2015年4月29日水曜日

KiCadの3DフットプリントをFreeCADで作るの巻

 今年に入ってから、TWE-Liteの工作に使う基板に、専用のプリント基板(PCB)を使うようになりました。プリント基板CADはKiCadを使っています。
 KiCadには既存の部品ライブラリがあります。しかし、抵抗やコンデンサ、FETのような一般的な部品以外は、自分の使う部品はライブラリにはまず存在しません。これらは、回路図の部品も、基板エディタで必要となるフットプリントも、全て自分で用意しなくてはなりません。
 KiCadには回路図ライブラリエディタとPCBフットプリントエディタがあるので、プリント基板を作るのに必要なデータはKiCadだけで用意することが出来ます。さらに、2次元のPCBフットプリントに3Dデータを関連付けすると、基板の部品配置を3Dプレビューで立体的に把握することが出来ます。TWE-Liteを使う工作では、小さなケースに部品を配置する必要があるため、この3Dプレビューがとても役に立っています。
KiCad用の3Dフットプリントを作るにあたり、以下のチュートリアルが参考になりました。 
    Tutorial: Custom 3D models for KiCad 3D viewer


 私も、TWE-Liteの3Dフットプリントを作る過程を録画してみました。
 こちらは 、TWE-Lite SMD本体。

 さらに、ハテナアンテナも。
動画は10分前後ですが、実際には、データシートから必要な寸法を拾い出すのに多くの時間を要しています。
 この他に、電気二重層コンデンサ、リチウムコイン電池ホルダー、 リチウムコイン電池、タクトスイッチ、プラスチックケース等の3Dフットプリントも作りました。これらは、githubのリポジトリで公開しています。

2015年4月26日日曜日

しゃべる戸締りチェッカーのリモート子機を追加

 「みんなのラズパイコンテスト」でTWE-Lite賞を受賞した戸締りチェッカーのリモート子機をもう一台作ってみました。初号機はユニバーサル基板にTWE-Lite DIPでしたが、弐号機はKiCadで設計してElecrowで作ったプリント基板にTWE-Lite SMDを搭載しています。
 初号機のケースは穴あけ位置を間違えた結果、切り貼りの後が痛々しくて見苦しかったので、弐号機はFreeCADで配置を確認しながら位置を決めました。でも、まだ改善の余地があります。

 新旧のリモート子機を並べてしゃべらせてみました。左の黒が初号機、右のアイボリーが弐号機です。 アナログアンプ部分が別物なため、弐号機は妙に大声になっています。
初号機の音声合成ICは「ATP3012F5-PU(落ち着いた女声)」、弐号機は「ATP3011F4-PU(かわいい系の女声)」です。この弐号機の声、何度聞いてもPepperと同じです。PepperもAquesTalkを使っているのでしょうか?

2015年4月20日月曜日

自転車発見器に新機能 タッチでメロディ切り替え

 TWE-Liteのサンプルアプリとして公開されているApp_Melodyは、DI1-DI4に対してメロディーを割り当てて、3+1(停止)種類のメロディーを鳴り分けるようになっていました。App_Melodyを改造した自転車発見器では、送信機のボタンが一個しか無いため、DIの番号による鳴り分けはできません。メロディーは1種類に固定されています。
 これではつまらないので、メロディーをEEPROMから読むように改造し、独自に定義したメロディー更新のパケットによってメロディーを書き換えられるようにしました。これでメロディーは自由に選べるようになりました。しかしこの方式では、メロディー書き換えのためにPCが必要になります。また、書き換え用のパケットを送る操作は、プログラマーでなければ到底できそうにない難解なものでした。

 自転車発見器はTWE-Liteの入出力の一部しか使用していません。未使用の入出力端子のうち、送信機のDI4にリードスイッチを接続して、受信機に仕込んだ磁石にタッチしてスイッチONするという使い方を追加しました。App_Melodyの既存機能により、DI4はメロディーの停止に割り当てられています。これをリードスイッチでONにすると、タッチ操作で再生中のメロディーが止まるようになります。 これだけならリセットスイッチと大して変わりはありませんが、さらに、DI1に接続したタクトスイッチを押しながらタッチすると、タクトスイッチのDI1とリードスイッチのDI4の同時押しができます。この場合の処理として、送信機からメロディー書き換えのパケットを送ることにしました。

 我ながら、面白い機能が出来たと思います。今まではメロディーを止めるために受信機のリセットスイッチを押していましたが、リードスイッチでメロディーを止められるようになったので、受信機のリセットスイッチは廃止しました。

2015年4月19日日曜日

自転車ビーコン 受信機ver3 & 送信機ver4.1

 自転車ビーコンの受信機をElecrowで作った基盤で再実装し、ケースをダイソーの自転車用LEDリアライトに変更しました。このケースはキャンドゥのLEDライトと違い、電池と基板の収納場所が分かれてるうえ、基板に割り当てられるスペースに余裕があるため、改造にとても向いています。
  送信機も、リセットICとGND切り離し用のFETを追加して作り直しました。スイッチを中央に配置して、押しやすくなっています。
以前は受信機の圧電スピーカーをケースの外にボンドで貼り付けていましたが、今度は表面実装用の圧電スピーカーを基板上に実装しました。スピーカーがケース内に入ってデザインの問題は解消しましたが、代わりに音量不足という新たな問題が発生しました。そこで、秋月電子のチャージポンプ内蔵圧電スイッチングドライバモジュールで音量の増強を図ることにしました。上の画像で、左のセットが標準音量版、右のセットは音量増強版(4倍)です。
 これらを並べて動作させてみました。音量の違いがわかるでしょうか?
駅へ行く用事が会ったので、駐輪場で早速試運転してみました。今までは、よーく耳を澄まさないと聞こえませんでしたが、音量増強版では、離れていても聞き取れる、十分な音量になりました。