3Dプリンターと電子工作の組み合わせ最強説
3Dプリンターも入手したことですし、電子工作と組み合わせると何らかのガジェットを作ることができる最強な組み合わせなのではないかと思う今日この頃です。
しかしながら電子工作はほぼ初心者なので材料なんか持っていません。とりあえず電池式のおもちゃの類をUSB給電式に変える改造あたりから始めようかなと。
先々も見据えて色んなアイテムをAmazonから購入していきますよー。
電子工作初心者向けアイテム
電子工作の初心者である私が時間を掛けてじっくり吟味したアイテムたちを紹介していきます。これを揃えれば序盤は無双できるはず。玄人の方から見たら鼻で笑うようなアイテムも含まれるかもしれませんがここはひとつご愛嬌ということで宜しくお願いいたします。
・UNO R3 開発ボード UNO R3 Arduino互換
かつて一度購入を思いとどまったArduino。何やら互換品があるらしく非常に安価。使いこなせるかどうかは別として、入手しておきましょう。極小のICチップにデータを書き込む用途がメインになりそうですが、果たしてどうなることやら。
・USBメスブレークアウトボード
これがあればMicroUSB端子からDC5V電源が取り出し放題になる夢のような極小基盤。大量に入っているので使い放題。電池式のおもちゃをUSB給電式に変換するためのアイテム筆頭候補。USBタイプCじゃないところがミソでして、安いんですよ、、基盤が。
・DFPlayer mini (MP3プレーヤー)
これも多分ジェネリック品と思われます。2cm×2cmほどの大きさの基盤ながらMP3の再生機能、アンプ機能などを備え、ほぼ電源とスピーカーを接続するだけで使用可能。microSDを差し込んで使用する感じになりますが、なんと最大255曲も入れられるそうな。これはすごい。電子工作の基本は光、音、回転ですからね。期待の大きいアイテム。
・ユニバーサル基板
穴がいっぱい空いた基盤。これに様々な部品を載せて回路を組んでいきます。四角に穴が開いており、3Dプリンターで出力した筐体にねじ止めすることも可能。筐体の設計ができればの話ですがね。。
・タカチ電機工業 EM型固定用タッピングビス EM-1.6
・タカチ電機工業 EM型固定用タッピングビス EM-2.3
上記基盤を筐体に固定する用の専用ビス。ボスと呼ばれる穴あき円柱にねじ込める系のタッピングビス。受け側にねじ山を設計しなくても良いのが素敵。
・サンハヤト SAD-101 ニューブレッドボード
主にリハーサル環境で使用。はんだ付け不要で使用でき、回路の仮組みを行うのにもってこい。サイズ違いで何個か欲しいし、ジャンプワイヤなんかも一緒に買っておくと吉。長いジャンプワイヤも有能。下の方にも書きますが、1ピンのQIコネクタと相性がよく、テスト環境アイテムには実装しておくと取り回しが最高です。
・ホーザン(HOZAN) ワイヤーストリッパー 細線用 P-967
電子工作するなら必携。電気工事士試験の際に痛感しました。道具は大事です。これ一本で一般的な電子工作向けのワイヤーは問題なく剥げると思います。昔買ったメーカー不詳のワイヤストリッパーを使用していましたが心線までカットしてしまうことが多くて買い換えました。これはストレスフリー。
・ENGINEER エンジニア 精密圧着ペンチ PA-24
道具は大事です、その２。170種以上の端子に対応した圧着ペンチ。少々値は張りますが、これが無ければできない作業が生じるレベルですね。私はQIコネクタの圧着に必要だったので買いました。以前使用していた電装系圧着ペンチでもできないことは無いんですが、精度と速度が段違い。ブレッドボードに挿すことを考えると1ピンのQIコネクタは優秀。
・デュポンコネクタセット （ 620個）2.54mm QIコネクタ
上の方で褒めちぎったQIコネクタ。上記圧着ペンチがあれば端子作成が容易です。デュポンコネクタともいうらしい。雌雄合わせても抜け止めが働かないので本番環境というよりかはリハーサル環境用。
・太洋電機産業(goot) 設定温度固定式はんだこて PX335 日本製
道具は大事です、その３。20年前くらいに買った骨董品レベルのはんだごてをメンテもせずに使用していましたが、いよいよ限界でした。しかしまだ現役で売っているのは驚いた。
温調はんだごては良いですね。ランプ表示だけとはいえ、温度が見えるのは素晴らしい。初心者ほど安いはんだごてを買いがちですが、絶対に温度固定式の方が良いです。これにしてからはまず失敗しない。こて先は細いのに変えるのがおすすめ。欲を言えばどっしりとした固定台もおすすめ。置くとき不安定だと倒したりなんだりとよくやりましたので。
・はんだごてサポートスタンド
新富士社のロウ付け用バーナースタンドを長らく使用していますが、たぶん精密はんだ付けには向かないかもしれませんね。クリップがゆるゆるで細かいものを保持するのは苦手な感じ。買い換えるとすればこんな感じの虫眼鏡が付いた四本フレキシブルアームのやつかな。
これらに加えて細かい消耗品、LEDとかモーターとか、スピーカーとかスイッチとか、雑材は多少余分が生じるほど買いそろえました。さぁやるか。
はんだケースが、無い…だと…
当然にして精密基板用の細いはんだ材も買っていたんですね。
・太洋電機産業(goot) 精密プリント基板用 鉛入りはんだ φ0.8mm SD-82
何やら紙箱に入っていたので気になっていたんです。昔は樹脂のケースに入っていて、穴の開いたキャップからはんだを引き出しながら使用していたんですが、今のはんだはケース無しの剥き出し販売なんですね。
店舗で買えば気付いたと思うんですがAmazonだったので完全に見落とした。
・太洋電機産業(goot) はんだ用ブロ-ケース BC-1
おぉ、お前、別売りになったのか…！100円程度なら仕方ないなと思いますが300円くらいするんですね。これはAmazonだからかもしれませんが、納得いきません。
まぁちょっとこの事実は無視して先に進みましょう。そのうちケース設計します。⇒設計しました！ついでにデータ販売もします！
電池式のおもちゃの類をUSB給電式に変える方法
序盤にしては過剰とも思える装備を整えたのでやっていきましょう。この感じはRPGでもやりがち。安心安全で攻略を進めたいタイプなので。
まずはよくある単四電池２本のタイプ。このタイプの電池ケースもよく使うので押さえておきましょうね。
本番環境のおもちゃは写真撮影前にUSB給電式に換装済みなのでこちらの写真で解説していきます。
一般的なアルカリ乾電池に関しては1本1.5Vですね。これが直列で2本入るということは3Vになります。
対してUSBは5Vの給電になるためそのまま接続すると過電圧で機器の故障が生ずる可能性が出てきます。2Vの電圧降下方法を考えなければなりません。
新品のアルカリ電池2本の電圧がMAXで3V。電池容量が減ってくると1.8Vほどまで落ちます。電池切れ間際にライトの光り方が弱くなってくるのはこの辺の仕様です。なので機器側の電圧許容値は1.8V～3Vくらいの幅がある感じですね。もしかしたら3V以上の許容値が設定されているかもしれませんが検証する方法が不明なので3Vとしておきましょう。
整流ダイオード1N4007、これを使用して電圧降下させることとします。
仕組みはちょっと謎ですがこれを回路に組み込むと電圧が0.7Vほど降下します。私も以前触ったことがありましたね。焼印を入れるコテの温度が高すぎたので100V交流電源から50V直流電源を得るのに使用しました。
今回のケースでいくと2Vほど落としたいので整流ダイオードを直列で2～3個付ければＯＫ？まぁ実験してみましょ。当初は簡単に考えていたのですがどんどん難解な話になってきましたね。
整流ダイオードの電圧降下実験
とりあえずUSBとブレッドボードを接続して電圧を計ってみると5Vですね。ここに整流ダイオード1N4007を直列接続で１つずつ増やしながら電圧を計っていきます。
・１個目：約4.3V
・２個目：約3.8V
・３個目：約3.3V
思ったより１個当たりの下がり幅が低い気もしましたが概ね問題ないんじゃないでしょうか。3.3Vですが、１割程度の許容値はあるでしょう。本番環境に行きますね。※この辺は自己責任で宜しくお願いします。真似しても責任は取れません。
電池ケースとUSBケーブルの接続
まずは整流ダイオードを３連直列接続したものを用意します。
サポートスタンドを使用しないと厳しいかも。
これを電池ケースの中でUBS電源のケーブルと接続しつつ、ケース外からケーブルが引っ張られても問題ないように固定していきます。USBケーブルはカットすると中に4本程度の細いケーブルが出てきますが、色的に赤がアノード（正極、+）・黒がカソード（負極、-）という推測で挑みます。怪しい場合は必ずテストしましょう。接続の際はダイオード極性にも注意しましょう。
今回はだいぶ前に買ったIKEAのSTRALAという6連LEDイルミネーションをUSB換装していきます。電池だとすぐ切れて交換も面倒なので捨て置かれていたものです。
USBは平型ケーブルのものを2ヶ所ほど筐体に引っ掛けて固定。筐体本体にはんだごてで溶かした穴を開けて外部に通しています。ケースはビス固定で堅牢なので今回はなにもしませんが、配線が中で遊んだりしそうな場合はグルーガンなどで固定すると良いかも。
完成
光り方も自然で問題ないですね。因みに私は自己責任で電圧降下せず5V電源を直結というのもやってみたんですが故障はせず、非常に明るくなりました。そのまま使用していると過負荷で発火されても困るので定格電圧に近づけたというところです。
ここまでするのは面倒だなーという方には、ダミー電池という裏技もあるそうです。超簡単。この手の商品は日々進化しているものですね。
ではまた。
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