大和通信の技術力

2018年4月から組込み新人(2017入社)の実習記録です。 これからのIoT/AI開発に向け日々勉強の毎日。 ハード/ソフト開発者をめざす奮闘記です。

2016年06月

D-Scopeモニターの部品選定( 後編 FANのデータシートから3Dモデル化)

FANの3Dモデルが出来ました。

bandicam 2016-06-30 07-25-32-716
 

3D CAD(DesignSpark Mechanical)から、直接基板CAD(KiCad)の3Dデータ(wrl)を生成することがてきませんので、下記の手順で進めます。

 1.3D CAD(DesignSpark Mechanical)で「stl」ファイルで出力
 2.Wings3Dで「slt」→「wrl」ファイルを出力
bandicam 2016-06-30 07-30-20-234


 3.基板CAD(KiCad)に登録

D_ScopeMonitor


のステップになります。

合わせて基板CAD側にもモジュール登録が必要ですので、3D CAD(DesignSpark Mechanical)から外形線を2D CADデータdxfファイルを出力し基板CAD(KiCad)に登録します。

bandicam 2016-06-30 07-43-18-604


このあたりは、後々解説していきたいと思います。 

現在の拡張基板のデザインです。
全体
 
 
全体(裏)

D-Scopeモニターの部品選定(FANのデータシートから3Dモデル化)

昨日紹介しました、FANですが拡張基板の完成イメージをつかむため、基板CAD(KiCad)の3Dモデルを作成します。

今回仕様している基板CADのKiCadでは3Dの表示は出来ますが、3Dデータ作成は他のソフトですることになります。

今回はRSコーポレーションさんのDesignSpark Mechanical (DSM)を使用します。

また、FANのデータシートから、寸歩を拾い出し3Dモデル化していきます。
(データシートはこちらです。)

bandicam 2016-06-29 08-32-36-498



bandicam 2016-06-29 08-36-49-023
まだ作図途中です。




 

D-Scopeモニターの部品選定(FAN)

D-DCOPEモニターの拡張ボードの設計ですが、部品の選定も平行して行っています。

まずは、超小型FANです。

以下のような仕様で探します。

電圧:5Vまたは3V
電流:16mA以下(GPIOの定格が16mA以下の為)
大きさ:15mm×15mm×7mm

↓ この仕様に合うものを日本橋で探し見つけた物がこちらです。
IMG_20160628_074648[1]

FANはRaspberry Piと拡張ボードの間に取り付けたいと思っていますので、約7mmの制限がありますが、少しオーバーしています。

対策としては、GPIOのコネクターを特殊な物に変更して対応したいと思います。

通常のソケットの場合高さが8.5mm
2×40Pソケット
 
こちらは、高さ13.5mmもあり、十分な高さが確保出来そうです。
2×40PソケットEX

こちらの部品を基板CAD(KiCad)に反映していきます。

D-SCOPEモニター拡張(KiCadで基板設計)

D-DCOPEモニターを設置してから安定して動作を続けていますので、次の計画である人感センサー周りの設計を始めます。

まずは、Raspberry PiのGPIOと連結する、拡張ボードの設計から始めます。

40PinのGPIOに亀の子載せる拡張ボードを設計します。
GPIO


基板設計用ソフトは「KiCad」を使って行きたいと思います。

拡張ボードに搭載予定の機能としては、

 1.電源スイッチ

   このボタン長押しで「シャットダウン」コマンドを発行して、安全に電源を落とせるようにします。

 2.FAN
 
   CPU、他チップには、放熱板を取り付けていますがそれでも高温になってますので、
   対策としてFANを増設します。

 3.人感センサー

   今回は基板上に配置して一体構造にする予定ですが、人感センサーの動作は設置環境に
   左右されそうですので、外部接続できるようにコネクターも入れておきます。

   また、人感センサーを調べてみると、出力電圧が2種類(5V 3.3V)有るようですので、この辺り
   切替回路も追加しておきます。

10mm × 20mm程度の大きさです。
PRI1
PRI2

 KiCadを使ってイメージを形にしていきます。
bandicam 2016-06-27 07-25-01-464

現状のイメージはこんな感じです。
D_ScopeMonitor_URA

D_ScopeMonitor_OMOTE


 

D-Scopeモニターでトラブル→解決。

本社会議室に設置したばかりの「D-Scopeモニター」ですが、設置早々問題が発生しました。

画面の裏側にRaspberry Pi本体を両面テープで止めていましたが、本体の熱でテープが剥がれ本体が落下してしまいました。

IMG_20160623_093822[1]


対策ですが、両面テープの強力なタイプを使っても、半日程度で落下しますので、ネジ止めを検討。

当初、画面の裏側にネジ穴を開ける方法を考えていましたが、画面を壁掛けにした際に空いたネジ穴を利用しして固定することにしました。

BlogPaint


早速、画面と本体の間のアクリル板で「マウントフレーム」を設計しました。

Raspberry Pi B+マウントフレーム(DIOS-MF241XB用)
レーザー加工で作成した物です。 

CIMG3673

せっかくなので、彫刻も入れてみました。
 
CIMG3674

 
IMG_20160624_065921[1]


IMG_20160624_071714[1]
厚さ2mmのアクリルを使いました事と、画面電源ケーブルの部分を
凹凸した為Raspberry Pi本体上部が僅かにタレてしまいます。

次回予定の人感センサー導入で更にRaspberry Pi本体
 の重量が増えますので、この辺り検討とします。
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