電タバ関連つらつらと・・・

電子タバコとか、VAPEとか言われているアイツについて、適当に書いていく、そんなBlogです。

3DプリンタMOD、みんなの検討・健闘編

こんにちは。

さて、適当に頒布している。
「3Dプリンタを使ったDNA75のBF/シングルMOD」ですが。
キット頒布なので、皆様に様々な工夫を試してもらっていたりします。
ここいらでひとつ、紹介を!。

まあデフォルトは、こんなのです。
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まずオイラの工夫から。

もともと、ABS素材を使うため、素材の引きがあり、サイズのチリが合わず、削り大会状態でした。
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が、データをかなり細かく追い込み、サポート材(プラモデルのライナー的役割なもの)を除去するだけで、一応MODとしての完成を見られるようになりました。
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サポート材は、こんな感じでつけています。
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窓のところの格子状のは、上から樹脂が垂れてこないようにするための支え、角の丸いのは、素材のヒケを抑えるためのサポーターです。

まあフィラメントの数も増え、カラバリも豊富な感じになりました。
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横から見るとこんな感じ。
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もちろん蓋部分やボタン部分は気軽に交換可能、様々な表情が楽しめるように工夫しとります。
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また、3Dプリンタ造形物は、中が中空な上、フィラメント間に隙間が開いている構造です。
なので、「アセトン」という有機溶剤を使い、表面を一部溶かすことで、磨きにも耐えられるように工夫をすることにしました。
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オイラのぶっきーな感覚で磨いても、こんなかんじに比較的キレイにがんばれるようには、なりました。

まあオイラは、そんな工夫とか入れる知識もウデもないので。
皆様の検討というか健闘を、ご紹介していきたいと思います。

さてまず、クリスさん。

クリスさんには、もともと、「不透明な蛍光赤色」な本体をお渡ししておりました。
しかし、、、削り過ぎちゃったのです。
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3Dプリンタ造形物は、内部充填を特に指示しないかぎり、中身はハニカムだったり、格子状だったり、まあ中空構造なのです。
カタマリを不透明な素材で作ると、中身が見えなくてこんな悲劇が襲います。
なので、この事件以降、基本的には「透明素材」でオーダーを受け付けることにしました。

さて失敗を乗り越えたクリスさんは、鬼磨きをやらかしてくれました。
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240番で成形、600番で粗目を取って1000番で目を落とし、コンパウンドで磨き上げたそうです。

つやてかです。
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次にチャドさん。
チャドさんには、電気配線すらしていないキットで送ったのですが。
配線をきれいにまとめてくれました。
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多分気に入って、使ってくれているものだと信じています。
どなんだろう・・・。

最後にTwitterのShinyaさん。
実はウチから超近くに住んでいる方です。
彼にはシングルMODの筐体を渡して、仕上げてみたらどうなるか、実験してもらいました。

そしたらまず、綺麗にRを取って、納まりのいい筐体に仕上げてくれました。
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丸みを帯びていて、手にもやさしくフィットします。
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更に板状のスタビウッドを使い、フロント・サイドパネルの検討を。

切り出して。
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仮フィッティング。
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この際、一部薄すぎて応力がかかってしまい、割れてしまったのですが、補修も兼ねて。

サーフボード用硬化剤で処理。
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結果、こんな感じに。
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非常に美しく処理され、もはやなんというかレベルの違う事態になっています。
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そしてまあ現在から未来、HIKARUMOD基板を使って、何かやらかそうと模索中だったりします。
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まあ、完成品ではない、キットならではの楽しみ方や育て方が出来る、そんな新しい遊びをちょっとは提案できたかな、と思っています。

ご興味がおありなかたは、オイラまで連絡下さいな、まだ少し部材ありますよー。

以上です。 

DNA60 載せ替えの検討

こんにちは。

さて今回は。
「DNA40と形状互換性があるよ!」と言われている。
DNA60の載せ替えが、出来るかどうか、検討してみます。

どーん。
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まず注意事項。
2016年8月現在、DNA60は「モッダーさん限定、プロダクトあたり1個+予備1個」しか入手できません。
オイラは今回、「予備1個」のほうを使って、検討しています。
終わったらバラすよ!。

まあさて。

ドナーはこちら。
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Fasttechに売ってる、XvoStickのクローン。
いいかんじでハコが潰れてます。

条件は
・こんなもんにオーセン使いたくない
・DNA40ぽい基板が入っているの
・結構組み込み難易度高そうなの
・DNA60発表当時、ラージスクリーンしかなかったので、あえてスモールスクリーン筐体に押し込めたらどうなるか確認したかった

ので、こいつを選んでみました。
えぇ、バラし前提です。

中身。
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本物っぽいけどまあ、偉く機械油臭いです。
クローンなので、ドヤって使ってはいけません、本物だと偽って売るなんてもってのほかです。

基板はDNA40だっていってるけどさ。
確かに起動画面に「EVOLV DNA40」て表示されっけどさ。
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スモールスクリーンの発色違うし、温度管理回りでボタン反応しないし、シリアル表示されないし。
まあニセモノっすね。
でも筐体は本物をコピーしてるっぽいので、きっと基板も本物準拠の外見してるでしょうね。
好都合。

ぱかっ。
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びょーん。
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あら、この筐体、スモールスクリーン専用の幅にきっちり切削されています。
これは難航の予感。

とりあえずバラしにかかります。
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コンタクト外して・・・。
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内臓を分離、と。
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無事外せました。
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ちょっと、、、ヘンなとこにUSBの+電源繋がってます、もおおおおお。
まあともかく。

基板は。
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まあ完璧にニセモノ基板です。
が、見る限りDNA40と形状互換「だけ」はありそうです。
よかった。

さて今回は、スモールスクリーン筐体に無理やりラージスクリーンをつっこむ感じなので。
大きさ比較。
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結構違うねえ。

そしてここ、結構重要なポイント。
DNA60には、「捨て基板」部分がありません。
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DNA40の、上下のスリット部分ね。
Evolv的には、ここはカットして使ってね、てDNA40のデータシートにも書いてあるのですが。
ほとんどのMODは、捨て基板部分使ってマウントしていると思います。
というかDNA本体には、留め穴無いですし。
だがしかし!、DNA60にはそんなものがない!。
これは工夫のしどころが必要なようです。

まあ、ラージスクリーン載せる為に。
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切削。
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ルーターでガーっと。
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OK。

さて次にUSB回り。

DNA40用のチャージャーに比べ、DNA60チャージャーは一回りでかいです。
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丁度、USBのオフセット部分が対象構造になってる感じ。
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ただし、基板取付穴が一回り小さいです。
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そして、基板ぎりぎりに配線がいるため、不用意に広げることもできません。
これは地味に面倒くさいところ、かと。

実際、DNA40用にデザインされたマウンターに載せると、もうなんかダメな感じです。
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ネジ位置が全く合いません。

で、DNA60は。
eScribe対応のため、USB回りの配線が増えています。
配線はこの方向に、5本です。
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で、、、ここのハンダ付けもかなり注意が必要です。
スクリーンのフレキコネクタが近すぎるので、ちょっと手が滑るとコネクタを破壊しそうです。
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スモールスクリーンが今後出るみたいですが、更に大変な予感がします。

まあハンダ付けはこんな感じで。
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できたー。
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USBなので、データ線は等長で、ちゃんと撚って、とかそんなことやる余裕ありませんでした。

スイッチ側の配線も。
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防水だという噂のFireボタンがかなり大きく、クリアランスギリギリつーかスイッチがスルーホールに被ってます。
ハンダ付け注意!。

できました。
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USB配線が多い分、DNA40よりも煩雑な印象です。
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こんな感じ。
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MODによっては、納めるのが大変かもしれません。
今回、USBのネジが合わないので、強力な両面テープでがっちり固定な感じで誤魔化しました。

DNA40と多少なりとも違うのと、捨て基板が無い分基板が暴れそうなので。
ポリイミドで絶縁処理しておきます。
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ラージスクリーンのコネクタは、バックラッシュタイプ。
白い部分を持ち上げて差し込む感じです。
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USB基板がデカいので、このMODだと固定部分があたりました。
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 切削、と。

一応納まりました。
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今回、窓の部分は広げてないので、バッテリーインジケーターが見えません。
まあ、スモールスクリーンMODにラージスクリーン入れると、こうなりますよ、の一例です。
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ショートチェックして、電池入れて、アトマ載せて、まあ完成。
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だけどまあ、あくまでテストなので。
これからバラして基板取り出します。

まあ、こんな感じ。

まとめますと。
・捨て基板無いので、固定手法に工夫が必要
・USB基板は、大きさ、及び、固定穴のサイズが違う
・USB基板接続部は、配線が多く、フレキコネクタが接近しているため、かなりケアフルなハンダ作業が必要
・Fireボタンがボタン配線に被っている為、ケアフルなハンダ作業が必要
あと今回触れてませんが
・背面部インダクタの位置及び高さが違うため、クリアランスギリなMODの場合、工夫が必要

な感じでした。

まだDNA60は、試作段階な基板だと思います。 
量産は10月以降とアナウンスがあり、量産時には仕様が変わる可能性があります。
まあでも現段階では、こんな課題がありますよ、て感じです。
いやあ、苦労した・・・。

以上です。 

HIKARUMODの作製

こんにちは。

さて今回は。
光るMOD、プロジェクト名「HIKARUMOD」の作製顛末について。
まとめていきたいと思います。
 *FBのグループ、HOWITでの公開内容をまとめたものです、って画像しか使いまわしてませんが。

一見、ふつーのMODに見える、こんなのね。
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さて、今回は。
チャレンジ項目として、「基板作製」をやらかしてみました。
市販の試作用基板の使い回しではなく、CADでデータを描き、基板屋さんに基板を作ってもらう、そんなチャレンジです。
但し部品の実装は、手作業で行う前提です。
いやあ、、、実装用のマクロまで、、、作れないですし。

では、順を追って書いていきましょうか。

まず、使ったCADについて。
電気用のCADは、大きく分けて「電気回路用CAD」と、「基板用CAD」に分かれています。
基本的に別プログラムで、「ネットリスト」という回路・部品接続データを親にして、連携を取ります。
また、別に、部品表、「BOM」と呼ばれるもので部品情報を管理します。
BOMには部品の定数などのデータや、部品の外形やハンダ用のパッドの大きさ、基板へのシルク印刷を指示する「マクロ」という情報を紐付けます。
基板作製に必要な最終的なデータは、「ガーバー」と「ドリルリスト」です。
「ガーバー」は基板の外形や配線などを層ごとに分けた、まあ画像ファイル、「ドリルリスト」は、基板に穴やスリットを開ける時に使う指示データです。

最近の電気用のCADは、「電気回路用CAD」「基板用CAD」「ネットリスト管理」「BOM管理」「マクロ管理」 「ガーバ確認」などがパッケージになっており、まとめて導入することが多いです。
数十年前は別パッケージだったりしたらしいのですが、、、まあCADなので、当時はワークステーションなどで動かしていたみたいです。

オイラが使ったことあるパッケージは、富士通の「i-cad」や、図研の「CR-5000」とかなのですが、まあこいつら個人で導入できる規模のCADではありません。
ヘタしたら億かかります。
そんなん無理や!。
なので今回は、GPLで公開されている、「KICAD」というパッケージを使うことにしました。
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一通りツールが揃っており、使い心地がオイラに比較的フィットしたので、コレに決めた!、って感じです。

さて、今回の回路は。
・NchFET制御のアナログスイッチ
・同時にLEDを山程光らせる

という、まあ単純な上にアレな回路です。

ユニバーサル基板で作ったものが、既にあったりします。
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まあでもユニバーサル基板実装では、あまりLEDの密度を稼ぐことができず、また配線が大変なので。
基板起こしちゃえ!、となったりしました。

早速、回路CADで電気回路を書いちゃいます。
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まあ、単純な回路だし、、、10分作業。

次に、ネットリストの作製、部品の属性を関連付けていきます。
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KICADには、標準でマクロが定義されており、またオンラインでユーザーマクロを読み込めるので。
標準的な部品に関しては、マクロが存在する状態です。

んが、今回使うLEDは、秋月電子で特価販売されている、日亜のバックライト用のLED。
こんなもん、標準でもなんでもないので、自分でマクロを作る必要があります。

ほい。
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これがマクロです。
赤いのが銅箔部分、ここにハンダ付けします。
水色がシルク印刷、基板に通常白く印刷される、コメント的なものです。
黄色もシルクなのですが、これは部品情報を表しています。
他、ハンダを印刷するためのスクリーン情報などもホントは入れるのですが、今回は手付けなのでパス!。
黒い部分はレジスト、ハンダが乗らないようにカバーされます。
いわゆる「緑色」の部分。

って上のヤツミスってます。
シルクが銅箔に被っちゃってます。 
つーわけで修正。
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寸法とかほんとはもっと厳密にすべきだし。
本来であれば、銅箔部分は切り込みなど入れて、ハンダ付け時に部品が中央に来るよう、「セルフアライメント調整」などやるのですが。
今回は手付けなので適当です。
ちなみにソニーでは、こいつ1部品作るのに30000円とかします。

ネットリスト作ったら、ERC、エレクトリカルルールチェックで、配線確認を行います。
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繋いでない部品があるか、ショートなどを回路的に発生させてないか、などをチェックします。
高級な回路CADだと、入出力や電流などの回路的なチェックもしてくれるのですが、KICADにはそこまでの機能は無いみたい。

ここまで終わったら、基板CADでお絵かきです。

どーん。
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今回はオモテウラの2層基板で作りました。
また、部品情報、「リファレンス」は全部ナシの漢仕様にしたので。
部品情報は枠外にポイしたあと、非表示設定にしてあります。

この画では、赤いのが表側の銅箔パターン、緑が裏側の銅箔パターンです。
何個か開いてる白い丸が、表と裏のパターンを繋ぐ、「スルーホール」です。

パターン幅は、流す電流によって決めます。
一般的には、「0.1mm」で「100mA」なのですが。
これ守ると電子タバコ的には基板として成立しないので。
 #なんせ20A対応させようとすると、「幅2cm」な配線幅が必要になっちゃう。
これは定常的に電流を流す時の銅箔の発生させる熱から求められる値なので、パルス動作する電子タバコの場合、連続動作させんなよ!、前提で、ほそくしました。

さて基板ですが。

A面はこんな感じに。
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構成要素としては、FET、LED2発、及びスイッチです。
スイッチとして使用するFETがこっち面にあるので、GND側のふっとい配線が走っています。
今回はNchFETを使うので、電池の+はスイッチせずアトマに流れっぱなし、電池の-をスイッチする方式になります。
これを、「ローサイドスイッチ」と言います。

B面はこんな感じ。
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電池とアトマの接続用のパッド、及びLEDの山があります。
LED、実に16発。
もうね、液晶テレビ用のバックライトですかアナタは、状態です。

電池とアトマのパッドに注目。
前述の通り、+はそのまま配線、-を表面にスルーホールで送っている構造であることが分かると思います。

基板外形は、今回「DNA75」に合わせました。
外形は単純に縦横入れただけですが、固定用の穴はDNA75に合わせないと、DNA75用のMODに入りません。
本来であれば、DXFなどで基板情報をCADに流し込むのですが、今回は手抜きで、DNA75の外形図をデータシートから入手し、縮尺揃えてInkspaceで手であわせて行きました。
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サブミリ領域で誤差がある感じですが、まあ基板固定用のスルーホールを0.1mmデカくすることで対応。

配線やスルーホールの大きさなどのルールは、基板屋さんによって変わります。
今回は、「P板ドットコム」へ発注したので、KICAD標準では対応できませんでした。
なので、ルールをカスタムします。
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んで、基板書いたら、次は基板のチェックです。
「DRC」、デザインルールチェックというもので、未接続などはもちろん、「配線幅」や、「配線の重なり」、「配線同士の距離」などをチェックします。
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何故かKICADは、未配線は別タブなので、こっちも確認。
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基板がOKなら、いよいよ「出図」です。
基板作製のための「ガーバデータ」「ドリルリスト」を作製します。
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これも様々な仕様があり、基板屋さんによって要求するデータが変わります。
今回は「P板ドットコム」仕様です。

ドリルリストも出力。
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んで、出したデータに問題が無いか、確認します。
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大丈夫そうなので、データを揃えて。
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製造指示書を書き。
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基板屋さんに発注します。
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KICADには3D表示なんてオサレなのがあります。
今回作る基板は、こんな感じです。
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B面は不穏です。
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で、基板屋さんとやりとり。
ルール違反を直したり、メッキ抜きを忘れてたり、最終的にはシルク無しに変更したりと、やりとりをして。
無事製造工程に入れました。

基板製造中に、実装用の部品を入手します。
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みんなだいすきあきづきでんしで。
今回はSMD実装なので、チップ部品の山になりました。

さて10日ほどたち。

基板屋さんから基板が到着。
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着払いで送られてきました。

基板屋さんとの間には、やりとりが発生するのと、基板屋さん側でのハンドリングのため、担当者がつきます。
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いやあ、電話とかしまくりました。
ご迷惑をおかけしました・・・。

んで基板。
防錆のため、真空パックに入ってきます。
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20枚作ってみました。
今回は実装機に通すわけでもなく、また集合基板も指示しなかったので、額縁のような「捨て基板」部分はありません。
カットとかせずとも、このまま基板として成立しています。

早速パターンチェック。
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剥離などなく良好です。
今回は銅箔に文字を入れましたが、これ最悪溶けちゃうよ!、と脅されてました。
んが、ちゃんと表現されてて、一安心。
金額変わらないので、次回からはシルクで入れよう、そうしよう。

外形はDNA75と揃えたので、まあ大きさ一緒、ステキ。
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さて実装していきましょうか。

今回は最初なので、クリアな筐体を用意してみました。
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本来はDNA75用のシングルMOD用データ、3Dプリンタで出力しています。

フィッティング確認!、おお、イケそうです。
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では実装。
抵抗からぽちぽちしていきます。
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チップ部品は、実装機に対応させるため、「リール」というものに巻かれています。
が、手実装時はまあ、あんま関係無いです。
ぴー、と引き出して、ピンセットでつまんでいく感じ。

抵抗の実装完了。
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ハンダ汚いなあ、、、。
ちなみに機械でハンダするときは、溶けたハンダ槽にジャブ漬けする「DIP」と、ハンダを印刷してオーブンでこんがり焼いてハンダ付けする「リフロー」が代表的です。
別にロボットがハンダゴテ振り回してハンダ付けしてるわけじゃないのですよ、と。
 #一部そんな手法も存在しますが、ね。

LEDの実装。
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LEDは樹脂部品なので、温度厳しいですし、ピンセット的な力加減も難しいです。
慣れるまで数個、砕け散らしました。

まあA面側はサクッと。
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実はスイッチのマクロ、手抜きで適当に指定したのですが、無事なんとかなりました。
FETちょっと曲がってますよね、、、まあ動くからいいや的な。

ここでテスト点灯。

やっばい、眩しい!。
そして基板からの発熱が激し目。
やっぱり連続動作は厳しそうです。

さて、組み込んでいきます。
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まあ配線して。
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今回光モノなので、配線の影が出にくいように、白を選択。
極性分からなくなるので、良い子は真似しないでね!。

で、接続して。
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完成!。
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実は一番苦労したのは、「510スレッドのネジ止めるとこ」だったりします・・・。

定電圧電源に繋いで、動作確認。
 

バッチリです。

まあこんな感じで、 MODを作ってみました。
単純な回路とは言え、初めての基板作製で、ジャンパーやパターンカットすることなく成立できたのは、非常に満足です。
いやあ、結構やるなオイラw。
そして、MOD作りで「基板からやる」、というチャレンジも成功し、もうねなんか満足。
問題はあと19枚あることくらい!。

つーわけで、簡単な顛末記録でした。
意外と簡単そうでしょ!?。
もし機会があったら、是非チャレンジしてみて下さいな。

以上です。 
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