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先月、ETCの取り付けをしてから1ヶ月以上になります。

MDF板で自作したアンテナの取り付け台座はまあまあの収まり具合ではあるんですが‥‥、

‥‥なんかしっくりこない感‥‥‥。

そこで、3D CADを使ってもっとスッキリ作れないか考えてみることにしました。日頃、3D CADを触ることはまったくありませんが、OSSで無料で使えるFreeCADを使ってモデリングしてみることを通して。


まず、もっとアンテナを寝かせられないのかという観点です。

今の台座は、前方に向けてだいたい50°くらいで立っています。今とほぼ同じ構造を踏襲し、アンテナの角度だけ30°を切るくらいに下げてみるとこんな感じになります。赤がアンテナ、グレーが台座です。



これだと、アンテナの後ろから出るケーブルが台座に干渉してしまっています。スピーカーの露出も中途半端。簡単に言うと灰皿の前後サイズがアンテナの縦サイズに対して狭いんですよね。


そこで、もう少し角度を上げた35°にして、アンテナをもう少し上に上げてみることにしました。こうなります。


※3D CADの使い方を勉強しながらなので、ついでにフィレットを付けたりしています。

これならケーブルの干渉も問題なく、スピーカーも程良く露出します‥‥‥が‥‥‥これでは、先月作った現状のものとあまり変わり映えしないんですよね。わざわざ作り直すほどでもないんじゃないか感バリバリです。

そのため方針を変えて、アンテナのある面(両面テープのある面)をフロントガラス上側に向けることはそのままに、アンテナを90°回転させて、横向きにしてみることにしました。横向きはアンテナを黄色に変更。


アンテナの横幅は縦よりも狭いので、この向きにすれば角度を浅めにできます。開口部もなくせるので、外からの見た目がスッキリできそうです。なお、アンテナは20～60°の間で設置することが推奨となっていますので、これくらいは斜めにした方がいいかなと思います。

ただし、こういう設置にしてしまうと、スピーカーがダッシュボードの中を向いてしまうため、せっかくのガイド音声が聞こえなくなりそうです。というか、スピットファイアはなかなか勇ましい音がするので、音が出ていることはわかっても何を言っているのかはわからなくなると思います。

そこで、アンテナを取り付ける場所の両サイドに穴をたくさん開けて、音が外に出るようにしてみることにします。


ちょうど、灰皿の場所に嵌め込むために下側に作る曲面の板にスピーカーからの音が反射すると思うので、いい感じに音が外に出てくるんじゃないかと思います。

これなら、今よりも何か良さそうな台座になりそうな気がしますね。やっているとどんどん弄りたくなってくるので、もっとこれベースで弄ってみることにしました。

最初に、フロントガラスに貼るわけじゃないので、両面テープから固定方法を変えてみることにします。だんだん3D CADに慣れてきたこともあって、パッチンで嵌め込む構造を作ってみたりなんかしてみました。両面テープの厚み分だけアンテナを上に上げて。


どれくらいの強度になるかのはさっぱりわからないので、パッチンの厚みは勘です。こういう感じで単純ではない構造を作り込んでいくと、わざわざCADでモデリングする甲斐がある気がしてきますね。

次に、見た目が殺風景なので表側に細工を入れてみることにします。

ETCのロゴ画像をダウンロードしてきて、


その明度境界をトレースしてベクター図形にすることができるソフト(Inkscape)を使ってSVG(Scalable Vector Graphics)に変換します。そのままではいびつなところがあるので、それを手動で修正して、


ETCロゴのSVGデータを作成します。


これをFreeCADに読み込ませて図形化し、フロントガラス越しに見える斜めの面のところを彫り込んでみました。



おぉ、これでなんとなくいい感じにできてきた気がします。上から右から前から後ろから見た様子はこんな感じです。





一通りできたので、正射投影から透視投影に変えて、グリグリ回してみた様子がこちら：
https://youtu.be/bdkzav8UMaA


最初は、台座の改良案の雰囲気を考えたかったことで始めたモデリングですが、何だかんだでせっかくここまでできたので、このまま現物にしたくなりました。

世の中には、3Dデータを入稿して3Dプリントしてくれるサービスを提供しているところがたくさんあります。でも、自分では使ったことはなかったので、良さげなところを探すところからです。

選ぶ基準は、
　・値段が安いこと、
　・誰かが常用している実績があること（webで紹介があること）
の2点です。それでなんとなくヒットしたJLC3DPに頼んでみることにしました。ここは中国にある会社で、元々はプリント基板(PCB)の製作を受託していたところだと思います。後から3Dプリントも始めたんだと思います。

注文はすごく簡単で、やることは、CADから3DモデルをSTEP型式で出力し、それを専用のwebページからアップロードすることくらいです。


アップロードしたSTEPファイルをJLC3DPの注文画面でグリグリしている様子がこちら：
https://youtube.com/shorts/YW_TZwgnXO0


形状が細かすぎるところがあって、そのままだと作れないかもしれないと怒られましたが、リスクを許容することにしてそのまま頼むことにしました。

選んだ素材はナイロン12です。こちら（https://nikougiken.jp/column/2110-nylon-differences/）に解説がありますが、ナイロン12は吸水性が低くて寸法精度が高く、温度変化や亀裂に強いようです。そのため、スキーブーツや結束バンドに使われているようです。

紫外線硬化型のSLA LEDO 6060も選べたのですが、屋外での使用には不向きで紫外線に弱いようなのでやめました。熱線カットどころかUVカットすらない昔ながらのフロントガラスに、後ろからなら直射日光がそのまま当たるダッシュボードの環境は、屋外と同等の過酷さだと思うためです。

それで、値段はなんと送料込みでわずか$3.5でした。本当は、見積り段階での3Dプリント代は$8.57だったのですが、なぜか最初から$9のクーポンが使えたので製作費はただ。おかげでこの激安っぷりです。って言うか、そうだとしても、国内の送料よりも安いくらいなのはどういうことなんでしょうね。


で、まだモノは届いていません。
数々の工程を経て、製作自体は終わっているようで、現在輸送中です。



さて、思ったようなものができ上ってくるんでしょうか？

本当はモノが届いてからブログに書こうと思っていたんですが、それではブログが長くなり過ぎるのと、仕掛り状態であることを公にすることで、これをやり始めたことを闇に葬れないようにしました。続きはまた追って。

今日は、朝からダンボールと厚紙で工作を始め、


SA-GIRLのフレームの塗装用の治具ができたと思ったら、


1日中降ったり止んだりの雨でしたね。曇りが続く時間帯があるかと思っていたのに、塗装ができなくて残念です。

明日は雨だとわかっていたので、今日塗装をやりたかったんですが、今日もダメでした。部分的にでも見た目が完成すると、進んだ感を感じられるのですが、しばらくお預けです。

そっちができないのならばと、今日は電気系を製作することにしました。どこから作ろうかと少し考えて、後ろに下がったところで壁(シャッター)に近付いたことを検知するところからです。

全体構成の中で言うと、この赤枠のところです。


車がいなくなったこと検知して、Moddoreを自動で動かす改良をしたときに作った基板を流用して作ります。

その回路図はこれなんですが、

これのサブセットで作れます。

前回、電気系のブログで書いたシミュレーション用の回路図のこの赤枠のところがそれで、


物理的には、そのときに作ったプリント基板を使って、


下の方にだけ部品を実装すれば作れるんです。



‥‥‥で、いきなりですが、はんだ付けして基板完成です。ジャンパーを1本飛ばすだけでOK。


センサーには、シャープ製のこの距離センサーを使います。



この手のものは、秋月電子で買っていたんですが、アリエクでも売っていて安いことに気が付いたのでアリエクで買いました。


で、基板とセンサー電源を繋いで、動作テストしてみた結果がこちら：
https://youtube.com/shorts/TIdoFTo9Rfk


障害物がないときはlow(0V)、障害物があるとhighが出力されるようにしたいので、想定通りに動いています。ひとまずヨシ。


これで壁に近づいたことを検知する方はできたので、次は車がいなくなったことを検知する方を作ることにしました。今度は同じ基板に部品をフル実装すれば作れます。

それで、こんなふうに背の低いものから部品を基板に通してはんだ付けしていくのですが‥‥‥


‥‥‥途中で長年使い続けてきたはんだがなくなりました。たぶん、高校生のときに買ったはんだです。去年までは一生もつんじゃないかと思っていたんですが、Moddoreで急激に消費して残り僅かになっていたんですよね。使い始めてから40年を経てとうとうなくなりました。

で、はんだは買ってあったので、これに変えて続きをやっていたんですが、どうにも溶け込みが悪いんです。


イマドキでも鉛入りの低温はんだにしたんですけど、これでも融点が高いんでしょう。一箇所のはんだ量が多い抵抗とかはまだいいんですが、トランジスタの狭い足とかをきれいに付けられないんです。

と言うか、おそらくこのはんだごてがイケてないんだと思います。


これも高校生のときから40年以上使っているんですが、昔は電子工作用としては一般的だった30Wのはんだごてです。兄からもらったお古だったような気がします。当然ですが、今じゃあ当たり前の温度調整機能なんてありません。放置状態でのつり合い温度がそもそも低いんだと思います。それでも使えていたのは、昔から使い続けていたはんだの融点がさらに低かったからじゃないかと思います。

それでも、なんとかかんとか無理やりはんだ付けを頑張っていたんですが、やっぱりダメです。素直にはんだゴテを買い替えることにしました。

と言うことで、今日は電気系もあまり進められず‥‥‥

明日は雨なんですよね。塗装も基板実装もできないから、他のことをするしかありませんね。

発注中の電気系が届くのを待つ間に、SA-GIRLの駆動部のメカ系の製作をやっていました。

これまでに用意していた部材を接着して、ベース側(動かない側)のフレームを作るところからです。

まず、使っているアルミ角パイプの表面はすごく滑らかなので、接着剤がよく噛むようにペーパーで荒らして、


エポキシ接着剤を付けて、クランプで固定して一晩放置。
(※ここまでは昨日の作業と言うことです)


で、こうなりました。


リニアアクチュエーターと細角パイプ(タイヤを上下させる)との接続のために、フレームの横に大きめの穴を開けています。この穴からM3のネジを入れて、六角レンチで締められるようにしました。




リニアアクチュエーターの上側は、やっぱり横に貫通する方式に戻してやり直しました。前回、せっかく上から留める工作をやったのですが、この方が構造がシンプルでトラブルが起きなさそうなので。ケーブルのクリアランスに余裕を持たせる加工をしたりしています。


これでリニアアクチュエーターの固定回りはOKですね。続きは午後にやることにして、買い物に行ったりランチに行ったり。


今日のランチは、同じ市内ですがうちからはちょっと遠いこちらの「お好み焼 ARIGATO 清原店」さんに行ってきました。


頼んだのは、お好み焼きの基本の豚玉(右)と府中焼き(左)です。


自明かも知れませんが、府中焼きの府中は、東京の府中ではなく広島の府中ですよ。この両方を嫁さんとシェアしていただきました。

ただし、豚玉の方は4分割に切られていたので何の問題もなく分けられるわけですが、府中焼きの方は9分割だったんですよね。


すると、最後こうなるわけです。


殴り合いの喧嘩の末(嘘)、最後の一片は私がいただきました。


さて、午後の製作は、マイクロスイッチ回りの加工からです。

タイヤを上下させる細角パイプの上の方に、先日作ったマイクロスイッチを押す部材を取り付けるため、まずは穴を2つ開け、


ネジを切りました。


マイクロスイッチを取り付ける板も、作り直しています。当初は2つのマイクロスイッチの間でフレームにネジ止めしようと思っていたのですが、それでは、上の部材がそのネジに当たってしまうため、マイクロスイッチの外側でフレームに固定するように変えました。


フレーム側に穴を開けて、ブラインドナットをハンドナッターで取り付けて、


仮にマイクロスイッチを取り付けたうえでフレームに固定してみるとこういう感じになります。


マイクロスイッチを固定しているネジのクリアランスはこうで、


マイクロスイッチ取り付け板を作り直すついでに、90°曲げの反対側はヘミング折りにすることに変更しています。


次に、細角パイプにモーターを取り付けるLアングルをリベット留めして、


ギヤボックス付きモーターを取り付けました。




これをフレームに組み込んで、マイクロスイッチ回りの部品も全部組んでみました。



これで、駆動輪とそれを上下する駆動部のメカ系はだいたいOKですね。マイクロスイッチの取り付け位置を上下調整できるようにした方がいいかも知れません。

双方向モータードライバーを接続してのテストをやろうと思ったところで今日は時間切れ‥‥‥続きはまた後日ですね。

関東の今年の秋は、スッキリとした秋晴れが少ないそうですが、今日はいい天気でしたね。今日は、スピットファイアで出掛けることにして、朝からちょっとキャブをいじったりなんかしていました。

ツインキャブのうちの後側がちょっとおかしいんですよね。ジェットは一応上下に動くんですが、まず前側に比べて可動域がなんか狭いんです。



そして、前側キャブはすごく素直に反応するのでわかりやすく調整できるんですが、後側はいじったりときの反応が悪くて、前側と同じ感じに合わせ込めないんですよね。やり切った感のない何となくの妥協で終わってしまいます。かじったりかっついたりしてはいませんが、一度バラしてチェックした方がいいのかなぁ。

回したときのエンジンはスムーズに吹けるので、妥協状態でも悪くはない気もしますが、アイドリング時にちょっと妙な脈動があるんですよね。前後キャブがきちんと合わせ込めていないためかなぁと思っています。


さて今日は、まあまあ近所の道の駅ろまんちっく村に行っていました。


出物の野菜がないかチェックしたんですが、これぞというものはあまりありません。肉厚で立派な椎茸だけゲットしました。ろまんちっく村は、ちょっと値付けが渋いと思いますね。と言うか、地場のものを安く売っているところと言うよりも、若干観光地価格側になっているかも知れません。野菜が安い道の駅もあるんですけどね。

まあそれはしょうがないとして、実はろまんちっく村はオマケのようなもので、本当はそのすぐ近くにあるこちらのとんかつ屋さんに行きたかったのです。


「とんかつ五福」さんです。かなりの人気店なのですが、それもあって未踏のお店です。

あまりの人気のため、11時半開店なのに11時から受付が始まるシステムになっていて、


ちょうどいいタイミングで受付を済ませるために、時間調整でろまんちっく村に行っていたのでした。

11時ちょっと前に受付が始まり、無事に整理券という名の呼び出しベルをゲットすると、またまたろまんちっく村に逆戻りしました。今度は店舗の方じゃなくて第3駐車場の方に。

それは、みんカラでマツダ車のオフ会があるらしいという話を目にしていたので、ちらっと見学しようと思っていたためです。
ロードスターとか多いのかなと思っていたんですが、そうでもなかったですね。MAZDA3が多かったかな。マツダ全車の集まりだからそりゃそうか。外様の私は目を引く車だけ少し見させていただいて、早々に退散しました。



なぜかコペンが混じっていましたけど、なんで??



あまり時間潰しにもならず、五福さんに戻って開店を待ちます。



で、出てきたとんかつがこちら。


めっちゃ分厚いやつです。そして肉自体がめっちゃいいやつ。豚肉はかつという調理法との相性が抜群で、安い肉ですら美味しくなるわけですから、美味い肉で作ったらそりゃもう輪を掛けて美味いわけです。

この分厚さで、ギリギリ火が通った薄ピンクのロースは、人気の通りの美味しさでした。


宇都宮には、「とんかつ ひやま」という有名店もあるのですが、最近行ってないのでそっちと食べ比べたくなりました。ひやまのとんかつは衣が薄くてちょっと独特なんです。


お昼を食べた後は、10月後半だと言うのに、ちょっと暑くなってきた中、オープンでドライブです。
https://youtu.be/xXeUvn8R8mY


ただ街中を流しているだけなのに、それが楽しい車なんです。

家に帰る前に、スーパーカーじゃないけど、スーパーに寄って帰りました。


しっかりトランクがあるので、お買い物も余裕です。

興味のある人が少なそうなことはわかりつつも、SA-GIRL電気系の話です。

SA-GIRLの制御基板の回路は、先日ブログに書いたままのこれで確定にしました。


回路図が決まれば、この通りにトランジスタや抵抗等の部品を繋げば作れるわけです。が、これくらいの部品と配線量になると、ユニバーサル基板で作るのでは間違える気しかしません。そのため、今回もModdore自動化のときと同様にプリント基板をオーダーすることにしました。

やることの中心は、部品の大きさや端子位置を考慮して基板の上に並べて、部品間の配線がなるべく短くなるように、回路図の通りに部品を繋いでいくことです。KiCADには基板設計の機能もあるので、それを使って試行錯誤しながら配置を作っていきます。

今回の制御基板は、ありものの別の半完成基板をたくさん使うので、他との接続をするコネクタがたくさんあります。コネクタを基板の外周に配置することを制約にして、それなりに頑張って部品を配置してみた結果がこちらです。


赤が表側の配線、青が裏側の配線です。配線が繋がっていないように見える端子は、全部GND(アース)です。

その他の制約としては、12Vラインを裏側にしてなるべく一筆書きだけで済ませたいということと（大電流が流れるところは太く近く）、なるべく表側配線にして裏を極力全面アースにしたいということです。（ただし、それにどれほど実効的効果があるのかはよくわかりません(笑)）

こんな感じの配置になるまでのやり方は、まず最初にコネクタを周辺に置いて、それに繋がる部品からその近くに少しずつ芋づる式に置いていきます。できるだけ配線が跨らないように考慮して、全体がうまく収まるように部品群をずらしたり部品の位置を入れ替えたりしながら、手動で配置・配線していくイメージです。完全にパズルを解くような感じです。

もっと基板全体を小さくして部品を密に配置することもできるのですが、そうすると部品間の配線が逆に長くなって入り組んできたりするので、これくらいにしました。基板の大きさは、90x60mmです。

配線がないところは両面全部アースにするので、アースも合わせて表示するとこんな感じになります。表(赤)と裏(青)です。



これをKiCADの機能で3D表示したものがこちら：


ただし、コネクタの3Dモデルがないために、コネクタだけは実装されていない表示になっています。


さて、回路設計に続き基板設計もできたならば、次はネットで委託できる業者に発注です。プリント基板を製造委託ができるところはいくつもあるのですが、今回も前に使った実績のあるPCBgogoに委託することにしました。

基板の種類とか作り方の製作条件をいろいろ指定して自動見積もりを取ると、基板製作費$5、送料$7の合わせて$12となりました。


1年数ヶ月前の前回は、初回と言うことで基板製作費が無料だったんですが、今回は$5になりました。でも自分でやる労力のことを考えたら、驚愕の安さだと思います。この値段ならば、プリント基板を作らない選択はないです。

発注のためには、基板設計から出力できるガーバーデータというものを入稿することになるのですが、ガーバーデータをPCBgogoのサイトにアップすることで完成イメージを事前に確認することができます。


一応、思った通りの仕上がりになっていそうなので、このデータを入稿することにしました。見積もりのページからカートに入れると発注ページに移り、ガーバーデータをアップロードできるようになります。

ガーバーデータをアップロードすると、おそらく人手も介在するデータのチェックが行われるステータスに変わるのですが、5分くらいでサクッと終わりました。どれくらいの体制なのか、受注量はどんなものなのか全然わかりませんが、とにかく仕事が早いです。
設計は結構たいへんでしたが、人生2度目のプリント基板発注はあっさり完了しました。

製作リードタイムは1～2日とめちゃ早で、配送も2～3日と早いので、来週にはもう手に入りそうです。

メカ系もまだ作りかけですが、プリント基板ができたなら、とりあえず全体を繋いでみて電気的動作を確認してみたいですね。あっ、でも基板3枚も実装しなきゃいけないし、コネクタ作るだけでも結構面倒だし、サクッとはできませんね。ぼちぼちやります。