Arduino:オリジナルキーボードを作ってみよう

前回sai2を使い始めたわけですが、むかーしお絵描きをしていたころと比べて隔世の感がありますね。
ちっさい(はがき大）のタブレットを使っているんですが、パソコンが昔に比べて高速になったこともあるのか、サイズをかなり大きく(4kくらい）とっても結構なめらかに描けるのは感激です。

まあ画力がついてこないわけですが・・・。

で、ちょっとイタズラがきをしてみていたのですが、sai2は特にパスツールの出来がスゴくイイ！と感じました。書いてからの編集機能も充実してますし！

だけど、ショートカットが結構めんどくさい。

そういえば以前のコレ（Arduino:DigiSpark(TINY85)を動かしてみる）が、ピン数は少ないもののUSBでHID動作？するらしくて、さらにコレ（Arduino:Wemos ESP32 Lolinを動かしてみる(途中)）は結局良品がおっかけで送られてきたけど初期不良のものは修理できず、ディスプレイの死んだESP32という扱いで放り投げられている。
さらにさらに、Win95時代に買ったままもう何年つかってないかわからないUSBテンキーパッドがある。

これを

TINY85－(I2C)－Loliin－テンキー

でつないであげれば、オリジナルキーボードができてしまうのでは！？と考えました。

できあがったのがこちらになります。

テンキー部分解図。古いものは作りが正直で使いまわししやすくていいですな。
一番左のがキーマトリクスの電極シートがスペーサー入りで重なってるもの。
真ん中がシリコンゴム製のバネ相当のシート。
一番右がキー部分。プリンタで印刷したものをセロテープ＋両面テープでキートップに。
キーマトリクスの上にあるのがLolin。３Dプリンタで基板ベースとカバーを作成。

TINY85の裏側に基板をピンヘッダをかませて固定。
TINY85の端子穴が2.54ピッチでキッチリつくられていたのでバッチリだった。

元々のキーマトリクスが7x6だったけどそんなにLolinに空きポートが無くて、複数ピンを共有にしたりして4x6マトリクスにまとめたけどキーがひとつだけNCになってしまったりしました。まあよし。
I2Cバスは、TINY85側が5Vなんで5Vでプルアップしています。Lolin側の3.3Vプルアップも生きたままだと思うけど、きっと大丈夫！（根拠なし）

ケーブル部は死んだUSBケーブルを流用。接続部はピンヘッダのオスとメス。電源はTINY85経由でひっぱったUSBの電源供給でLolin側もなんとか動いてくれているようです。

両方のソースも貼っとこうかと思いましたが、こんなアホな構成で作ろうと思う変態は自分だけだと思うのでやめときます。

Ender-3X：ガタツキ修正

いやー３Dプリンタ買ってよかったなあ～

ちょっとしたプラスチック製品が（出力に時間はかかるけど）すぐ手元に用意できるというのはとても快適。それもちょー使いやすい３DCADであるところのFusion360のおかげなのですが。

そんな３Dプリンタですが、どうもここのところ出力品質が低下している気がしていました。で、確認してみるとベッドにガタツキがあることがわかりました。
既に購入からの出力は1kg超えであり仕方ないことです。
組み立てタイプは修理もわかりやすいのでいいですねー。

画像がトんじゃってますが、ベッドを下から見ると、Y軸レールを支えている４つのプーリー（車輪）があって、この内２個が偏心ナットが使われています。
下の写真の軸受のところが六角になっているのがそれです。


ここを少しひねってガタツキ確認、を繰り返し、締めすぎない程度に調整をします。
念の為センターも六角レンチで確認したところ１箇所緩んでいましたので少し締めました。

ガタツキが無く、テーブルがなめらかに動くことを確認し、テーブルの高さだしを行った後でテストプリント。問題なし！

Shapeoko3:エンクロージャーからの吸出し口

遅々として進まないShapeoko3の準備ですが、ダストシューと排出チューブを接続する部分の設計は、ほぼ決定稿といえるものができました。

ダストシュー完成イメージ
高さ方向の調整ができないと使いものにならないということがわかってきた
左側の筒部分が排出チューブ接続部だけど上記の決定稿ではない

ただ、いきあたりばったりで設計してプリントしててもダメだなあ、というのは（今頃になって）実感しています。

そのいきあたりばったりの一つで作ったのが、エンクロージャーからの排出チューブの取り出し口。なんとなく作ってみたものの組み立ててみると色々ダメなところが判明しました。

エンクロージャーは木の枠組みの天面、側面に、木のフレームに厚手のビニールを貼ったものを使っているんですが、排出チューブをどこかに通さないとだめなわけです。
作業領域は垂直方向よりも水平方向（XY面）の移動量が大きいので、排出チューブはXY作業領域のほぼ中央の上部から引き出してやれば自然にひきだせるかな、と考えました。

そこで左の図ののように、シートを上下から挟む形の排出チューブホルダを作りました。ところが

1. 思ったよりもビニールがたわむ
2. 同一面のホルダ固定にボルトーナットを使う設計をしたが、作業性が悪すぎる
3. 内側、外側のホルダの締結にボルトーナットを使う設計をしたが、作業性が悪すぎる
4. チューブがある程度動けるようにとホルダ径をチューブ径に対して余裕をもたせたが、チューブの蛇腹が引っかかる要因になってしまっている（ようだ）

１は、ビニールがたわんで作業がままならなかったため、ホルダを両面テープでビニールに貼り付けてから締結するという形でなんとか対応。
２はボルトを軸として、ホットボンドで固定してしまいました。
３はボルトをビス（ネジ）に置き換え、内側のナットをホットボンドで固定して外側からネジ締めすることで対応しました。
４は…未対応。実際に動かしてみて問題点が出たら考えることにします。

shapeoko3:ダストシューをどうしよう

そういうわけでダストシューを用意することにしました。まずは下調べ。
既成品もありましたが、

• 北米にしか売ってない
• そもそもDewaltばっかでMakita対応がほとんどない
• 高い

一例。でも参考にさせていただこう

ということでやはり自作か。
またwikiを頼るわけですが、みなさん色々と試行錯誤しながら作られているご様子。
でもやっぱりDewalt優勢

で、CNCフライスであるShapeoko3自身でダストシューを作られている例も多々あったのですが、まあ本末転倒（それを作るのだけを我慢してなんとかする手もないわけではない）。
そもそも制作用の部品の入手について、エンクロージャー作成時にも感じていましたが、ホームセンターと通販でなんとかするのは効率が悪いな、と。
これを一挙に解決する手段として、３Dプリンタの導入を検討することにしました
（大いに自分に言い訳している感は否めません）。

とはいえオカネナーイなので、いわゆる激安プリンタを探すしかありません。

• 価格上限はフィラメント込み3万まで
• とにかく筐体剛性が高いこと(これでイタイ目を見たこと有り)
• PLAでもいいけど、(使ったことのある)ABSが使えたほうがいいな

というわけでamazonやらAliexpressやらを探したのですが、結果2点に絞られました。

GEEETECH 3Dプリンター Prusa I3 Pro B　11/24現在　19,999円(送料込)
Comgrow Ender-3X　11/24現在　24,500円（送料込）

Prusa I3 の方が安いし、できることも多い感じだし、細密な造形ができそうなんですよ。
しかも組み立てをスゴイ細かに描いてくださっているサイトも見つけました。

マーティの工房日誌　様

スゴイ詳細なんですよ。スゴイ詳細で……これは自分にはハードル高いな、と。
というかハードウェアいじり自体を楽しめる(不具合も楽しめる)気概がないとつらそうだな、と思ってしまいました。できれば自分はその先で楽しみたい。いや違う使っていきたい。

というわけでEnder-3(x)をポチりました。中国製だけど倉庫は国内なのであっちゅうまに届き、早速組み立て。結果的に言うと同梱されていたペラ紙(でもカラー)と、USBメモリ内にあった組み立て説明書(結局ちら見だけで読んでない)で問題なく組み立てられたはずなのですが、以下のYoutube動画を見ながら組み立てていきました。大感謝。

激安３Dプリンタを組み立てる（組み立て編）
激安３Dプリンタを組み立てる（調整編）

ハマったところとしては、この動画内でもありますが、既に組み付けられていたテーブルのY軸がなめらかに動作しないこと。他に、X軸がなめらかに動作しないこと、Z軸がなめらかに動作しないこと。

なんだみんななめらかに動作せえへんやん！

上記の動画内ではY軸について、固定しているネジを一旦緩めて締め直したらスムーズに動くようになった、と説明されていますが、実際はテーブルを固定している4本のネジの内2本が偏心ナットというやつで、これでテーブルとガイドレールの調整をしているのでそれらを適切に調整することでなめらかに動くようになります。それを理解しないで緩めただけでは解決しないので注意が必要です。自分も事前にShapeoko3で知らなかったらヤバかった。

X軸に関しても場所は違いますが要領は同じで偏心ナットの調整です。
Z軸に関しては難儀しましたが、一旦Z軸になっているネジロッドとZ軸用ステッピングモーターの結合部のネジをゆるめ、X軸とZ軸の結合部にある、メス側のネジ受けを固定するネジを若干緩めて遊びを作ることで対応できました（この後前述の結合部のネジはしっかり締めました）。ここを締めすぎると長いZ移動のどこかでトルク不足に陥って止まってしまいます。でも使ってたら段々緩んできそうで気が抜けぬ。

元データ

Z軸調整前

Z軸調整後
明らかに反ってますがそのあたりの苦闘は別の回で

それと、メーカーは「仕様」と言い張っていますが、スライサ側からGコードでテーブルとノズルの温度設定を投げているはずなのに、ノズルの方だけ反映されない（0度のまま）ということ。こちらはGコード実行開始『後』、プリンタのコントロールパネルからノズルの温度を設定してやると動き出すことで対処しました。
なんつーか、制御ソフトは色々とありそう。どうやらどこかにソースが公開されているらしいんだけど、ブートローダーがないとかなんとかちょっとめんどくさそうなのでそのうちやれたらやるリストに入れました。

でも色々苦労しました（してます）が、段々出力品質が上がっていくのはちょっと楽しいと思いました。

激安プリンタなのにネジ印刷できるんですよ！
すごくないすか！？（Fusion360もスゴイ）