2017年5月20日土曜日

いよいよ明日のようです

 
5/20 22時時点でブログカウンタが99万8千を超えました。


最近の訪問者数の傾向からみて、間違いなく明日100万を超えると思われます。
事前にはなりますが、皆様のこれまでのご愛顧に深く深く感謝申し上げ、また今後も変わらぬご支援をお願い申し上げる次第です。

明日は休みの日ですが、100万の瞬間を見ることは出来ないかもしれません。
実は明日から深圳への出張です。ので到着後ホテルで一段落してwebにアクセスできるようになった時にはもう100万を超えているのではないかと思っております。
深圳では仕事の合間をみて華強北に行く予定を立てております。Makerの聖地、秋葉原をはるかにはるかに超える世界の電脳中心華強北です。楽しみにしています。
記念すべき日をそれっぽい場所で迎えるというのもみら太な日々らしくていいかなと思ってみたり。
気をつけて行ってきます。


DAISOのUVレジン

 
ついに100均のUVレジンを入手しました。
ずっとネイルコーナーのところを捜していたのですが、手芸コーナーにありました。しかも二種類。
こちら。ハードタイプとソフトタイプと書いてあります。いずれも5g。


ソフトタイプはただの樹脂だけのようですが、


ハードタイプにはラメが入っているとのこと。


太陽光で硬化させよとの指示になっています。ひょっとすると波長の情報とかあるかなと思っていましたが、さすがに何もありません。女子用。


実験すればすぐにわかりますのでやってみます。
ハードタイプをアクリル端材の上に出してみます。ラメ入りとのことですが、ゴテゴテしているわけではないです。よく見るとキラキラした微小な何かが見えます。粒が邪魔になるような感じでもないです。ラメの存在は特に気にしなくてもよさそうです。


ここに爪楊枝置いて、硬化の具合を確認できるようにします。


一般にUV樹脂の硬化は、中に混合されている硬化剤が光励起によって分解してラジカルを生成するなどし、これによって樹脂に混合されているモノマーの重合が始まることで起こります。
硬化剤の分解は光励起によって生じますので、活性化エネルギーを超える値の光を当てる必要があります。光のエネルギーは周波数に比例し、E=hνの関係があります。つまり、波長が短くなるほどエネルギーは大きくなっていくということであり、紫よりも紫外線の方が一光子あたりのエネルギーが大きいです。
一方で、活性化エネルギーを超えないと重合が始まらないということは、活性化エネルギー以下の波長ならどんなに強い光を当てても重合は始まらないということも意味しています。これは、アインシュタインがノーベル賞を取った光電効果の主要な説明でもあります。
UV硬化樹脂にとって照射される光の波長は非常に重要なのです。

ということで、まずこの紫外線LED。aitendoで買いました
aitendoの説明では、このLEDの中心波長は395-400nmということになっています。
が、同じ型番で調べると、こちらには410-415nmなどという記載もあります。つまりよくわからんということです。



とにかくやってみましょう。だいたい20mA流れるようにして、


照射します。


結果、30秒くらい当ててみましたが全く硬化しませんでした。



次にこの405nmの紫レーザポインタの光をあててみます。このLDはBDドライブ用に大量に作られたものが使われていますので波長は正確です。またレーザですので波長範囲も非常に狭くなっています。パワーは5mWですが、硬化の有無を確認するにはこの程度でも十分です。



写真は割愛しますが、これもダメでした。一度やってダメだったので1分以上当てましたが、まったくでした。重合開始剤の活性化エネルギーを超えていないものと思われます。

最後はこれ。私が持っている最も短い波長のLEDです。かなり前に購入したので一本でこんな値段がしました。袋にナイトライドと書いてあります。ナイトライドというのは紫外線一筋の徳島にある会社の名前ですが、窒素化合物という意味でもあります。
紫外LEDも青色LEDもともにGaN(ガリウムナイトライド)の結晶を元にして作られています。白色LEDはこのGaN系のLEDに黄色の蛍光体を被せ、青とその補色である黄色を組み合わせて白い光を作っています。GaN結晶のバンドギャップは赤LEDなどを作っているInGaAsP系の材料に比べて大きいので、青と白のLEDのVfは赤のそれよりも高くなっているのです。赤LEDのVFは1.6Vとかですよね。それに比べて青や白は3.4Vとかあります。
バンドギャップが大きいということは、そのエネルギー差が大きいということであり、それすなわち赤と青の波長の差、先ほど説明したより短波長がより大きなエネルギーをもつという説明と整合します。赤の波長は630-650nmあたりと青や紫に比べて長いです。

ということで、この秘蔵のLEDの中心波長は375nmです。


結果、この通り。30秒の照射で見事に硬化しました。少なくともこの程度以下の波長の光を当ててやる必要があるようです。


硬化することさえわかれば早速実験であります。
UV硬化樹脂は、定礎キーホルダのところでChoitechさんに教えていただいたように、レーザ彫刻したくぼみを埋めて意匠性を追求するために買ったものですが、そのほかに「高価なUV接着剤の代用品にはならないのか」という邪な期待を確認するという目的もありました。早速実験します。

アクリル板の端材に、


UVレジンを垂らし、


もう一枚のアクリル板で挟んで、


375nmのLEDの光を照射します。


今回はLEDからの光は直接UVレジンには当たりませんのでより長時間の照射が必要です。アクリル板は可視光をよく通しますが、紫外域になると急激に透過率が下がります。この辺りにグラフがたくさんあります。400nmを下回ったあたりから垂直な崖のように透過率が下がっていきます。ということで、人間の目には透明に見えるアクリル板も、この波長域で使うときは注意が必要です。サングラス越しに光源を見ているような状態を想定する必要があります。ので、十分に長く照射します。この実験では6分としてみました。


まずハードタイプ。あっさりとれちゃいました。もう少し当てたら違ったのかもしれませんが、剥離したUVレジンの表面は完全に硬化してつるつるです。あんまり期待できる感じではありません。


お次、ソフトタイプ。


これはうまくいきました。こんな透明な状態ですが比較的しっかりしています。
無理やり力をかけると外れますが、その時もハードタイプのような「ぽろっ」ではなく「メリメリッ」という感じで粘りがあります。
このUVレジンだけを使って強度を確保するというのは無理があると思われますが、アクリル板に爪を作って勘合させた部分の強化のために使うといった用途なら十分に使えると思われます。しかもこの透明感。アクリルに傷があっても埋まると思われます。アクリサンデーで完全固定をする前の仮固定にも活躍しそうです。


接着面積の少ない端面接合もしてみました。


こちらも十分な強度。爪ではじいても、放り投げてもびくともしません。


ということで、硬いレジンよりも柔らかいタイプの方が粘る分接着作用は大きいようです。


結論として、UV接着剤の完全代替は無理ですが、ある程度の用途はこれでカバーできると思われます。なんといっても5gで100円であります。UV接着材の1/10以下です。
UVレジンとエポキシ接着剤を混合して使うといったことも考えられますね。いろいろと遊べそうであります。しばらく実験してみたいと思います。

自作3Dプリンタ その11

 
アルミフレームが届きました。


長さ毎にきっちりと梱包されております。


さらに、フレーム同士がこすれて傷が入らないようにラップで微妙に隙間を開けてぐるぐる巻きにされております。いや素晴らしい心遣い。


早速組み立ててみましょう。


こんな配置で固定していくことになります。


角の部分はすでに買っていたコーナーブラケットを使います。
Aliexpressで購入したこちらのパーツなんですが、20mm角の5シリーズフレームの6mm幅の溝に対して爪の幅が狭いためにちゃんと締め付けてないとすぐぐらつきます。
おそらくもっと溝が狭い他社フレームに合わせて設計されています。


この辺りが純正品と違って不安ですが、もうこんなに買ってしまったのでこれを使います。要は緩まなければいいのです。


受け側の角ナットは、骨格となる角部分は下の写真の下側に写っている正方形の先入れナットを使い、それ以外は上側に写っている小さな後入れナットを使うことにします。


組んでいきます。すでに傷だらけ(笑


まずは四隅にコーナーブラケットを入れて四角を作ってみます。


ブラケットを入れたらゆるーく止めておきます。


四角が出来たところで、歪が出ないように調整しながらねじを締め込んでいきます。
純正のコーナーブラケットを使うと、フレームの直角が決まると同時にねじれも無くなります。溝幅ぴったりに爪が嵌るために三本目以降のフレームも同一平面上に自動的に収まっていきます。今回は慎重にやらないとねじれます(笑


さらに、締め付けにプラスの鍋ネジを使っているために非常に締めにくいです。
ここも六角レンチで締め込めるキャップボルトを使うと作業効率が劇的に改善します。


Y軸ステージのレールを取り付けるフレームはこんな感じに入れます。
ここはメインの構造材ではありませんので後入れナットで固定するつもりです。


直角はきれいに出ていますが、手でひねると若干ねじれ方向に動きます。このコーナーブラケットを使う限り、キャップボルトを使ってがっちり締め付けないといけませんね。


あるいはコーナーにこのように平板を入れて歪を押さえることを考えてもいいでしょう。
アクリル切った板でも十分な効果があると思われます。今後考えていくことにします。


Y軸とX軸のイメージはこんな感じなると思われます。なんかものすごい片持ちであります。現物をみて不安になりました。
そもそもこの自作3DプリンタはCetus3Dに影響を受けて設計を始めたものですが、どうもこのままでは剛性に問題が出そうです。


いくら20x40mmのフレームを使うとはいえ、このY軸に重たいヘッドがついたX軸が片持ちで取り付けられると考えると不安です。


ということで、やはりスタンダードな門型にしましょう。実際に物を見てみるのは大事です。これで決断がつきました。設計変更です。

2017年5月14日日曜日

レベルメータキット

 
買ったままで手を付けていないキットがたくさんあります。
積ん読やら積みゲーなどという言葉はありますが、積みキットというのは効いたことがありません。語感はいいんだけどね、積みキット。
今回はそのたくさんある積みキットの中からレベルメータキットを作ってみました。
なんで数あるキットの中からレベルメータを選んだのかというと、いずれサイバーコンソールのグレードアップに使おうかと思っているからです。

これ。aitendoのキットで、もはやいつ買ったのかも覚えていないものです。対数スケールでLEDを駆動するレベルメータ用IC LM3915 が使われています。


例によってaitendoのキットなので袋には部品以外何も入っていません。が、基板には下のように間違えようのない印刷がなされていますので、表示さえ合っていれば(笑)問題なく作れるはずです。さらに、HPには回路図と完成状態の写真まであります。


ということで作ります。キット久しぶりです。レーザ加工機の排気コントローラーに使うためにトライアック調光キットを作って以来です。
全部部品出して、


抵抗からハンダ付けしていきます。受動部品、背が低いモノからというのが実装の基本であります。


キットは楽でいいです。リード線をスルーホールに入れてハンダ、リード線をスルーホールに入れてハンダ、とほぼ思考停止のシンジ君状態で作れます。


抵抗付きました。


次はコンデンサ。足の間隔とスルーホールの間隔があってないので、ダメージを与えないようにラジオペンチで足の形を整えながら挿していきます。


二つなので簡単。


その他もろもろの受動部品を載せていきます。


コネクタポストまで終わったらいよいよLED。
同じ形のLEDをきれいに並べてハンダ付けするのは結構難しいです。
LEDは光るので少しでもずれがあると非常に目立ちます。人間の視覚は変なところで鋭いです。真っ直ぐからずれているとか、曲がっているとか、そういった仲間はずれ系の欠点は非常に鋭く見つけ出します。ので慎重に。


とりあえず極性間違えないようにして全部挿します。


で、ずれが出ないように気をつけながら一点ずつハンダ付けしていきます。
足を切れば完成。95点くらいかな。


最後の仕上げ。ソケットに3915を挿します。安いICソケットなので足を変な風にまげてしまわないように気をつけて。


完成。


コネクタは電源(DC9~12V)とオーディオの入力です。モノラルです。ステレオにしたいときは二つ並べてL/Rを別々に入力します。また、CN3には何も実装されていませんが、これはLEDの表示のやり方を二種類から選ぶためのものです。オープンのままだとdotモード、ブリッジすると9番PINがHIになって表示動作がバーモードに変更されます。
比較してないので何とも言えませんが、オープンのままで問題ないと感じています。
オーディオ入力にテスト用に3.5mmプラグをハンダ付けします。


とりあえず指定の範囲の最低電圧を印加して、


煙が出ないことを確認。


スマホで音楽再生させてみてなにがしか反応しているのを確認します。
動作はしているようですが、これでは音が聞こえませんので入力に従った動作をしているのかどうかがわかりません。


そこで、PCに繋いでいるSPのスルー出力を外して入力してみます。このスルー出力はサブウーハにつながっているものです。こうすればSPからの音を聞きながらLEDの様子を見ることができます。


写真ではなんだかさっぱりわかりませんよね。
動画でどうぞ。ただし、動画のエンコードの関係でしょうか、画像と音声の再生タイミングが完全に一致はしていません。そこはお許しを。


ばっちり問題なく動作していることが確認できました。
さて、これをどう使いますかね。LEDが点灯している時はそのPINには電圧が出てますからそれを拾ってPWMのデューティに変換するかな。でもそうすると10本もIOつぶすことになりますね。なんか考えてみたいと思います。