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新しくラジオペンチ(やニッパー)を買ったときに違和感があって、なんでだろうなあと考えていたところ、バネの有無ということがわかった。

なんとなくバネがあったほうが自動的に開いて便利な気がするけど、これが自分にはあってないみたい。

バネがあると自分で開かなくていい一方で、閉じるのに余計に力がいるので素材への力のかけかたが少し難しくなる。バネなしなら指先の延長のように扱えていたのに、バネつきだと手袋をして作業しているような感覚。

というか実際、自分はバネで自動的に開く機能を使うことがほとんどない。人差し指と薬指をペンチの外側に、中指を内側に入れて、開きかたをすべて指で制御しているので、むしろバネが負担にしかなっていない。

古いペンチばかり使ってしまっていた原因がようやくわかった。そしてすべてのバネをはずした。

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3Dプリンタとペンプロッタはほとんど似たようなものなので、アタッチメントをつけて簡単にペンプロッタ化してみた。アタッチメントはこんな感じ。4〜5回施策してプリントしていい感じになった。STLなどは Thingiverse に上げた

  • 簡単につけかえできること
  • それなりに精度が出ること (0.5mmぐらい)
  • ペンをあまり選ばないこと

を要件にして、スライド式のペンホルダと、本体へのアタッチメントという構成に。ステッピングモータに被せて設置する形にすることで脱着を簡単にした。

試行錯誤の経過:ペン先がブレすぎてダメだった例


剛性をあげたりスライド方式をみなおした例

Simplify3D の設定

  • Extruder
    • Retraction Vertical Lift を 3mm などに (ペンを上げる動作)
    • Extrusion Width はペン先の太さに (適当でもよい)
  • Layer
    • Primary Layer Height 0.2mm
    • Outline/Perimeter Shells 1
  • Temperature
    • Primary Extruder
      • アンチェック Wait for temperature controller to stabilize before beginning build
      • 温度を20℃に
    • Heated Bed
      • アンチェック Wait for temperature controller to stabilize before beginning build
      • 温度を20℃に
  • G-code
    • アンチェック 5D firmware (include E-dimension) (E軸のコードが出力されなくなる = エクストルーダが無効になる)
    • Build volume X-Axis: 224 (250-26) Y-Axis: 131 (210-79)
    • Origin offset: -26mm -79mm
  • Scripts 後述
  • Advanced
    • Start printing at height 0.6mm
    • Stop printing at height 0.8mm
    • アンチェック Minimum travel for retraction

Top Solid Layers / Bottom Solid Layers を0にすれば輪郭だけ出せる。

Starting Script

M115 U3.0.7 ; tell the printer latest firmware varsion available
G28 W ; home all without mesh bed level
G80 ; mesh bed leveling
G0 Z10
G0 X40 Y100 F4000
G0 Z0.8
M0 Click to continue
G0 Z10

メッシュレベリングしてZ軸を出したあと、適当な位置に移動して、Z0.8 にする。この高さが基準なので、M0 で一旦マシンを止める。ペン先を出して、少しテンションがかかるように調整して紙に接触するようにする。この状態でマシンをボタンを押すとプロットが始まるはず。

Ending Script

M104 S0 ; turn off temperature
M140 S0 ; turn off heatbed
M107 ; turn off fan
G0 Z10
G1 X0 Y200; home X axis
M84 ; disable motors

Z10 にして退避させてる。

データの作りかた

Simplify3D を使う場合、入力データはSTLなので、適当に厚みをつけてやる必要がある。

単に文字を出すだけなら OpenSCAD がお手軽

linear_extrude(height = 1) {
    text("テスト", size=20, font="Noto Sans CJK JP:style=Black", spacing=0.9);
}

こんな感じで任意のフォントで文字を出せる。

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要件

  • PCで再生させた曲と電子ピアノの音をミックスしたい
  • 出力を3人で同時にヘッドフォンで聞きたい
    • この際、ヘッドフォンの種類が違う場合でも音量を揃えたい

普通だとステレオミキサ+複数出力のヘッドフォンアンプでやることだけど、電源の管理が面倒なので機器を増やしたくなく、これを同時にやる方法が見つからないので自作することにした。

動機

PCで再生させながらピアノの練習をしたりする必要があるんだけど、ピアノをひいてるとそっちの音しか聞こえなくなってしまうことがあり、特に子どもの場合走ってリズムがどんどんずれるので、自然と聞けるようになんとかしたい。

仕様

入出力

  • 3ステレオ入力 VR なし
    • 入力側の装置で音量調整できるので
  • 3ステレオ出力 VR あり
    • ヘッドフォンの種類が違う場合に音量を揃えるため

電源

  • 9V 電池をレールスプリットして両電源にする (±4.5V)
    • 実際は 8.4V の充電式リチウムイオン電池 006P 型
    • 出力コンデンサを省略したいので (小型化のため)
    • 100kΩで分圧し、中点を出力電流の多いオペアンプで増幅安定化させる

NiMH 1.2V 4本で±2.4Vとかでもいいかもしれないけど、小型にしたい+ミキサーの飽和電圧を上げたい+006P型リチウムイオン電池が1つ余っている、のでこういう感じに。

ミキサー部

増幅率1倍の反転増幅回路で特に変なことはしてない。アナログ加算回路

アンプ部

ミックスされたものを3つのオペアンプでそれぞれ増幅して出力する。これも増幅率1倍の反転増幅回路。ミキサー部でも反転させてるので位相は元に戻る。直接ヘッドフォンをドライブするので、ここも出力電流が多めのものにしておく。

回路図

オペアンプの品種が適当になっているが、実際に使ったのは全て NJM4556ADD。

消費電力

先に計算しておくべきだが面倒くさくてやってなかった。おかげで失敗。

オペアンプ1つの消費電流が6mA (±4.5V)、これが5つで30mA → 回路全体の実測で 37.5mA。常時バッテリー駆動するにはちょっと多すぎる。

電池が300mAhだと8時間しかもたない……

省電力な NJM022BD で 0.250mA なら、5つで1.25mA。これで10日ぐらい。

どっちにしろ、素直に電源スイッチかアダプタをつけたほうがよさげ、ということでACアダプタをつけて常時通電するようにした。

ケース

例によって KiCAD + FreeCAD kicadStepUp で 3D モデルをつくり、Fusion360 で読みこんで適当に設計したのを 3D プリントした。



ref.

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03604/
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-02460/
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-04623/
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00207/
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-02683/

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