100円均一のステンレスプレートとミスミの安いグリーンフレームのアルミフレームを使って Tool Wagon を作っていますが、やっとそのジョイントが出来ました。
こんな感じでフレームとプレートを固定する感じです。もう少し簡単な形にしようと思っていたのですが、作っているうちに複雑な形状になってしまいました。
とりあえず、テストプリントして良ければ16個プリントしようと思います。色は何色にしましょうかね。赤かグレーか、ツートンカラーか迷っています。
こんな感じにしましょうかね。うん、なかなかいい感じの色です。
あとは、取っ手と台車のジョイントを作ればできそうです。台車は違うものに使ってしまったので100円ショップで再調達です。
ダイソーのステンレストレイが100円で、結構大きいのでこれでツールワゴンみたいなのを作ろうと思います。
39 x 29cm 深さ18mm くらいのが100円。ちょっとしたワゴンにちょうどいい大きさじゃないでしょうか。
他にも、値段が300円まででいろいろあります。
これは300円ですが、40 x 30cm と大きく深さもあります。
少し小ぶりで 32 x 23cm ですが、深さがあるタイプ。200円
上記の浅いタイプ。
ちょっと失礼して、並べて検討。100円のでとりあえず十分だということで、これを4枚ゲットしました。400円。あと写真にはありませんが、２つ並べてちょうど良さそうな、23 x 16cm の少し深めのものも２つゲット。
以下のようなものを作ろうと思っています。簡易的にプレートをモデリングして、接続パーツやアルミフレームの検討をしています。
ベースのフレームは細い18mm と 28mm のグリーンフレームです。
グリーンフレームは太いので作るか、細いのかで迷っています。コスト重視なら細いものですが。
このステンレストレイは、大きさが 39 x 29cm もあって100円で利益出るんですかね。0.5mm くらいなのでコストは抑えてありそうですが。100円ショップ、ほんと楽しいです。
工具が床に散らばるので、部屋の中にあると便利かなと思いまして。こんな感じで工具がちょうどいい感じに載せれます。
高さは50cm を検討。台車も100円ショップで売っていたのでゲットしてきました。
これは、ダイソーじゃなく100円ショップのSeria（セリア）です。1個あたりの耐荷重は約10kg とあります。４つで40kg なので人が乗る用途でもないので十分でしょう。
ストッパー付きです。100円なのに高機能ですね。ベアリングとかは入っていませんが。
台座は四角なので、ジョイントアダプターを作る必要がありますね。
38mm 角のようです。
材料の概算費用は、ステンレストレイが4枚で400円とフレームがグリーンフレームS だと416円、グリーンフレームだと684円。このくらいだったら、太いほうがいいですかね。タイヤが4個で200円。合計で、1016円か、1284円。あと取っ手のフレームも加算しますので100円か200円くらい高くなりそうです。
もう少し、CAD上でつついて検討したいと思います。高さは、50cm もなくていいのかな。トレイは取り外せるようにするか、固定するかでフレームの構造も決まります。
目玉おやじの胴体はボタンになってもらうので、切り落とします。
ボリュームは、使ってないデットストックのをジャンク箱から見つけました。頭を削って調整します。
まだ、配線してない状態ですが収まりは良さそう。
続いて、携帯灰皿のコントローラ加工。こっちは、半固定抵抗で頑張ってもらいます。筐体は白にペイント済みです。
素材は、灰皿部分はアルミで出来ているので基盤を丸くけずり、ベース部分を作りました。半固定抵抗の柄には、グルースティックをつけてあります。
USBケーブルを通し、スイッチを配線します。
で、くみ上げてついにボール型のコントローラーAとBが出来ました！！
１つは、マクドナルドのおもちゃを流用。そして、もうひとつは携帯灰皿を利用しています。携帯灰皿のほうは、蓋を開けるとホイールコントローラとスイッチが見えてなかなかかっこいいです。
本体のケースはまだですが、プレイした感じ。
来週くらいにはケースできるといいかなぁ。ぼちぼちと作っていきます。
かなり面倒な作業がありましたが、なんとかコントローラが出来ましたよ。
arduino で pong 完成までもう少しです。
あと、100円ショップでケースになりそうなものを物色してきました。前回作ったESP12 の温度湿度照度のデバイスを入れようかなと。新幹線のと、レゴ風のケースとどちらかにしようかと。
温度センサーは出さないといけないので、レイアウトに迷います。
真ん中の車両はモーターも付いています。100円ショップは工作材料の宝庫です。
ESP8266 をはじめて見たとき、IoT デバイスを作りたくてゲットしたのでやっと念願かなって出来ました。
ブログは目次がないので見にくいので、道のりをリンクしておきました。こうして改めて道のりを見てみると、最初にデバイスを見たときから4ヶ月経ったんですね。速いものです。あのころは、FDD でプロッター作っていまして素材を物色中に面白そうなデバイスだなと試しに買ったわけでして。こんなに面白いデバイスだったとは露知らず。
目次
続々と素材をゲット 2015/04/18
ESP8266 ESP-12 DoubleBlink 2015/05/08
ESP12単体でwifi connection 2015/05/09
ESP12単体で光センサーアナログ読み 2015/05/09
5V 18650 リチウムバッテリー充電モジュール 2015/05/10
ESP8266 ESP-12 spec 2015/05/11
AM2302温度湿度センサーをArduino Nanoでテスト 2015/06/14
ESP12単体で湿度温度照度のIoTデバイス 2015/06/15
ESP12の配線いろいろ 2015/08/19
Pin半田付け 2015/08/21
リチウムバッテリー駆動でESP-12 2015/08/23
3.3V 固定 DC-DCコンバータを調査 2015/08/23
100円均一の昇圧を使いまわし実装 2015/08/24
とにかく、現場合わせで成り行きで作っていったので温度湿度センサーを乗せる場所がありません。うーむ、どうしようかと思案したあげく、ESP12 の上に乗せることにしました。足を延長してPin ジャックに指すように実装。これでI2C デバイスを交換するときも可能ですしね。
とりあえず、部品が全部のるかどうか仮置き状態。なんとか載りそうです。
ESP12 の下は床下配線。裏面でもよかったのですがどうせ隙間があるのだから有効活用と。プログラムコードも書きかえれるよう、UART の差込口も隙間に納めました。
で、全部組み終えて稼動した全体図がこちら。データをアクセスしているときに点灯するLED はフロッピーディスクのアクセスランプでちょっと小ぶりのやつです。下点灯していないのは赤いLEDで、100円均一の車載用12V ステップダウンDC/DC コンバータのジャンクからゲット。こちらも少し小ぶりでちょうど良かったです。
リチウム電池を充電しながら稼動も可能です。これがしたかったがために、100円均一のDCDC で5V にしてその後3.3V にするロスが出ています。将来は、これをバックブーストタイプの1セル用に作られたIC を使い3.3V を作りたいです。
UART のジャックがあるといいなと思っていたので、そういうのを隙間に作りました。これでコードのデバックや新しいプログラムも利用可能です。
苦肉の策で、温度湿度センサーはこのような配置となりました。
5V に昇圧した配線がちょっと難ありですが、まぁとりあえずです。
今回勉強になったこと
・リチウム電池の変動は4.2V から 2.4V まであり、3.3V 出力する場合はバック・ブーストという方式DC-DC コンバートが有利
・バック・ブースト方式は、英名buck–boost converterで日本語では昇降圧コンバータ
・バック・ブーストは、入力が低い場合は昇圧動作、入力が高い場合は降圧動作をする
・専用IC は各社あり最も有名なのは、LinearTechnology 社のTPS63000シリーズか、LTC3xxxシリーズ
・LT社のバックブースト用ICの検索はここが便利
・1セル用の汎用モジュールは、あまりない。見つかったのはストロベリーリナックスさんが作っているもの
・太陽電池からの充電ユニットもこのバックブースト方式を使っているが、そのモジュール化されたものはVinの最小最大が大きいので、1セル用としては向かない
・電源ソースに、18650のリン酸鉄リチウムイオンバッテリー（Lifepo4）を使いたいところだが、電源管理モジュールが3.8V カットするものがない。あるはずだがまだ見つかっていない
・おそらく、リチウム1セルを使った製品にはこれがあるはず。携帯とかスマホとか。今度ばらしてみたい。
今回の工作でわかったこと
・ユニバーサル基盤でも頑張れば、このくらいまでは密度が上がる
・IoT デバイスというものがどういうものか体感できた（が、ロガーとの差がピンとこない）
・開発ボードを使って作ったほうが多少大きくなるが、速い（テストなら十分、小型）
・充電式にしてみたが、DeepSleep を活用し単3電池とかでもいいんじゃないの？
・そもそもWifi があるところって電源もあるから5V のUSB に挿せるタイプでいいんじゃないの？
今後の課題
・3.3V 生成にバックブースト方式の回路を採用したい
・Deep Sleep の検証
・WiFi がない環境でも採取できるようフラッシュメモリ領域に保存、後にアップロードしたい
バックブースト回路を作るか、買うかは課題としてとりあえず今の手持ちの部品でリチウム電池の変動をカバーして3.3V を作り出すのは以下のようにすることにしました。
リチウム電池 > 充電ユニット > ５Vスイッチング昇圧 > 3.3Vレギュレーター
ロスが2重に発生するので効率が悪いですが、とりあえず実験。
5Vの昇圧スイッチング回路は100円均一のがあるのでこれを流用。4.2V ～2.4V まで安定化電流を変動させて5V は無負荷で出るようです。この５V出力を3.3V レギュレーターに通しESP12 へ給電します。
テストでは、2.7V 付近になるとアクセスポイントへの接続が不安定になりました。3.0V くらいでは安定しているのでとりあえずいけるんじゃないかと見切り発車。
とりあえず、これで組み込んでみることにします。
仮配線
100円均一のばらした5V昇圧ユニット
どうやら、うまく動作しているようです。これで充電しながらでもできる状態が作り出せました。おまけ機能で5V のi-Phone充電機能もついてきます。
メインスイッチが欲しいんですが、手元にないんですよね。まぁ、いいか。組み込みます。
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とりあえず、電源部が出来ました。Junkな部品が約に立ちました。2階建て、両面テープ、空中配線。落としたら壊れますが。
これでリチウム電池を充電しながらでも、動かせます。
あとは、ESP12 本体、センサー、リセットスイッチとメインスイッチをなんとか乗せればOK.
これ、いつも使っているiPhoneの予備バッテリ。
DXにて、1500-1600円くらいのもの。１年くらい前に買ったんだけどね。DXはなかなか魅力的な素材が転がっているので、非常に魅力的です。送料無料で数百円の品でも送ってきますからね。 
電池は、18650のリチウム電池。このUSB電源はなかなか安定していて、iPhone4もほぼ０％の状態から100％まで充電してくれる、なかなかの優れもの。充電機能もあって、バッテリ残量もLEDで4段階に表示してくれるので普段使いに重宝しています。
で、これのUSB Pin1の電圧の推移をiPhone4に接続したときどんな感じで推移するのか見てみました。100円ショップの一応、iPhone4も充電できる改造したUSB電池BOXのように電圧がグラグラしてないといいよなぁって思って、実際どうなのか見てみました。
まず、無負荷では、5.26Vのようです。Pin2,3は配線されていなく0V。これ、充電コードは２芯タイプで、秘訣はiPhone側に挿すアダプタの中にあるようです。コネクタをバラした画像があって、
http://www.dealextreme.com/feedbacks/browseCustomerPhotos.dx/sku.18883~id.61338
こんな感じで、コネクタの中で抵抗分圧してるようです。iPhone Doc側のpin配置はまた別の機会にやるとして、今回はこれの電圧を計ってみます。
5.27Vくらいから、接続した直後4.68Vと変わりなく、推移して4.65-4.7Vを安定推移しています。なかなか安定していますね。ほほ～、ですね。
昇圧回路が優秀なのか、電池が優秀なのかはわかりませんが、（まだバラしてない）、少し高めの電圧（5.27V)を出力しているようです。添付の説明書には、出力5V1Aって書いてありました。
んじゃ、最後に純正のAC電源。 
無負荷時、5.11V
USB Pin2。2.74V 
USB Pin3 2.03V 
で、iPhone4を充電時。5.08V 
さすがは、ACアダプターですね。 
5.08-5.09Vの間で安定推移。なるほどですね～。
こんな品質のUSB電池BOXがあったらいいですよね。
eneloop mobile booster(エネループ モバイルブースター) KBC-L2BSなんかは、iPadも充電できちゃうし、やっぱり高品質なんでしょうね。
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