2560が搭載されているものだった。オリジナルのReplicator1はATMEGA1280だったそうだから、実際にはメモリ領域については幾つか課題があるらしい。ブートローダーの配置領域とアプリケーションの配置のコンフリクトだ。Arduinoで伸びてきたATMEGAなので共用活用されていると思われる。
2つの基板を動作確認するとそれぞれ問題が分かった。
| 故障品 | 稼働品(?) | 予備品 | |
| 問題 | ヒートベッドが加熱しない。それ以外は動作しているようだ | 実はヒートベッドが加熱できなかった | メインボードが立ち上がらない |
| 状況 | HBD接続端子が焦げ付いている写真を見せていただいた | HBD用FETを交換した後があり、はんだ付けが途中のように見えた。 | 5V電源が出力されていない。
ヒートベッドコネクタが違う |
| 見立て・対処 | 引き出し線の所でショートしてFET(PSMN7R0-30YL)が壊れたのではないか。 FET交換と端子交換で対処予定 |
FETの半田付けで復旧
OK |
スイッチングレギュレータ制御チップの手配(L5970D)。 回路図を基板からトレースする中で周辺回路の電圧がおかしいことから、表面実装の抵抗の半田付けを修正したところ立ち上がった。OK当該のターミナルはコネクタ型に切り替えた。OK |
予備品と本体が動作したため、本体に入っていた基板を送付して交換確認していただくことにした。故障した基板については返送送付していただき、こちらで稼働本体を使って検証することを予定している。検証確認が出来たら、こちらの機材も活用していただくように引き渡しする予定である。
制御基板は24V電源で動作していて、過熱系統はFETを介して、24Vを用いていて、モーター制御オンボードで5Vと3.3Vを作り出している。
取り出した基板の確認をするために、24Vの電源がないことに気が付いたが、正負電源があったので±12Vにして24Vを作って実験稼働させることが出来た。予備基板はおそらく初期不良で半田付け不良が見つからなかったのかと思われる。
故障基板が帰ってきたら検証を再開します。
手配した部品
PSMN7R0-30YL 3Dプリンタ FET
L5970D 1A スイッチングレギュレータ
パーツボックスのトレイ不足を3D出力した話は前回だったが、さらに個別案件で購入したスポンサー付きの部品などを別管理にする必要も生じて対策が望まれている。そうした開発依頼作業での活用と在庫整理も兼ねて、コストパフォーマンスの良さそうなアイデアが出てきた。100円均一のセリアなどで購入できるトレイと厚手のA4ファイルケースの組み合わせだ。なかなか良いのだが・・・
続いて今回開発したのはA4Lサイズの薄手のファイルケースに内蔵させるカスタム仕様のパーツトレイでこちらは3Dで作成した。背の高さは20mmほどでファイルケースに合致している。
材料費の観点では、実際に四つの部品トレイで作ることになるが一つ100-150円程度だフィラメント代としては・・・だが。ファイルケースに綺麗にフィットするのでとても良いと自画自賛。
そして振り返って最初に試した厚手のものについても隙間を埋めるトレイを作成することでフィットすると理解したので、次回はそちらも作ることにしよう。今週は台風到来で、印刷中に停電するなどの状況もありましたので出力は半分のみです。
大型のタイマーを作ることになり、開発要請元のご希望はアクリル板でカバーしてほしいということでしたので背面をマットな黒アクリル、前面を透明アクリル板で構成して間にNeoPixelのLEDを並べるというもので、透明モールを使うというものと、防水カバー付きのNEOPIXELをそのまま使うというものの2種類を作りました。アクリル板を挟み込むのはアルミチャンネルで、コーナーにカバーとコアとなる部品を2つ3Dプリンターで作り構成しています。
コアとなる3Dパーツと45度加工したアルミチャネル
Arduino UNOとBT-HC05
コーナーパーツは外側カバーと、内部コアです。 この積層方向はちょっと弱かった気がします。
外殻部品でなかのコアとアルミフレームを締め付けています。
NEOPIXELを150球使っています、電源は5V 8Aというものがアマゾンで見つかりましたが、NEOPIXEL用途のようですね。セグメント表示用のアプリは、この後作りました。
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。
気が付けば、高専の学生Eさんはもう春休みになっていました。今日の課題は、ハトメ
で連結する両面基板の開発とのことです。いろいろとやっていると時間が遅くになりましたが、なんとかしあがりそうです。0.8mmの基板を二枚しあげています。
管理人は、里の泊り環境を向上するため懸案事項の排水口からの臭気到来を防ぐソリ
ューションを開発していました。完成品はカスタム設計したこのトラップです。内径55mmの排水口に合わせて、およそ53mm径のユニットとしてトラップを設計してABSにて出力しました。断熱効果良好の新型マシンで出力すると背の高い出力でも安定して収縮もみられずに出力完了しました。設計はFusion360です。今回は、トラップなので回転構造を用いての設計をしています。
また、3D出力依頼されていたパーツも出しています。持ち運べる? 体に装着可能な外骨格の椅子を開発している金沢高専OBの花岡君が開発している試作品用のパーツです。先日、Robo3Dを貸出展開したのですが、安定度にかけるという報告などがあり取り急ぎ出力支援をすることになり、以下のパーツを作りました。
なかなか3Dプリンターの使いこなしは難しいということですね。外骨格の試作品に適
用するには強度も必要で、ABSで60%充填+外殻3mm以上ということでした。
問題解決にはならなかったという報告から始めます。
前回、精度よくABSでサーボモーター用のホーンが作れたという報告などをしましたが、実際に利用いただきましたところ「使えない」ということになりました。
青いパーツが前回ABSで製作したものでしたが実は対象のサーボモーターのギアとの収縮率が異なり温度依存でかみ合わないのです。
結論から言えば、ナイロンで作り直すことになりました。噛みこみ部分のギア側をみても少し工夫が必要なようです。21歯のギア作成から作ってきましたがピッチはそのままに三角で近似することにしました。
拡大に使用してきたUSB顕微鏡がハード的に使えなくなり環境側の問題も出てきたりして対応に時間を割かれていましたが、さらにヒートベッドの温度センサーも故障したようで、とりあえずヒートベッドの交換手配をしています。こちらも届いたら故障側のものも見てみる予定です。現在は計測温度が0Cとなっています。
里にある3Dプリンターはいわゆる互換機の第二世代くらいのもので、最近ではメジャーになってきた感じのあるものです。
さて、知人の依頼で作っていた電子工作で用いるサーボモーターSG90用のクロスホーンですが、まとまって必要だということなのでプリンターの修復がてらトライしました。
最近の扱う材料が高温設定で使う材料が増えていて、従来のPTFEを用いたフィラメントホットエンドとを熱分離する箇所でPTFEが軟化してしまいフィラメント送りが詰まってしまうという事態が起きていたことが、こちらの問題でした。
オールメタルでこの問題を解決したという触れ込みのホットエンドが良さそうだという話があったので、さっそく届いていたこともあり時間をとって組みなおしました。すでにホットエンドからクーリングバーへの接合部などか固着していて抜くのには苦労して、途中で新規の別のものに付け替えようかと思っ
たのですが、買い置きしてあったものは、なんとサーモ素子の取り付けネジサイズが何故か間違っていました。さっそく中華メーカーには苦言と交換を申し入れてチャットで確認しました。
あきらめて、固着した部品を外すのに使えそうな道具を物色したところベアリングなどを抜くためのプラ―が使えそうだったので、これを応用してみました。
間にナットをかませたりして引き抜くことが出来ました。今回の評価が良ければ、全部付け替える予定です。
オールメタルのパーツだとフィラメントと熱分離するPTFEのスペースはなくて、その部分はアルミになっていて、下の接合部分はステンレスという構造です。
実際に組み上げて出力をしてみるとフィラメントのフィードもスムーズに見えます。一番上の写真が4つだけ試しに出力したところです。出力結果も良さげです。
現在の設定は以下の通りですが、まだまだ量産の道は遠いかな
ABSですが
ノズルは255度
ベッドは60度
です。収縮も見られずきれいに出ています。
CNCエンドミル(QT100) や 3Dプリンターの造形データの作成に必要なツールとしてクラウドベースのFusion360の人気が高まっています。CUTシステムから出されている解説書のスーパーアドバンス編、CAM・切削加工編を図書に加えましたのでご活用ください。
SENSE1, SENSE2は 0.27Ωで接地
ただしREF端子はOpenとなっている。
またMS3がV表示となっていてステップ数がおかしなことになりそうです。
基板パターン自体は素直にMS3のピンと接続されています。11
VREFは、基板足でいうMS3に接続されています
そしてチップとしてのMS3はグランドに落とされていました。
設計の意図するところはRefを基板ベース側から与えてドライバー基板を交換した際に調整不要にするということですね。