自作CNCマシン・レーザーカッターについて

2016年7月9日土曜日

HDMIアダプター

Raspberry Pi3にタッチスクリーンを接続するためのHDMIケーブルが、差し込み口に対して向きが合っていないので、いくつかHDMIアダプターを購入してみました。

元々タッチスクリーンに付属していたHDMIケーブルは一番上のものです。フラットケーブルなので曲げにくい方向があります。下にある各アダプターがAliExpress今回購入したものです。オス-オス、90度、11cmの短いケーブル、180度回転可能なものなどあります。国内で購入すると500円以上しますが、AliExpressだとそれぞれ100円~200円前後です。

特に、この二つがタッチスクリーンと接続する際に便利そうです。左のものは90度を２個つなげて180度折り返すパターン、右のものは180度どちらの方向にも折り曲げることができるアダプター（結果的には、右側のものを使う予定）。

こんな感じで、タッチスクリーン（7インチ）には外側に向けてHDMI端子がついているために、裏面の内側に折り返したい時にあると便利です。

最終的には、こんな感じにしたいと思っていますが、実はまだ上手くつながっていません。180度折り曲げて、オス-オスでつなぎ、90度折り曲げてRaspberry Pi本体につなげたいのですが、HDMI端子がこのままだと表裏反転したままになっています。なので、Raspberry Pi本体を表裏反転しつつ、逆90度のアダプターが必要になります。

アクリル板をタッチスクリーン裏にネジ留めし、そのアクリルにRaspberry Pi本体をとりつけるイメージです。ということで、逆90度のアダプターを追加注文しました。

アマゾンだと、ものによっては安いものもありますが、500円くらいするときもあります。
追記：最近は安いものも出てきました。

全部に対応 HDMI 接続変換４つセット mini HDMI ＆ micro HDMI 90° L型延長コネクター

Posted at 2017.6.6

ten10

販売価格￥63

(2017年6月6日16時5分時点の価格)

売上げランキング: 470

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AliExpressなら、

AliExpress.com Product - HDMI male to HDMI female cable adapter converter extender 90 degree right angle adaptor for 1080P HDTV near wall PC monitor

AliExpress.com Product - 180/360 Degree Rotating Adapter HDMI Male to Female HDMI Cable Adaptor Connector extender for 1080P HDTV

AliExpress.com Product - 12cm Angled Mini HDMI Male to HDMI Female M/F Adaptor For Monitor and Camera device With Mini HDMI
100円〜200円前後で購入できます（2~3週間かかりますが）。探せば上記以外にも、もっと安いものもあると思います。

最近は、アマゾンでも中国製の安いものがたくさん売っています。アマゾンに在庫がある場合は、すぐに発送してくれることもありますが、ものによっては中国から発送してくる場合もあるので、AliExpressで購入するのとあまり違いがない場合もあります（届くまで時間がかかる、AliExpressよりやや高い）。

追記：
Raspberry Piの小型モニターとHDMI接続するなら以下のコネクタがいいかもしれません。

AliExpress.com Product - Elecrow HDMI Connector for 5 inch HDMI Raspberry Pi Screen Dispaly DIY HDMI Connector Kit　113円（送料無料）180度折り返しのプラグなのでモニタのサイドに出っ張りがなくてよさそうです。

2016年6月14日火曜日

Raspbarry Pi3 7インチタッチスクリーン1024x600px

Raspberry Pi3（AliExpressで4328円）を購入した際に3.5インチタッチスクリーン（480x320px:1322円）も同時に注文しましたが、3.5インチだと小さすぎて使いづらいので、さらに7インチタッチスクリーン（1024x600px:5028円）を注文し直しました。それが今日届きました。送料無料でしたが、8日間で届いたことになります。かなり早いほうです。

Raspberry Pi3本体よりも値段が高かったのでためらいましたが、やはり3.5インチでは使いづらいので購入することに。いつものようにAliExpressで探してみましたが、結果的に1024x600pxのものにしました。
公式の7インチタッチスクリーンもありますが1万円くらいします。しかも解像度が800x480pxです。

Raspberry Pi RASPBERRYPI-DISPLAY

Posted at 2017.6.18

Raspberry Pi

販売価格￥10,899

(2017年6月18日0時4分時点の価格)

売上げランキング: 1334

Amazonで詳細を見る

AliExpressで探してみると、当然安いのですが、7インチでもいくつか種類がありました。
だいたいは、7インチでも
・800x480px、タッチパネルなし（3000円前後）
・800x480px、タッチパネルあり（4000円前後）
・1024x600px、タッチパネルなし（4000円前後）
・1024x600px、タッチパネルあり（5000円以上）
という感じ。

AliExpress.com Product - LCD HDMI Touch Screen 5 inch Display TFT 800*480 for Banana Pi Raspberry Pi 3 / 2 Model B / B+
解像度だけで見れば、800x480pxなら5インチというのもありますが、3.5インチ480x320pxでは小さすぎたことから、できるだけ大きく1024x600pxを候補としてます。

こんな感じで公式と同じ7インチ800x480pxの大きさですが、いろいろ基板とかついているため、ケースがないとこのままでは使いにくいという感じ。4200円送料無料。いちおうタッチスクリーンです。
これでもいいかと思いましたが、もう少しさがしてみると、

これは7インチでも1024x600pxもあります。しかも3230円です。しかしどうやらタッチスクリーンではなさそうです。タッチスクリーンはあまり使わないので（でもあったほうがよさそう）、これでもいいのかもしれません。

これは先ほどのものにケースというか土台がついたもの。4307円。あまりいいデザインではないですが、こんな感じでまとまっていれば使いやすいかもしれません。これもタッチスクリーンなしです。ただの1024x600pxのLCDスクリーン。ただこれも含め上の３つは基板は同じタイプ。小さい基板とタクトスイッチの基板はキーボードと書いてありますが、何か調節用でしょうか。気になるのが電源部分。もしかするとRaspberry Pi本体とは別に電源が必要かもしれません。USBとDCプラグのケーブルがついているので、Raspberry PiのUSB端子から電源供給かもしれません。

そうなるとつぎに考えられるのは、1024x600pxでタッチスクリーンのタイプ。

こんな感じで余計な基板などなくすっきりしているタイプ：7794円。1024x600pxでタッチスクリーン。アクリルっぽいケースというかフレームがついています。でもけっこう高価です。ケーブルもUSB経由でタッチパネル制御、モニターはHDMIケーブルです。

そしてこれのケース（フレーム）なしのものが、今回購入した以下のもの。

現在5384円。購入したときは5%オフとクーポンで5028円でした。
これは1024x600pxでタッチスクリーン。
それで、最初の写真にもどると、

5000円代になると、このようにタッチパネルの基板も本体にまとめてあって、HDMIケーブルとUSBケーブルを接続するだけです。別電源は必要なし。ただですらケーブルでごちゃごちゃしてしまうので、できるだけすっきりしていたほうがよさそうです。裏側は以下のような感じ。

注文して次の日には配送したようで、送料無料になっているわりには8日間で届くというかなり早い対応です（ほかのショップもこのくらいの対応をして欲しい）。たぶん、他のショップの多くは注文を受けてから在庫確保しているに違いない（無在庫転売/ドロップシッピング）。そのためすぐに配送できないのでしょう。
このショップはおそらくメーカー直送のためか、配送もすぐだったし梱包もしっかりしています。
内容物は：
7インチタッチスクリーン本体
HDMIケーブル
USBケーブル
ネジ＋スペーサー
DVD-R

そして付属DVD-Rには、以下のようなものが入っていました。

さらに中には、

マニュアル各種、ドライバー、イメージファイル、ソフトなど一通り必要そうなものが入ってます。配送の対応が早かったし、付属のソフト類もきちんとしており、ここのショップは今までになくかなり親切です。
Documentフォルダのなかに7inch Quick start(Read Me).pdfがあるので、それを見てみると、

1 .How to easily check if the LCD is OK?
Connect the LCD's USB interface to the windows-system computer's USB interface,
connect the LCD's HDMI interface to the computer's HDMI interface (connect to USB, then connect to HDMI).
Normally, we can see the Windows to identify a touch driver. When the installation is completed (the first installation generally requires 3~5 minutes), you can test the touch and LCD display.
2. using the images we have provided.

Step 1: Step 2:
Step 3:

Copy the image to the computer.
Format SD card by “SDFormatter.exe”, downloaded the image into the SD card by
“Win32DiskImager.exe”.
Insert the SD card to Raspberry Pi, use the HDMI cable to connect Raspberry Pi
and LCD. Connect the one of four USB of the Raspberry Pi and LCD with the USB cable, then Raspberry Pi on electricity. If the display and touch are normal, the procedure is successful. (Please use the 2A power supply enough)

3. how to use with the official mirrors of Raspberry Pi?

Step 1:
Step 2: Step 3:

Download the latest image from the official website.
https://www.raspberrypi.org/downloads/
Format SD card by SDFormatter.exe, downloaded the image into the SD card by “Win32DiskImager.exe”.
Open the SD card drive, find the config.txt file in the file, then add the following code in the end according to resolution:
·For 7inch HDMI LCD (B)(800 x 480),Add:
max_usb_current=1
hdmi_group=2
hdmi_mode=1
hdmi_mode=87
hdmi_cvt 800 480 60 6 0 0 0
·For 7inch HDMI LCD (C)(1024 x 600),Add:
max_usb_current=1
hdmi_group=2
hdmi_mode=1
hdmi_mode=87
hdmi_cvt 1024 600 60 6 0 0 0

こんな感じです。どうやら、公式のイメージファイルも使えるようです。SDカードにマウントしたイメージファイルのconfig.txtに上の４行を書き足せばいいようです。
しかし、このようにやってみたのですが、画面には何もでてこない（白画面）でした。よく読むと一番上にUSBとHDMI接続すると3~5分くらいかけてタッチパネルのドライバーがインストールされるようですが、すぐに電源を切ってしまいました。モニターはHDMI接続なので、すぐに使えるとは思うのですが、少なくてもタッチパネルのドライバーはインストールしないとダメそうです。
ということで面倒なので、DVD-Rに入っていたイメージファイルをチェックしてみると、2016年3月のものになっていたので（現行の公式イメージファイルより一つ古いバージョン）、まあ大丈夫だろうと、そのままこのイメージファイルごとをマウント（ApplePi Bakerで）しました。やはりそうするとあっさり使えるようになりました。

一通りwifi、キーボード、日本語など設定し、
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
をしながら、scrotやbCNCもインストールもしてみました。

これ↑が、bCNCの画面です。3.5インチとは違って広々しています。縦が600px、このままだとやや下のほうが欠けていますが充分つかえそうです。左下が上下左右のジョグボタンです。ぎりぎり入っているのでこのままでもいけそうです。
以下は3.5インチのときの画面。かなりちがいます。上の画面の約1/4くらいしか見えていなかったという感じです。

それとこの3.5インチだとHDMI経由ではなくI2C通信で画面を表示させているため、すこし反応が遅いのも気になっていました。
今回の1024x600pxだとかなり実用的です。同じ7インチでも公式の800x600pxよりもピクセル数は多いのでその分表示される内容も増えます。
やっとこれでRaspberry Pi3が使えるようになったという感じです。

ちなみに画面が小さい場合は、右側の「State:」をクリックすれば折りたたむことができるので、下の「Command:」の入力欄も見えるようになります。また右画面との境目を左右に動かして画面幅を調整することもできます。

http://elinux.org/RPiconfig#CMA_-_dynamic_memory_split

追記：
どうやら付属のイメージファイルには以下のbcm2835というCライブラリも既にインストールされているらしい。

Install C Library bcm2835

The bcm2835 installation package file can be found on: /home/pi/bcm2835-1.25 under the image we provide, or can be obtained from the official website: http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/
Copy the installation package into your own system via a USB flash drive, enter the bcm2835-1.25 folder, then do this to install:

./configure
make
sudo make check
sudo make install

2016年6月3日金曜日

CNCマシン：レーザーシールドの改良

先月レーザーモジュール用にABS樹脂でシールドをつくりました（記事はこちら）が、それを改良しました。まずは結果から。

こんな感じです。赤いレーザーシールドを下部に付けました。これで照射している部分が見えます。左隣のレーザー用ゴーグルと同じ材質です。
前回までのシールドはただの黒いボックスでした（以下）。

前回の状態でもレーザー光が外にはみでなくなったのでよかったのですが、照射部分がよく見えないという問題がありました（見ないほうがいいのですが）。その後もレーザー防護アクリルを探してみましたが、300mm角で１万円以上するとか、Ebayやアメリカのショップで安いものも見つけましたが、送料が高すぎて300mm角程度でも合計で8000円くらいになってしまいます（トラブル防止のためトラッキングありの配送方法となってしまうらしく、配送代だけで6000円以上となってしまう）。
AliExpressでも安いレーザーシールド（海外ではLaser Safety Windowなどと呼ばれている）は売っていなくて、しかも5mm厚のものがハガキサイズ（100x150mm）でも4000〜5000円くらいします。ということで諦めていたのですが、AliExpressだとレーザーゴーグルは安い（一個160円くらい/専用ケースなしの場合）ので、それを改造してシールドをつくってみようかなと。いままでつかっていたゴーグルと同じものですが、さらに２個注文しておきました。合計で320円送料無料です。

「レーザーシールドの制作」
材料の準備：
まずは材料となるレーザーゴーグルを２組用意します（もったいなさそうだけど、２組で320円くらいなので）。普段使っているゴーグルは同じものですがもう一個別にあります。
そもそもこの値段から単なる赤いアクリルや塩ビかもしれないですが、一応レーザー用として売られているので少しはましかと。

ゴーグルの右目と左目の部分から材料を切り出します。

模型用のノコギリがいいかもしれません。刃が細かくて切りやすいです。プロクソンのテーブルソーもあるのですが、割れてしまうかもしれないのであえて手作業で。

こんな感じ↑でフレームから外したゴーグルをまずはまっぷたつに。

鼻にかかる部分やゴーグルのサイド部分が折れ曲がっているので切り落としてしまいます。必要なのは一番面積の大きい目にかかる部分です。同じようにもう一方も切ってしまいます。このゴーグルはアクリルではなくて、おそらく塩ビだと思います。完全に切れてない部分を手で折り曲げてみたらアクリルならパキッと割れるはずなのにぐにゃりと折れ曲がったので。

材料の熱加工：

切りとったゴーグルは湾曲しているので、熱で平らに加工します。

ヒートガン（なければドライヤーでもいいかもしれません）とクッキングシート（両面テフロン加工済み）を用意します。クッキングシートは100均で売っていると思います。幅30cmで耐熱250度のものでした。

こんな感じでクッキングシートに材料をのせて熱します。この熱する加減が難しいので注意して下さい。熱しすぎないように。このとき、クッキングシートをやや大きめに切っておいて、半分に折れるようにしておきます。熱すると柔らかくなるし手で触ると熱すぎるので、クッキングシートを折って材料をはさんだ状態でひっくり返して両面熱します。

これ↑は、表面の温度を計測できる赤外線温度計です。これがあると便利なのですが、温度が120度くらいで熱するといい感じだと思います。やってみて分かりましたが、150度を超えると溶け過ぎてしまいます。

熱しすぎると溶け始めてきて、このように↑気泡のようなものが表面にでてきます。材料の表面の変化をよく観察しながら熱したほうがいいです。

ある程度熱したら、クッキングシートを折って上からアイロンで押しつけます。アイロンの温度も120度くらいがいいと思います。このアイロンの場合、中温で150度くらいだったので、それ以下という感じ。低温でもいいかもしれません。最初アイロンを動かさないで10秒くらい強く押し付けて、少し温度を下げていくといいかもしれません。一度確認して、まだ材料の湾曲がとれていなければ、またヒートガンで熱する感じ。それの繰り返しで両面やるといいと思います。必要以上に温度を上げてしまうと溶けてしまうので120度くらいを目安に。

注意しなければいけないことは、温度もそうですが、アイロンのスチーム噴出口の部分で押し付けないように。ボコボコになってしまいます。平らな部分で押し付けてください。

何回か繰り返して、ようやく平らになりました。

湾曲している部分を向き合わせて重ねてみて隙間ができなければ平らになっています。

そんな感じで合計4枚平らにしました。

材料を寸法に合わせてカット&サンディング：

つぎに平らになった材料を必要な寸法に製材します。キズがつかないように両面をマスキングテープで養生しておきます。余分なところを模型用ノコギリで切り落として、だいたい正方形にします。一枚から42mm角くらいの材料がとれる感じでした。厚さは2mmちょっと。

平行や直角はサンドペーパーを使って調整します。#100で削りとって、#240で細かな調整という感じです。大体かたちが整ったあたりで、ノギスで4辺を計測して書き込んでおきます。今回は37mm幅のものと41mm幅の２種類必要なので、大きいものは41mm幅の材料にします。

レーザーカッターで切ればいいかもしれませんが、塩化ビニール系は有毒なガス（黒煙/ダイオキシン、あるいは塩素など）が発生するようなのでやめておいたほうがいいです。

接着作業：

つぎに、かたちが整った材料を接着するわけですが、材質に合わせて接着剤を選ばないといけません。万能そうな瞬間接着剤を使ってもいいのですが、できれば溶着させたいということから、持っている接着剤を使って材料の破片にいろいろ試してみました。まずはABS樹脂用接着剤（プラモデルの樹脂用）。やっぱりくっつきません。アクリルっぽくはなかったので、塩ビ用接着剤を試してみました。

上画像手前にある端材で接着してみて確かめました。ちゃんとくっついていました。いわゆる溶着という状態です。ということから塩ビ用接着剤で大丈夫そうです。材料が限られているので一応慎重に進めています。

あとは材料をミニクランプで固定しつつ直角も出しておいた状態で接着剤を角に流し込みます。アクリル接着と同じように、サラサラした液体接着剤なので隙間に流し込むような感じです。量が多いと流れだしてしまうので、かなり少なめで充分です。足りなければまた後で流し込めばいいので、とりあえず仮止め的な感じでほんのちょっとだけ隙間に流し込みます。