2019年4月16日火曜日

RAPIRO完全無線化 ー完結編(ハードウエア)ー

親指の抜糸は終わりましたが、一部の神経は切断されているのでちょっと感触がおかしな状態です。とは言え、作業には支障が無いのでRAPIROの完全無線化を終わらせたいと思います。

出来上がった状態はこんな感じです。



リチウムイオン電池を搭載してRaspberry Pi Zero W用の電源としています。RAPIROに付属している標準の接続ケーブルだとRaspberry Piの電源をRAPIROから取るようになっていますが、今回はそのケーブルからは電源を取らず(UART+RESET用のケーブルを作成しましたが、標準ケーブルからRaspberry Piの+5vに行く2本の線を外してもOKです)にRAPIROの電源と完全に分離しているので、より長い時間、動作させることができます。

Step1: ベース基盤


RAPIROの頭部にRaspberry Pi Zero Wやリチウム電池をのせる為にベースとなる基盤が必要になりますが、RAPIROの頭部はRaspberry Piの基盤サイズを対象としているので、このサイズの基盤を探します。

こちらのサイトで見つけました。

Raspberry Pi用の基盤はいくつかありますが、HAT用の物がほとんでサイズ的にも小さな物ばかりですが、基盤サイズで価格も手頃(¥165+税)でした。








Step2:電源部


部品:

6W 5V UPS mobile power Diy Board Charger & Step-up DC DC Converter
1500mah lithium-ion polymer battery 3.7 V 
基板用マイクロUSBコネクタ(電源専用)
マイクロUSBコネクタDIP化
ピンヘッダ 1×40 (40P)
TJC8ピンターミナル(メス) (10本入)
コネクタ用ハウジング 2P
・配線用コード

TJC8ピンターミナル+コネクタ用ハウジングは工具が必要になるので、工具が無い場合はブレッドボード用ジャンパワイヤーを利用することも可能です。

組立:

USBコネクタをDIP化基盤に取り付ける時には基盤の表裏に気をつけて、こちらの写真を参考に半田付けしてください。なお、ピンヘッダについては下の写真のようにちょっと変則的な取り付け方をします。これは参考にした写真ではブレッドボードでの利用を想定していますが、今回はユニバーサル基盤に取り付けるので、基盤との接触を避ける為にこのような取り付けを行いました。

DCDCコンバータについても、取り付け用の穴が無いので同じようにピンヘッダを取り付けてからベース基盤に半田付けします。配線については、部品のサイトにある画像の通りに配線すれば問題ありません。

電源の出力側についてはマイクロUSBオスコネクターでRaspberry Pi Zero Wへ電源を供給しますが、途中にミニスライドスイッチを入れて電源のON/OFFができるようにしておきます。USBからの給電にしてあるので、電源スイッチによるノイズも問題ないと思います。


Step3:RAPIROへの組込


部品:

・2.6mmネジ+ナット(ホームセンターで精密ねじ、精密ねじ用ナットとして販売されてます)

組立:

RAPIROの後頭部へ、電源スイッチとShutdown用タクトスイッチ(ソフトで解説)を取付ける為に片面ユニバーサル基盤を加工します。

大まかに切断した後、RAPIRO後頭部へ当てながらヤスリで微調整をしていきます。電源スイッチはこのユニバーサル基盤にネジ止めしますが、ネジ穴の位置は具合を見ながら位置決めをします。今回の写真ではちょっと中に寄りすぎでした、もう少し外よりの方が良かったと思います。

RAPIROへの取付位置も実際に調整しながら決めます。なお、電源スイッチを取付たねじの頭があるので、ナットを1つか2つ挟んであげてください。

また、電源スイッチのボックス部分がアンプモジュールを取付けるスペーサーに当たることもあるので、そちらとの兼ね合いも見ながら取付位置を決める必要があります。

当初はネジ1本で支えようとしましたが、実際にスイッチを操作すると安定しないので、上側もネジ止めするようにしました。

次に、Raspberry Pi Zero Wをベース基盤にねじ止めしますが、ここでも基盤同士が接触しないように、ナットを間に挟んで高さ調節をします。今回は3mmのナット1つを挟みました。

最後に、スペーサ(11mm)を使ってアンプモジュールを取付け、配線をして終了です。

Step4:スピーカ用の穴


スピーカは頭部に内蔵しますが、そのままだと音がこもるので耳の部分に穴を開けて音が外に出やすいよう加工してあげます。

まずは、方眼紙に半径2cmの円を描いて穴を開ける位置を決め、マーク部分に穴を開けます。

次にRAPIRO頭部を前後合わせて仮止めし、方眼紙を耳の部分に当てセロテープで仮止めし、上から油性ペンで印をつけてあげます。

方眼紙を外し、頭部を前後分離してからマークに合わせてドリルで穴を開けます。

今回使ったのは2mmの木工用のビットを利用して穴を開けました。あまり力を入れると割れる恐れがあるので、ドリルの自重で穴を開けるような感じで作業します。




0 件のコメント:

コメントを投稿

MicroSDカードアダプタでWindows10がクラッシュ

事の初め  Raspberry Pi 4のスタータキットをAmazonで購入したところ、MicroSDカードをUSB-TypeAとTypeCで利用できるようにするアダプタがついてきました。非常にコンパクトで良さげです。 TypeAの方ではチョコチョコと使っていましたが、特に問題は...