2012年1月1日日曜日

MHS 2ndにCrystal Focusを入れてみる・その1

あけましておめでとうございます。今年もヘボい腕前ですけどセーバー工作に勤しんで行こうと思っとります。

さて、昨年の12月中頃よりずっとMHS2ndにCFを入れようとして頑張ってるのだが、なかなかうまくいかず、年を越してしまった。本来は完成してからまとまって投稿しようと思ってたのだけど、この調子だといつになるかわかんないので途中経過をUpすることにした。

先ごろ運よく購入できたCrystal Focus Saber Core。まだまだかと待っていると発送のお知らせが届き、それからしばらく経った12月7日、ポストに封筒が入っていた。
なんと神々しい封筒だろうか。気のせいかおフランスの香りがするザマス。

PlecterLabsからの封筒!うはっ!これは!と封をベリベリと破ると中からこれが出てきた。
長い旅路のあいだ護ってくれてありがとう。

TCSSからの荷でも見慣れたピンクのプチプチ袋。そこからあらわれたのが静電防止袋。
スケスケで挑発。チラリズムの極致といえよう

静電防止袋を開けて取り出すとついに現れた!

Crystal Focus Saber Core! (基板上表記がV5.6になってるが、ファームウェアはちゃんとV5.10)。

初めてその存在を知ってからずっと欲しかったんだよー。水分2やセーバーオフ会でその動作を実地で見てからはもう、垂涎ものだった。
こうやって手に入れてみると、「へうげもの」のように噛み砕いて五臓六腑で味わいたくなる気分。

さて、コイツを突っ込むセーバーだが、コイツの機能を最大限に使って、振り回してぶつけて遊びまくりたいのでMHS2ndに入れることにする。
MHS2ndさん

ツルンとしてて適当に段差もあってシンプルな形状で、よく手になじむ。所有しているセーバーの中で一番気に入ってたりする。これでFoCとかしたら楽しかろう。元々コイツにはSaberSDを入れる予定だったのだ。うまく行かなかったから結局、エレクトロニックライトセーバーの基板をいれていた。
只今より頭脳及び内臓取替手術を開始しまーす。痛くないからねー。

使用するLEDは下の写真のLedenginのRGBAことLZ4-20MA00。関西ライトセーバーオフにてマット尊師、もとい、マット・ソーン氏より頂いた代物。これで緑と青を直列に繋いでメインLEDにしてFoC用にアンバーを光らせる予定。
マットさんありがとう!僕のFoCバージンを捧げます!

配線方法は下記ヨッシュさんの例を参考にする。最近とんと音沙汰がありませんが、ヨッシュさんお元気にしてらっしゃるのでしょうか。
MHSヒートシンクに配線を通すのでこのとおりにはならないけれど。

さて作業開始。まずは心臓部であるCrystal Focus(以下CF)の配線から。ハンダコテの熱で溶けるとイヤだからSDカードは取り外しておく。プチクルトンで経験を積んだので割とサクサクと基本となる配線を完了したが、アクセントLEDの所で躓く。チップ抵抗用フットプリントがあるのだが、通常の抵抗を使いたいので半田ブリッジをおこなおうとしたが、作業領域が小さくてよく見えない。んで、どうやらしくじったっぽい。
オッサンの目にはきつい。

上の画像では1番と2番のパッドがつながってしまっているように見えるのだが、肉眼ではよく分からなかった。最近、老眼が始まってて細かい所がよく見えない。ハンダコテの小手先も太めなためうまく対応できん。歳は取りたくないねぇ。
なので2倍ルーペ付きのヘルピングハンズと細めのコテ先、及び細めの糸ハンダを買うことに。ツイッターでうっちー氏に教えてもらったハンダ吸い取り機も購入。
ルーペ付きヘルピングハンズ大先生

ヘルピングハンズとハンダ吸い取り機を使って、アクセントLEDパッドに盛ったハンダを一旦除去した後、パッド間にブリッジを作成してみる。ハンダだけでやろうとしたがどうもうまくいかないため、パッド部分にハンダを少し盛ってから、その間に抵抗の足をほんの1mmほど切った物をブリッジとしてピンセットで固定し上からコテ先を押し付けて接合した。
携帯カメラの最大画素(5メガpix)だが見えねぇ。

でもあまりにも小さくてきちんとハンダ付けされてるかどうか、ヘルピングハンズのルーペ(倍率2倍)でもはっきりしない。パッド間で短絡してたら怖いので、高倍率ルーペをAmazonに発注。
コテ先は2.5mm径也。結構細めなんだが、まだ太いかも。

15倍になるルーペで覗いて確認してみるとパッド間での短絡は発生していない様子。これで安心して作業を続けられる。
精密三重鏡
1枚のレンズが5倍で重ねると10倍、15倍になる。


10倍ルーペ越しに携帯のカメラで撮った。
繋がってないようで繋がってる。

アクセントLEDのテストは後回しにして、先に基本的な動作確認を行う。単3x2の電池ケースに14500を2本入れて、いつもどおりミノムシクリップでテスト用スピーカー、テスト用LED(Luxeon III cyan)をつなぎ、SDカードのコンフィグファイルを少しいじってテスト用の設定として電池ケースとつなぐ。

ところがうんともすんとも言わない。起動音どころかビープ音すら聞こえない。イヤーな感じ。どこか故障してるのかといぶかる。 スピーカー配線がおかしいのかとスイッチ配線を接触させてみてもLEDは光らない。えー、壊しちゃったのかと焦る。試しにテスト用スピーカーを実際に使用する2Wスピーカーを配線してから電池ケースとつなぐと起動音が聞こえた。なあんだ、スピーカーがおかしかったのだとホッとする。そしてスイッチ配線を接触させる。やはりLEDが付かない。しかしよく見ると、スイッチ用配線ではなくアクセントLED用配線だった。配線が多くてややこしいのだ。
改めてスイッチ用配線を接触させてみると、スピーカーが唸り声を上げてLEDもちゃんと点灯してくれた。
ウヒョー!なんかもう完成した気分
あちこちに伸びる配線が血管のよう。その源である本体は心臓のようにも見える。

CFv5はアクセントLEDが7つも使える。電池残量表示用のバーグラフとしても使えるし、PowerXtenderを4枚使ってアクセントLED端子に接続し、マルチカラーLEDを制御することで、選択したサウンドバンクごとにブレード発光色を変えることが出来る。
でもそんな大掛かりなことはしない。ヒルトにLEDをゴテゴテと付けるとかっこ悪い。もしやるとしたら溝を掘ってそこに並べるところなのだが、ヒルトに綺麗な溝を掘る自信がない。
手なわけでMHS3rdと同じくAVスイッチを二個追加するにとどめておく。MHS3rdのような大型のボックスを付けると持ちづらいから、ボックス11を使うことにした。
Activation box style 11。 どこがボックスやねん、と。

今まで使っていたガード付きスイッチを取り外し、固定用ネジ向けのM3サイズのネジ穴をドレメルを使って掘る。これがなかなかうまく行かない。ドレメル用のスタンドはボール盤のようにガッチリ固定できないため、材料に当たると刃先が滑るのである。そのため穴がズレてしまい、綺麗な穴にはならなかった。諦めて新品を発注してTCSSで穴あけてもらおうかなーと思ったが、試しにタップ切ってネジを通してみると割と固定できるため、このまま行くことに。

続いてスイッチと充電ポート向けの穴を開ける。ハンドドリルで真ん中の大きな穴用に4箇所、充電ポート用の穴に1箇所明け、先端の大穴は元々のスイッチホールを流用して、ドレメルルーターにタングステンカーバイドの刃先をセットして、スイッチや端子が入るように適宜様子を見つつガリガリと穴を広げていく。
1~2時間掛けた結果このように。
汚ぇ穴だ。フライス盤があれば綺麗にできるんだろうか。
嵌めてみるとこんな感じ。
うむ、カッコいいかも。
ドレメル作業中は穴あけエリア以外は、刃先が飛んだ時のために養生テープで覆って保護していた。でも1重では足りず少し傷ついてしまった。研磨すれば目立たなくなるレベルだけれど。

スイッチの裏側はこんな感じ。
人って、外面だけでは分からないですよね

マルチカラーLEDはLEDダイが4つ集まってるわけで、全部点灯すると単純に考えて今までのシングルLEDよりも4倍の電力を消費するのだろう。メインに2つでFoCに1つ使うため、それでも2倍の消費電力となる。多分だけど。という訳で14500形より電力容量の大きい18650形を用いたい。
ところがサイズが大きいためスイッチと干渉する。AVスイッチの下には潜らせられない。ぎりぎり充電ポートにも当たるが。充電ポートの端子を切ると何とか収まる。

電池やCF基板の固定方法はMHS3に引き続いてインナーシュラウドで行う。色々材料を見繕った結果、洗面台の排水管、つまりシンクチューブである32mm径の片ツバ直管がメインボディにぴったり収まり、エクステンションにも入れやすかったのでそれを使う。
要はシンクチューブ

38mm径のも買ってみたがTCSS製のに比べて少し厚みがあり、MHSの外側には被せられなかった。厚みがある分丈夫でいいんだけど。
これをパイプカッターでエクステンション用とメインボディ用に切り分けて少し加工。
上がメインボディ用、下がエクステンション用。

これをつかって各パーツが収納できるか試してみたが、18650は直径が太く、ヒルト内に縦に入れないといけないのだが、スイッチと干渉するためメインボディには一本しか入れられない。エクステンションは溝が深めのため、メインボディよりも内径が狭くなっている。そこに18650とCFを詰め込もうとしたがどうしても入らない。
諦めてサイズの小さい14500を使おうとし、つけにくいハンダに悪戦苦闘して電池パックもつくってみたけど、どうやら不良品を掴まされたらしく電池が全く反応しなかった。それに14500x2の直列だと多分電力が持たない。1AのLEDが2個と言うことは単純に考えて2Aを消費する。14500の容量は900mAhだから30分点けてると電池切れになる。
せめて1時間は点けたいから倍の電池が必要。つまり14500x2の並列を2組つくって直列にする。ということで海外shopに、1,2本不良が混ざっててもいいように8本組み(ハンダ付けで苦労したくなかったのでタブ付きにした)を発注した。

電池は届くまでひと月かかる。出来れば年内に点灯させたいので、とりあえず主義を捨てて18650を使ってポンメル側にCFを設置することにして作業を続けた。

スピーカーにはPrecterLabsからCFと併せて購入した2Wスピーカーを用いる。設置には今まで使っていたTCSS製スピーカーを取り外したスピーカーケースを使う。スピーカーの直径が少し大きいのと電極が当たるので若干加工してやる必要がある。
TCSS MHS Speaker Mount V2

 電極の当たる部分に溝を掘り、内径を少し大きくしてやる

リューターがあると作業が楽でいい。以前はカッターナイフでひたすら削って掘っていたし…。
スピーカーに配線して接着剤でケースに固定。
 なんか涙を流してるようにも見える
2Wなんでかなり音が大きい

お次はLEDのハンダ付け。パッドも細かいし複数の配線が必要なんでAWG32相当(外径0.24mm)の耐熱ワイヤを使ってハンダ付けを行った。
上下逆

最初は少し引っ張るとポロポロと配線がとれて難儀したが、ハンダコテの温度を350度ぐらいに設定し、念のため高熱で基板を壊さないようヒートクリップを別途かませてハンダを送るようにしたらうまく接合してくれた。緑から青に渡す配線はピンセットで摘みながらの作業だったが手が震えてたびたび失敗した。
ワイヤの先はこのままだと細すぎるため一旦AWG28のワイヤを繋いで4芯のコネクタを作成して繋ぐ。いつもどおりLEDを取り替えれるようにしたいのである。
同じ色ばっかだと飽きるもんね。
この上にかぶせるレンズは、TCSSフォーラムのチュートリアルだと8.7度のものが良いとあったのでそれを使う。レンズホルダはSeoul P4用のものを少し加工してかぶせる。また、旧型ブレードホルダ&ヒートシンクのため、Rebel用の下駄を履かせてやらないとレンズがきっちりと固定されない。
レンズホルダ(裏)。
CF本体と電池を念のため絶縁する。30mm径のヒートシュリンクを被せて、ヒートガンで熱した。

ピチピチにくっついてくれる。収縮しても長さが変わらないようにできているのが不思議。

電池や基板をライターで炙るわけにも行かず、初めてヒートガンを使った。そんなにしょっちゅう使うものでもなかろうということで配送料込み2500円程度のものを購入した。ヒートガンは最大400度の熱風を発生させられる。室内や自動車内の内装の壁紙・壁材の剥離などに使うものらしい。その気になればハンダも溶かすことが出来る高熱なため、どこで作業したもんか迷った末にキッチンの上を選んだ。元々火を使う場所だし、ステンレスのシンクなら耐熱性もあるだろうと。それでも怖いから250度でゆるゆる炙って収縮させた。
ついでながら基板などの配線の際にもヒートシュリンクを使うが、今まではライターで炙っていた。twitterでうっちーさんにハンダコテのヒーター部分で撫でるといいよと教わり、やってみると綺麗に収縮してくれたので今後はそのやり方を使おうと思う。火を使うのって危ないしススで汚れるしね。

電池の径が太いために縦に並べないとヒルト内に入らないが、AVスイッチが入る部分が干渉するため、その場所を開けて配置する。一つをポンメル付近に、もう一つをエミッター付近に配置することにして、インナーシュラウドに接着剤で固定して、双方をPCBにつなぐ。
PCB(Protection Circuit Board)
電池と併せてeBayで購入。香港の業者なので中国製らしい。
チョイチョイとつないで
ヒートシュリンクしてインナーシュラウドに固定
電池の固定につかってる接着剤はいつものセメダインスーパーX2。シュラウド内側と電池を覆うヒートシュリンクをサンドペーパーで荒らして接着した。ちょっとやそっとでは外れない。PCBはホットボンドで。これもガッチリ固定される。

セーバー工作を始めた当初、なんでPCBを使うのかよく分からなかった。
リチウムイオン電池は過充電・過放電に敏感で発火・爆発を起こしかねないため、電流の入出力を細かく制御するPCB(保護回路)が必須なんである。普通は電池自体に保護回路が入っているものが使われる。
セーバーの中に入れて固定して使う場合、充電ポートからまとめて充電することになるのだが、それぞれの電池に保護回路が入っていると、充電の際、先に満充電となった電池の保護回路が電流を遮断するため、それ以上充電が行われず、個々の電池に電圧のばらつきが生じる。電圧が異なる電池を一緒に使うと発熱、破裂の危険があるため、1つの保護回路で複数の電池を制御するようにするのである、と思う。

FoC用のPowerXtenderを接続。
FoC用ダイには電池からダイレクトに電圧がかかるため間に抵抗を挟むのだが、LEDを取り替えて使えるように、1000mAを常に流す定電流ドライバを挟むことにする。BuckPuckやTCSS Adjustable LED driverを試してみたがサイズが大きすぎて入らない。
色々探してみた結果、パーツ屋で小型の定電流ドライバを発見。
左下のパーツで流す電流を変えられる。
Starawberry Linuxというメーカーの製品。
これらを配線、ヒートシュリンクで絶縁してインナーシュラウドにホットボンドで固定する。
配線がごちゃごちゃしててウザイ。スイッチなどへハンダ付けする直前に長さを調整するつもりなので長めにしてある。これをヒルトに収める。エクステンション側シュラウドは固定されてしまうため、エクステンションをメインボディにねじ込む際は、メインボディ側シュラウドと一緒に少しずつ回す。
リード線をピンセットでつまみ出す。
ヒルトに収める前、電池に繋がってる線に触って火花が飛んだため、線の先をセロテープでくるんで簡易的に絶縁した。実際にハンダ付けするまでは絶縁しておいたほうがいいみたい。

AVスイッチ・充電ポートをハンダ付け。非常にやりにくい。

ハンダ付けが完了した後、LEDをつないでワクワクしてスイッチを入れたが、メインLEDが点灯しない。よく見るとLEDのハンダ付けがとれてしまっていた。
それを直して再度取り付けようとしたが、こんどは電源そのものが入らない。スイッチ用配線がヒルトの奥のほうで外れている。ハンダ付けがズサンだったためだ。
ぶつくさ言いながらAVスイッチとスピーカーの配線を外して、再度分解して配線しなおしていると電池付近から煙が。見るとリード線が溶けている。
慌てて電池から伸びる線をニッパーで切断し、電池の配線をやり直す。
そんなことが二度三度続き、これは基本的なところからやり直したほうがいいなと。
なんとか2010年内に完成させたかったが、結局年を越し、元旦に完成させようと頑張ったけれど、いい加減な配線をしてセーバーが発火しては元も子もない。のんびり確実にやろう。

というわけで続く。

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