CNCマシン：Bluetoothでワイヤレス化（その２：完成）

前回からの配線のつづき：

こんな感じでコントロールボックス内部にBluetoothモジュールをつけたあとからの作業。

ワイヤーストリッパーのおかげ：
面倒な配線作業なのですが、先日届いたワイヤーストリッパーのおかげで少しははかどりました。いつものAliExpressで1000円（送料込み）。ガシャンと勢い良く皮膜が剥けます。

非常停止ボタンの見直し：

とはいっても、いろいろ考えることがあって、この際、機能が中途半端だった非常停止ボタンの配線も変えることにしました。40mmもある巨大なボタンなのに、Arduinoのリセットをするだけだったので、コンセントから来ているAC100Vも遮断できるようにすべき。幸いこの非常停止ボタン（これもAliExpressで139円送料無料）、内部に二回路入っていて、ひとつは普段オープン、もうひとつはクローズドになっています。いままでは、普段オープンのほうだけをCNCシールドのE-STOP端子につないでいましたが、普段クローズドのほうもAC100V電源の非常時遮断に使うことにしました。

まずはこの非常停止ボタンを配線することに。ただ、これとは別に主電源スイッチもあるのですが、それもAC100VをON/OFFできます。機能がダブっていそうですが、実はMacBookとArduinoをUSB接続しているときに、主電源を落としてもArduinoはMacBookのUSBケーブルから電源供給されているため電源が落ちるというがありません。非常停止ボタンの場合は、Arduinoもリセットするのでより確実という感じです。ということで非常停止ボタンのほうは何とか片付きました。

新たにスイッチ追加：

今回はBluetoothのON/OFFのスイッチもつけなければいけません。Bluetoothの送受信ピンは、Arduinoのシリアル通信用のピン（D0とD1）とつながっているために、そのままだとUSB接続の際にMacBookから送受信すると干渉してしまいます。

ということで、一個余っていたスイッチを正面のパンチングメタル上につけることにして、これを主電源スイッチに変更。LED付きスイッチなので電源が入っているかどうかも確認しやすいです。面倒ですが、いままでの主電源スイッチの配線を移動。非常停止ボタンとも絡んでいる部分なのでちょうどよかったのかもしれません。それでいままでの主電源スイッチをBluetooth用に。

しかし、配線がかなり複雑になってきてやや混乱気味です。間違うと大変なので、一応紙に配線図を描きながらダブルチェックしつつ作業しました。

Arduinoへの別電源供給：

もうひとつ面倒なのが、Arduinoへの電源供給。これまではMacBookとUSB接続で電源供給されていたけれども、ワイヤレスなので別に電源を確保しなければいけません。レーザー用のDC12V電源があるので、そこからつなげることにしました。Arduinoにも外部電源用ソケットがついているのですが、それは使わないで裏側から直にケーブルをハンダづけしました。上画像でも分かるように、Arduinoボードがケーブルに埋もれているので、取り出すにはケーブル全部とCNCシールドを外さないといけません。これが面倒に感じてしまって後回しにしていましたが、やる気を出して作業続行。

なんとか配線終了：

下の画像のように、この部分はスイッチ類や配線ですごいことに。特に面倒なのがLED付きスイッチ。大抵のLEDつきスイッチは、ただ単にスイッチボタンにLEDが入っているだけでスイッチ部分と連動もしないので、必要な抵抗や配線は自分で考えてつけなければいけません。

LED付きだとON/OFFの確認がしやすくなるし、光ってた方が見た目もいいし、という理由で選んだので作業量が増えても仕方ないですが。

動作確認：

とりあえず、両側の板をつけるまえに動作確認。主電源スイッチは手前パンチングメタル上の赤く光っている丸い押しボタンスイッチです。上画像は、USB接続でも大丈夫か確認しているときのものです。特に問題なさそうです。

正面からみるとこんな感じ。手前パンチングメタル上の赤い主電源スイッチの下にやや緑色に光っているのがBluetooth通信中ということです（通信が切れると赤）。パンチングメタル裏にBluetoothモジュールは入っています。上面の３個並んでいる一番手前がBluetooth用スイッチです（以前は主電源スイッチだったもの）。真ん中がLED照明用スイッチ（まだLED照明はつけてない）。一番奥がレーザー用スイッチ。

一応、BluetoothでもUSB接続でも動くことを確認できたので、両側面の板もつけて作業終了。

ワイヤレス化と言っても、主電源スイッチとBluetoothスイッチをON、そしてbCNCでBluetoothのSerial Portを選んでOpenを押すだけです（上画像左下のConnect on startupにチェックを入れておけば、bCNCを立ち上げたときに記憶しておいたポートに自動で接続されます）。仕組み的にも、シリアル通信のパイプ役になっているだけなので単純です。このBluetoothモジュールはClass1（通信最大距離100m）で強力なので多少のノイズにも強いかもしれません。

これで、パソコン作業しているテーブルの上からもワイヤレス操作可能です。それとbCNCのPendant機能で、他のパソコン、スマホ、タブレットのブラウザ上からもワイヤレス操作可能です。

MacBookをわざわざCNCマシンのそばに持って行かなくてもよくなったので、かなり便利です。ポートマッピングすれば外出先からも操作できますが、そこまではいまのところ必要ないです。

あと残っているのは、トリマーにつける集塵カバー（LED照明付き）くらいでしょうか。以前AliExpressに注文したリング型LEDがまだ届いていないので、それが届いてからつくることになると思います。

AliExpress.com Product - Free Shipping hc-06 HC 06 RF Wireless Bluetooth Transceiver Slave Module RS232 / TTL to UART converter and adapter327円（送料込み）安いので追加で2個買っておきました。

CNCマシン：スイッチパネルの制作

まだCNCマシンのスイッチパネル/スイッチボックスは出来ていないので、昨日また秋葉原に行って必要な端子類など買ってきました。

Z軸の真下あたりに照明もつけようと、ためしにテープ状のLED（一番上）も買ってみました（使うかどうかわからないけど）。画像左中にもLED照明がありますが、これは昔買ったもので、こっちをつかうかもしれません。ピンソケットとピンプラグはプローブ用。それからステッピングモータードライバ用のファン。電源用ソケットとプラグ付きコード（この辺も探したら持っていた）。

だいたいこの部品を取り付ける感じ。

現状はこんな↑感じ。CNCシールド、レーザードライバ、DC24V電源、DC12V電源が一直線線に並んでいる。

この上にもう一枚板のせる感じです。

上面の板は、ここまでは出来ています。AliExpressで買った非常停止ボタン（139円送料無料）も届いたので取り付けてみました。普通に取り付けるなら径22mmの穴をあけるのですが、この板が15mmもあるので、上から径30mmのフォスナービットでザグリをいれて、さらに26mmで貫通穴をあけて、段つきの穴にして取り付けました。そうしないと上から締め付けるギザギザナットがスイッチ本体のネジ山まで届かない。

縦に３個ならんでいるスイッチはLEDで光るタイプ。手前が主電源用（AC100VをON/OFF）。真ん中がLED照明用。奥がレーザー用。

あとは、先ほどのプローブ用ピンソケット、電源用ソケット、ファンが側面につく感じです。LED付きスイッチもあるし、けっこう配線が面倒かも。

秋月や千石のある通りに、二軒ほどLED屋があるので（いつのまにかできていた）ちょっとのぞいてみました。Z軸真下につけるLEDでちょうどいいのがないかと。そうするとリング状のLEDを発見。しかし、２個セットで3000円以上する。高すぎる。径60mm、70mm、80mm、90mmなど、ちょうどトリマを囲むように配置できそう。

あとからAliExpressにも売ってないかなと思って、「LED ring」で検索したらやっぱりでてきた。

２個セットで591円。これに透明カバーがついたものとか、LED部分がもう少し強力そうなものとか何種類かあるけど、このタイプが比較的安い。明るさはどのくらいなのかわからない。大きさも径60〜120mmまで10mm単位でいろいろあるみたい。DC12V仕様。

AliExpress.com Product - COB! 2Pieces(1pair) Auto Halo Rings COB 70MM Angel Eye COB Chips Car Headlight 70mm Car Angel Eyes Motorcycle White Waterproof２個で591円

これは何用なのかと思ったら、自動車のヘッドライトの周囲につけるアクセサリー照明らしい。この大きさはこの車種に適合しているとかたまに説明が書いてあり、サンプル写真ものっていた。

これ↑が正規の利用法らしい。自動車用だからDC12V仕様だったのかと。

いずれにしても、サイズや種類も豊富なのでトリマのサイズにあわせて一個買ってみようかと。

ただトリマの場合、集塵カバーも取り付くので、LED照明を取り付ける部分がなかなかない。集塵カバーにLEDを内蔵してしまえばいいのかもしれないけど、どうしようかな？いずれ集塵用カバーも作り直そうと思うのでそのときにでもまた考えます。

作業のつづき：

その後かなり時間かかりましたが、一応配線終了。LED付きスイッチのLEDがスイッチのON/OFFに連動するのかと思ったらそうではなくて３個分配線やり直しました。全体的に相当面倒な配線でした。

接点がむき出しにならないように、熱収縮チューブとホットボンドも使いました。こんな感じで開けることができるように線を少し長めにしました。けっこう隙間なく詰まっています。

CNCマシンの脇に置くとこんな感じです。まだ側面の板はつけてませんが、一応すっきりしたと思います。LED照明はまだつけていませんが、スイッチ（真ん中）には配線済みなので、LED照明をZ軸裏の端子につなげばON/OFF可能です。予備用にもう一回路あるのですが、それもZ軸裏までは配線済みです。何に使うかは未定です。

まだ上板も固定はしていないのでちょっとずれてのっています。全面はパンチングメタルで、ここから空気が入り込んで右脇にあるクーリングファンから排気されます。パンチングメタル上の左上にあるピンプラグがプローブ用の端子です。プローブを使うときだけここに差し込みます。非常停止ボタンは、CNCシールドのP-Stop端子（E-Stop端子）につないでありますが、まだ試していません。３個ならんでいる一番手前のスイッチが主電源ON/OFFで、これをOFFにするとAC100Vが遮断されるために、モーターやレーザーなども同時にOFFになってしまいます。CNCシールド（Arduinoボード）だけはMacBookにUSB接続するために電源が落ちるということはありません。非常停止ボタンはおそらくArduinoボードのリセットボタンと同じなのかもしれませんが、その場合モーターはOFFになるにしても、レーザーはOFFにならないので、その辺が気になります。ということから、主電源OFFが非常停止になるのかもしれません。

Shapeoko wikiを見てみると、E-Stopには、AC BreakerとDigital Breakerの二種類あると書いてありました。

AC Breakerは、もともとのAC電源を切る方法。

Digital Breakerは、Arduinoに信号を送ってマシン自体（ステッピングモーター）を止める。しかし、スピンドルは別なので、Sparkfunで売っているPowerSwitch Tail Ⅱと連動させればスピンドルも止めることができるようです。

こんな感じのもの↑（$28.95）。

本体に端子がついていて、E-Stopを押すとPowerSwitch Tail Ⅱに信号が送られてAC電源も切ってしまうようです。たしかに便利というか安全そうです。

さらに作業のつづき（スイッチパネル完成）：

ようやく完成。というか側面の板を貼っただけです。なぜか手ノコと穴あけはカッターで作業（このほうが早い）。

側面にUSB端子とクーリングファンがついています。右側2/3は電源類が入っているので簡単な通気口をあけておきました。

前面にあるピンソケットにプローブ用ピンプラグを差しこんであります。前面のパンチングメタルから空気が入ってクーリングファンにより排気されます。主にCNCシールドのステッピングモータードライバDRV8825（４個）とレーザー用ドライバを冷却します。コントロールパネル（コントロールボックス）はすべてネジ止めで組み立てられているので、故障や機能を付け足すときは分解することができます。とにかく配線がとても面倒でした。

あと残っている作業は、スピンドル下のLED照明（集塵カバーも兼ねて）、レーザーシールドの取り付けくらいでしょうか。レーザーシールドについては、現在問い合わせている段階です。レーザー遮蔽アクリルでレーザーダイオードの真下を箱状に囲いたいと思っています。内寸で32.5x32.5x50mmくらい。最悪一面だけレーザー遮蔽アクリルにして、残り３面は普通の不透明アクリル（黒など）でもいいかもしれません。それまでは、かわりになる不透明な箱をつけてみようかと思ってます。

CNCマシン：制作中１４（配線作業その４）

まだまだ配線作業が残っています。同時にスイッチ類などもつけたいと思ってます。
非常停止ボタンも買おうと、前回配線材料を買いに秋葉原に行ったのですが意外に高い（1000円以上する）。AliExpressで探してみると、やっぱり安い。

いわゆる、押したら回さないと元に戻らないボタンスイッチ。ボタンの直径だけで40mmもある。まあ、目立っていいのかもしれないけどかなり大きい。安いので、これも注文（140円送料無料）。これはいずれつけるにしても、他の部分のスイッチや配線作業がまだまだ残ってます。
本体のほうの配線作業もありますが、CNCシールドのほうの配線作業もあるので、こちらからすすめています。

手前に本体からのケーブルをつなげるためのコネクター（2.54mmピッチピンソケット）、そしてCNCシールド、レーザー用ドライバ、DC24V電源という感じで並んでいます。CNCシールドはV3.5、DRV8825を搭載（電流制限セッティング済み）。これらをコントロールボックスとしてスイッチ類もつけて完成させたいのですが、スイッチパネル制作などはまだ。全体的に細長い感じになる予定。

そして、前回の専用台に本体を固定するためのLアングルは穴あけしボルトで本体に固定。いまのところミニクランプで台に固定中。これでも大丈夫かもしれません。ただ、平行直角の調整を行ってから本格的に固定ということになります。

もう少しで完成しそうなのですが、細かいところがけっこう残ってます。仮運転くらいは近々できるかもしれません。

続き：配線作業（その５）