週刊 パタパタをArduinoで動かしてみた

電子工作の素人でエアラインファンの人が、ジャンク市で手に入れたかつて空港で使われていた行先表示板「パタパタ」を動かす妄想にとらわれてArduinoやステッピングモーターにお小遣いをつぎ込んでいく趣味の記録です。原則土曜日更新。

先日ついに一定の完成を見た、空港のパタパタを動かす計画ですが、これまでどれだけ費用がかかったかを振り返ってみることにしました。

作ったのはこんなものですね。



なお、スペアパーツや、買ってみたけど使わなかったものは含めていません。
単価は2013/5を基準にしています。また、送料は含めていません。

パタパタ本体:20000円
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2010年に航空ジャンク市で購入したもの。最近はあまり出回ってないようです。

Arduinoをはじめようキット 3980円 amazon
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パタパタを制御するマイコン(?)やジャンパー線、抵抗などのセット。
これがなくてははじまりません。キットはスイッチサイエンスでも買えます。
抵抗やジャンパー線などを既に持っている人は、Arduino Uno単体の購入で十分です(2520円)。

42mm ステッピングモータ 12V 2相:1050円 ストロベリーリナックス
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パタパタを動かす心臓。汎用品で一番お安いです。

 L6470 ステッピングモータ・ドライバキット:2205円(セット購入で1985円) ストロベリーリナックス
 
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 ステッピングモーターとArduinoの間をつなぐドライバ。これがないとうまく信号が伝わりません。
ストロベリーリナックスでは上記モーターとセットで買うと1割引になります。

 L6470/42mmステッピングモーター用ネジセット:105円 ストロベリーリナックス

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L6470とモーターをピッタリくっつけるためのネジセット。安いので一緒に買っておいた方がきれいにつながります。

ミニ・ブレッドボード(黒):450円 ストロベリーリナックス

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操作するためのスイッチを実装するための基盤。ちいさくてかわいいミニブレッドボードを使いました。スイッチサイエンスでも購入できます。

ProjectBox for Arduino (グレースモーク) 840円 amazon
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基盤むき出しのarduinoではかっこわるいし危ないので、それを保護するケース。
デザイン優先でグレースモークにしましたが、暗くてどこにジャンパー線を差し込めばいいのか分かりづらかったです。スイッチサイエンスでも購入できます。

 歯車 SSY1-12A:490円 KHK 小原歯車工業
 
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パタパタ本体のギアに合う歯車を小売りしてくれるお店、小原歯車工業で購入。
(写真は同時に買った別のネジです。写真がなかった…)
 
 ジャンパーワイヤ オス⇔メス(10本セット):400円 ストロベリーリナックス

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ArduinoからL6470に配線するためのオス⇔メスのジャンパー線。

プッシュスイッチ オルタネイト角型:252円(1個126円) 共立エレショップ


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パタパタを操作するスイッチ。赤と白を購入。

フラットトグルスイッチ[R指] :420円 共立エレショップ

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一番左の8C1011を購入。普通のトグルスイッチならもっと安いのですが、操作部にちょっとこだわって旅客機の操縦席っぽいスイッチにしました。

操作部カバー:105円 ダイソー
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操作するスイッチを取り付ける箱。本来は小物入れ。
今回パタパタ以外で唯一通販で購入していない商品です。
 
 24W級スイッチングACアダプター12V2A NT24-1S1220:1000円 秋月電子通商
 
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ステッピングモーターやArduinoを駆動させる電源。結果的に2Aあれば大丈夫だったみたいです。
ArduinoはUSB給電が基本ですが、DCの入力端子もあり、7-12V対応なので モーターと共用できました。
 
 DC電源2分配ケーブル:500円 共立エレショップ
 
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ACアダプタからの電源をステッピングモーターとArduinoに分配するためのケーブル。これがあって本当に見た目がすっきりしました。


以上がパタパタを動かすのに必要だったパーツたちです。
いくらかかったかというと…

合計: 11577円 (パタパタ本体除く)

あ、意外と使ってないかも…
実際には、送料とか失敗分とか含めると、2万は使ってるとは思いますが…
まぁパタパタを動かす楽しさ=Priceless、ということで… 

そろそろネタがないです。
 どうしたものか…

 

前回の改良により、配線等がきれいになったパタパタ。

 しかし、操作するボタン部分がおもったよりきれいになりませんでした。
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うーん、ちょっと操作したいとは思えない…

そこで今回は、操作部分にカバーをつけてきれいにしてみます。
まずカバーですが、Arduinoにつけたカバーと同じ色合いにしたかったので
スモークでグレーな半透明プラスチックとしました。

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ダイソーで2個100円のケースを発見。色もいい感じに似ています。
アクリルではないですが、50円ではやむを得ません。

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ひっくり返すと、スイッチのケースっぽく見えます。

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そこに、プッシュスイッチと、トグルスイッチを取り付けます。
プッシュスイッチはこれ、トグルスイッチはこれを共立エレショップにて購入。
スイッチの端子に、ジャンパーワイヤーを切った物をはんだ付けします。

次に、それらのスイッチをケースに取り付けるために、ケースに穴をあけます。
できるだけきれいに作るため、まずはどの位置にあけるかを決める用に下絵を書きます。
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人の顔みたいになりました。目の部分がプッシュスイッチ、口の部分がトグルスイッチの想定です。
プリンタで印刷して、目鼻のところを切り抜いてケースに載せます。

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 いよいよケースに穴を開けます。
超音波カッターがあるとすごく簡単らしいのですが、値段が高いのでホットナイフを使います。

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先ほど載せた台紙をなぞるようにカットして、こんな感じに切れました。
はんだごての先がカッターになっていて、切るというよりは溶かして分けるようなものですが、今回のように上からスイッチが乗るような場合は切断面は見えないので問題ないです。
スイッチを実際に差し込んで、穴が小さいようなら少しづつ広げて取り付けられるように調整していきます。

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スイッチを組み込み、 配線をブレッドボードにつなげば完了です。

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21 のコピー

だいぶそれっぽくなりました!
動かしてみるとこんな感じです。 



いかがでしょうか?
とりあえず、これで一息ついた感じです。プログラムの改良、できるかなぁ…


前回までで、とりあえず安定して動作するものが作れました。

もっと良くしたい課題はいくつもあるのですが、その中で最も簡単に取り組めそうな、
「見た目を良くする」
に、今回はトライしました。やってみたのは以下です。

1:ステッピングモーターの配線を短くする
↓ Before
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↓ After
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これは簡単でした。ステッピングモーターからL6470のドライバにつながっている線が長めにとってあったので、これをすっきりさせます。

ついでにストロベリーリナックスで販売している、L6470とステッピングモーターを一体化させる専用のネジでピッタリ取り付けました。モーターと基盤の距離が短くなっているのが分かると思います。これまでは既製品のネジを使っていたので、ちょっとグラグラしていたのですが、これでがたつきがなくなりました。

2:配線に貼っていたビニールテープの見た目を良くする
↓ Before
01


↓ After
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どの配線をどのピンにつなげればいいかを、これまではビニールテープに番号を書いて貼っていましたが、さすがに見た目が悪いです。できれば取りたいけど、どこにつなぐか覚えられないので、目印は残したい。(回路図は書いたけど、それを見なくても分かるようにしたい)

…ということで、日本人の大好きな「テプラ」で番号を書いてみることにしました。
少しはきれいになったかな?

ちなみに使ったのは、テプラではなくて前からうちにあったブラザーの2430PCという製品です。安くて便利。ちなみにテプラを製造しているのはブラザーらしいので、中身はおんなじなんですかね。

3:ブレッドボードの試作感を軽減する
↓ Before
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↓ After
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Sparkfunの超小型ブレッドボードを使ってかなりコンパクトになりました。黒いブレッドボードを採用して他の部分となじませたのですが、コンパクト化の結果、どうしてもトグルスイッチを一つ減らさざるをえなかったり、配線が増えてしまい、きれいかと言われると…ですが。
とりあえず、普通のブレッドボードの白い感じで試作感満載だったのがなくなったのでよしとします。

Sparkfunの超小型ブレッドボードは、その名の通り普通のブレッドボードよりすごく小さいです。
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サイズは幅45ミリ、高さ35ミリです。
普通のブレッドボードは幅85mm、高さ55mmでしたので、1/4近い大きさになりますね。
色も白、赤、青、緑、黒と揃っていて、なかなかにかわいいです。 
ストロベリーリナックスや、スイッチサイエンスで販売されています。
スイッチサイエンスさんによると、上記のものは廃盤で、連結ができるタイプに置き換わっていくようです。
しかしこのブレッドボード、普通のと違って配線が直行している部分がありません。
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こんな感じの配線になっています。
これだと、今回のパタパタのように、電流を並列にながしてスイッチを作るようなときにちょっと不便です。上下左右連結できる仕様にするなら、正方形のブレッドボードにしてくれればよかったのに…と思うのは、初心者だからでしょうか?

4:コンセントを一本にまとめる

これまでは、arduinoとステッピングモーターの二つにそれぞれ12V、2AのACアダプタを取り付けてましたが、線が二本になるし、なによりコンセントを二つ使ってしまいます。
実際にはステッピングモーターは1Aあれば足りるようなので、なら一つのアダプタから配線を分岐すればいいじゃない、ということで買ってみました。「DC電源2分配ケーブル」というものです。


共立エレショップという大阪のショップで扱っていました。小さい物なら定形外郵便で送ってくれるので低コストで注文できます。(届かないリスクはありますが…)

一応テスターで計測してみましたが、両方に12Vが供給されているようで、無事動きました。ついでにステッピングモーター側のACの接続端子も少しスマートにして、だいぶコンパクトになりました。


ということで、外観はこんな感じになりました。

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以上、ドレスアップパーツの紹介みたいになってしまいましたが…
言うほど見た目が良くなってない気がするので、今後ももう少し見た目は凝っていきたいです。


    

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