レーザー加工機製作(7) コントローラーの作成
今回はレーザ加工機コントローラーを作ります
前回からだいぶ時間があいてしまいました…
コンセプト
前回まで使用していたコントローラーは
リミットスイッチの扱いが全て一箇所で
まとめられていて制御するのに不便です
なので制御用のArduinoだけでなく
シングルボードコンピューター(SBC)も載せて
コントローラーを一箇所にまとめる
ということを目標に製作しました
設計
基板は安定のKiCadで設計します
Laserual？を利用させていただきました
回路図に起こします
Arduonoとして表面実装のATmega328P-AU
SBCとしてOrange Pi ZEROを載せました
小型ながらLinuxは動くしEthernetポートがあるので便利です
電源はステッピングモーターを動かすので12Vです
12Vから制御IC用に5Vに降圧するDCDCは余裕を持って3A出せるHRD05003を使いました
なんとか10cm x 8cmに詰め込みました
実装
今回はFusionPCBに発注しました
いざ組み立てようと思い
ピンアサインあってるかなとOrange Pi Zeroと見比べると表裏を間違えて設計していました…
苦肉の策で無理やり延長して解決を図ります
(解決なのかどうか怪しいが…動けばいい…)
電源がちゃんと動いたので他の部品も実装します
完成しました
実際に動かしたところA4988のステップ数の設定ピンが
すべてグランドに落ちていてフルステップ動作になっていました
プログラム上16ステップ動作でないと動作がおかしくなるし
分解能が下がるのでしかたなくジャンパして修正しました
まとめ
動けばいいですが見た目が悲しくなってしまったので悲しいです
ピンアサインは基板の裏表も含めて間違っていないか確認をしないといけません…
次回は外装含め電装も作り込みたいと思います
グラフィックポイ製作(3)
前回は短いプロトタイプでしたが
今回はロングなプロトタイプを作ります
本当は去年の10月あたりにはこの内容は終わってたのですが
書く時間を作れず今に至る…
基板設計
前回のを流用しつつ作ります
今回はLED部、電源部と機能ごとにモジュール単位で基板を作りました
LED部には片面60個で裏表計120個のAPA102を使います
電源部は今まで使ってきた昇圧ICとリポの電圧監視回路を組み合わせます
以下の記事を参考に電源遮断を作りました
電源部
LED制御部
基板
電源部
LED制御部
発注
今回もFusinPCBさんに発注しました
一緒にメタルマスクや別に使う基板も含めて
計＄70ぐらいかかりました
送料が高いです…仕方ないけど…
実装
基板が送られてきたらハンダペースト塗って
電子部品置いてリフローするだけ！
と思ってたら基板のミスがありました
途中のLEDの信号線が配線されていないどうしようもない凡ミスです…
リード線を短くカットしてヒートガンで接着させながらリワークしました
裏までハンダがうまくまわっていなくて
ついていないことがありこの作業が結構辛かったです
無事2本作りました！
外装
ケースはAutodeskのFusion360で作ります
よしなに設計します
完成後は友人にお願いして作ってもらいます
サイズミスで一度作り直しましたがなんとか入りました
組み立て
あとは組み込めば完成です
18650の電池ケースも含めて組み立てます
ナットの固定がうまくできず止まらなかったので
安定のホットボンドを使います
(便利ですホットボンド)
動作確認
結論から言うと電源モジュールがうまく動作しませんでした
電源遮断回路がどうも動いていないようで
リセットボタンを押した直後に電源遮断が
起きてしまっていました
大学の文化祭で展示する予定だったので
苦肉の策で外部にスライドスイッチをつけて
動かすということにしました
それ以外は問題なく動作してくれました!
完成
最終的な完成がこのようになりました
ケースの固定もネジでやろうとしていたのですが
固定できなかったので養生テープで固定という…
グラフィックポイ製作 (3)
秋月電子のお楽しみ袋を買ってみた
秋月電子の秋葉原店でお楽しみ袋が販売されていたので買ってみた
お楽しみ袋
結構なボリュームがある
開封
すべて取り出してみた
#1 ピンヘッダ ロープロ 1x40 9個
#2 調整用ドライバー 12個
#3 TN 681K 27個
#4 バッテリーチャージャー LPCS RAPID CHARGER CCTA2H 1個
#5 キー Z 60-B0 5個
#6 リレー VX2-5 5個
#7 DIPスイッチ 表面実装8ピン JAE89 3個
#8 DIPスイッチ 8ピン 1個
#9 基板 AE-TONE CONT 1個
#10 基板 不明 1個
#11 基板 AE-REEN 1個
#12 RCAジャック 基板取付用 (赤,白)x3 2個
#13 LANコネクタ 基板取付用 6ポート 2個
#14 水晶発振子 MEC 3.6864AN0D 2個
#15 クリスタルオシレータ KYOCERA J-1/2 1個
#16 クリスタルオシレータ SG531PCPC 22.5792M 2個
#17 クリスタルオシレータ SG531PAPC 15.8720M 3個
#18 クリスタルオシレータ 表面実装 20.000 JVC 2K 1個
#19 パワーLED OS 8060C 8個
#20 7セグメントLED NAR131-B 43個
#21 7セグメントLED NKR131S-B 17個
#22 7セグメントLED NAR164 2個
#23 モーションセンサー NS-300 1個
#24 CM102 100V 50個
#25 USBメモリケース 1個
#26 キット用部品セット 6個
#27 シリコンダイオード RLR4003 15個
#28 デジタル電圧計キット分圧抵抗セット 1個
#29 水晶発振器 VX-3F-25MHz 2個
#30 積層セラミックチップコンデンサ 470pF/50V 2個
#31 表面実装用電解コンデンサ 100uF/50V 21個
#32 表面実装用電解コンデンサ 47uF/16V 52個
#33 表面実装用電解コンデンサ 100uF/16V 194個
#34 表面実装用コネクタ 21個
#35 E1ADWZ25 907個
#36 チップ抵抗 100 69個
#37 チップ抵抗 101 79個
#38 チップ抵抗 203 64個
#39 チップ抵抗 251 28個
#40 チップコンデンサ 不明 216個
#41 JE6043 1個
#42 トランジスタ 2SA1441 1個
#43 LED 13個
#44 IC NE555 1個
#45 ヒューズ 125V 250mA 3個
#46 電解コンデンサ 各種 3個
#47 積層セラミックコンデンサ 各種 14個
#48 メタライズドフィルムコンデンサ 各種 8個
#49 セラミックコンデンサ 各種 6個
#50 抵抗 各種 9個
#51 セラロック 判読不可能 1個
#52 タクトスイッチ 各種 2個
#53 タンタル電解コンデンサ 3個
#54 その他部品
#55 エンドミル 1個
#56 チューブ 2個
#57 USB A-miniBケーブル 1個
細かい部品はちょっと数える気が失せてしまったので省略…
ほぼ使えそうな部品はないので微妙ですがまあ満足
仮想サーバーっぽいのを作る
この記事はMCC Advent Calendar 2017 - Adventarの18日目の記事です
半年前ぐらい前からサーバーの刷新を考えていたので
実行に移してみました
サーバーの構成
CPUはRyzenを使ってみます
Ryzen 5 1600なので6コア12スレッドです
ただSMT(Intelでいうハイパースレッディング)がうまく使えないとかなんとか…らしい
CPU Ryzen 5 1600
マザーボード ASUS ROG STRIX B350-F GAMING
メモリ 32GB
グラボ 玄人志向 GTX1030
HDD WD Blue 3TB
電源
全体で10万円ぐらいです
ESXiのカスタムISOの作成
標準ではマザボに載っているNIC(Intel I211)に対応していないらしいので
ドライバを組み込みます
Intel NIC向けのドライバはhttps://vibsdepot.v-front.de/wiki/index.phpを利用します。
よしなにWinにインストールをして
PowerShellで実行します
.\ESXi-Customizer-PS-v2.5.1.ps1 -v65 -vft -load net-igb
そうすると同じディレクトリに
「ESXi-6.5.0-20171004001-standard-customized.iso」
ISOファイルが作成されます
これを利用してインストールします
インストール
最初はUSBブートでインストールしようとしましたが
win32diskやuniversal usbで書き込んでも
認識してくれないので諦めて大人しくCDブートにしました
インストール自体はサクサク進みます
OSを格納するディスクは余っていた8GBのメモリを使いました
4GBじゃ容量が足りないのかデバイス一覧で
表示してくれませんでした
そのUSBメモリを接続する場所として
マザーボード上の内蔵用USBのところに差すために
ＵＳＢコネクタＤＩＰ化キット （Ａメス）: 組立キット 秋月電子通商 電子部品 ネット通販とL型のピンソケットで
変換治具を自作しました
(結構こだわったところ)
仮想マシンを作る
メインで使うCentOS用のマシンを作ります
言われるがままに作れば完成です
1コア 4GB 2TBを割り当て完成です
すんなり入りましたがネットワークインターフェースを追加し忘れたので
最初ネットワークに繋がらなくて焦りました
nginxやsambaを入れてとりあえず完成！
次にWin8.1用のマシンを作ります
このマシンはPCIパススルーを使ってディスプレイとキーボード、マウスを
接続して普通のデスクライクに動作させる予定です
とりあえずは仮想マシンを作ります
4コア 8GB 500GBを割り当てます
Winが入ったらPCIデバイスをパススルーします
こちらの記事を参考にさせていただきました
qiita.com
GPUの他にUSBインターフェースカードも同時にパススルーします
USBもパススルーすることで仮想マシン上でキーボードや
マウスを認識させるためで結構無理やりなやり方
- GPU
- Audio Device
- USB 3.0 Host Controller
をパススルーしますがそれだけでは動作しなかったので
VMのパラメータに「hypervisor.cpuid.v0 = FALSE」を追加しました
また、PCI expressスロットの挿し方によってはパススルーの設定が
反映されないことがあり謎でした…
(帯域の違いとかの問題なのかなぁ?…)
無事起動したのでESXi側のディスプレイは使わないようにして完成です
まとめ
今のところはどれも比較的正常に動作はしていますが
時々NICが切断されたりと不安定な部分もあります
まだまだ調整があまいところもあるので詰めていきたいです
HDDを修復しようとしたけどだめでした
あまりにも悲しかったのでひとりごとでつらつら書きます
家にファイルサーバー兼DNSサーバーのようなサーバーを
置いていたのですがそろそろ新しくしたいなということで
12月に刷新する予定にしていました
しかしなんということでしょう
刷新する前にHDDが逝きました
適当に組んでいたのでRAIDなどの冗長化は
一切していなかったのでデータが飛びました
今まで撮りためていた写真データや
様々いろいろ(何を入れていたのかちゃんと把握していない)
飛んでいってしまいました
ということでHDDを復旧させようかなといろいろ試行錯誤しました
結論としてはタイトルどおりできませんでした
WD Blue 2TBのHDDでパーティーションの構成は
LVMで管理を行いXFSでフォーマットされています
やったことを書いていきます
HDDの状態を確認
40個ぐらいの不良セクタができてしまっていたみたい…
まったく確認していなかった
とりあえずはコピー
3TBのHDDにUbuntuを利用してコピー
次にxfs_repairをする
xfs_repairはXFS形式のパーティーションについて
修復してくれるみたいで実行してみました
セカンダリのスーパーブロックがないよ?って言われて終わってしまった
これ以外何をしたらいいのかわからなかったので終わりです
結局よくわからないことになってしまった
グラフィックポイ製作(2)
プロトタイプV2
グラフィックポイのプロトタイプバージョン2を製作しました
前回とは違うLEDを使う
前回はSK6812という一般的に使われているであろうWS2812の互換品を使用していました
ただし横からの見栄えがよくないので今回はAPA102と呼ばれるLEDを使用します
左がSK6812 3535 右がAPA102 2020
SK6812は独自の通信方法で通信部は
アセンブラでゴリゴリ書かれていたが
今回のAPA102はSPI通信を利用して
通信することができるので
ハードウェアの機能で安定して表示を更新できる
しかも更新速度が速い
LEDがとにかく小さい
LEDが小さいので基板を設計する際のフットプリントの作成に手間取りました
間隔が狭すぎると隣とあたるし広すぎるとうまく載せられないので
試行錯誤の末なんとか作ることができました
基板の設計
KiCadを利用してよしなに設計
ほぼ前回と同じような構成です
コントローラー部
LED部
電源部
発注と実装
FusionPCBに発注をして製造しました
最近ではメタルマスクを最低価格$10で製造してくれる
キャンペーン?をしていたので利用してみました
APA102 2020のテスト用基板も一緒につけてあります
メタルマスク!
今までとは違いはんだペーストを塗るのが格段に楽です
特にピッチも細かく手で塗ろうとしてたら日が暮れてしまいます
これからはメタルマスクが必需品になりそうです
(けど送料が高い…)
リフロー中
点灯!
最初は途中でLEDがずれてしまったのですがヒートガンを買ったので
熱してリワークしました
ヒートガン 1800W 強弱2段階切り替え可能 アタッチメント付き
- 出版社/メーカー: ウェイモール(WEIMALL)
- メディア: その他
- この商品を含むブログを見る
まとめ
正面だけでなく横からも光っているのを確認できるようになりました
一応文字も出せるようになっています
Hello Worldを表示しようとした
共同開発者のあみうなぎ (@AmiUna0x1A0) | Twitterが表示させた例
20個のLEDながらきれいに表示できています
以降グラフィックポイはAPA102 2020を使用していきます
グラフィックポイ製作 (0)
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グラフィックポイ製作 (7)
グラフィックポイ製作(1)
実際にプロトタイプを製作しました
9月ぐらいに作成していたのですが更新が面倒だった…
回路設計
プロトタイプなのでLEDを片面15個配置し計30個点灯させます
LEDにはWS2812B互換の3.5mm角なSK6812 Miniを使用しました(後で問題になり使えないのに1500個のリールを買ってしまった!)
マイコンにはESP-WROOM-02を採用しています
回路図
制御部
LED部
DCDC部
基板図
実装
今回はPCB製造をElecrowさんで頼みました
約二週間強で届いたのでまずまず
ハンダペーストを爪楊枝につけて手で頑張って載せます
載せました
作ったりリフロー炉に突っ込んで焼きます
点灯します
振ったところはうまく取れなかったのですが不規則に色が点灯する部分があった
※色が狂ったのはプログラムのミスでした…
とりあえず光ったので良かったですが
問題点
SK6812だと横からの視認性がとても悪いです
この手の種類のLEDは他にDotstar(APA102)と呼ばれるLEDがあります
このLEDは中のチップLEDに対してレジンで上部が固められているので横からも光ります
5mm角と2mm角の2種類がありますが
間隔を細かくしたいので2mm角のLEDを採用しました
※実際はプログラムのミスで色がずれていたの
SK6812の色の反映が遅いのではと考えてしまい
更新が速いLEDをということでAPA102を採用しました…
次回
次回この2mm角のLEDでプロトタイプ基板を作りテストします
グラフィックポイ製作 (1)
