YouTubeに丸形LCDを使用した動画が幾つかある中に、スマートウォッチを表示させている物があり面白そうなので作ってみることにします。
LCDモジュールは以下のようなIPSカラーディスプレーです、1.28インチ240 x 240の解像度、RGB 65Kカラー、GC9A01ドライバーチップを使用し、SPIインターフェースです。
配線し表示するか試します、うまく表示できたらケースを作成し腕時計では無く置き時計にしたいと思います。
各パーツをジャンパー線で借り配線しました、参考動画及びブログを参照。
あると何かと便利なパーツテスターは購入しても高価な物ではありませんが 、YouTubeに作成された方の動画がアップされていましたので参考にして作成してみたいと思います。
Arduino NANO
LCD1602 シリアルインターフェイスモジュール付
TP4056 充電モジュールタイプC、手持ちのMicroBを使いました
昇圧モジュール、3.7Vを9Vに昇圧するのに使います
その他
抵抗器、押しボタンスイッチ、電源スイッチ、LED(3mm)、リポバッテリー、ピンヘッダーメスなど。
パーツテスターはこのようなものです。
各モジュールはユニバーサル基板に両面テープで貼り付けました、680Ω・470KΩ の抵抗は誤差の少ない物を使用します。
充電用 Micro USB はブレイクアウト用メスを使用しケースに取り付けました。
充電表示用LEDは充電モジュールのLED箇所から取り出しました。
※回路図にはありませんが、NANOのピン A3と5Vの間に10KΩの抵抗を入れないとA3が(High)にならないので動作が不安定になります。
ピンヘッダーは2種類使用しています、ユニバーサル基板は裏蓋に両面テープで貼り付けます。
3.7Vのリポバッテリーは空きスペースに両面テープで貼り付けます。
昇圧モジュールで出力電圧を9Vに設定します。
裏蓋取付用にインサートナットを埋め込みました。
充電中は赤色LEDが点灯し、満充電で消灯します。
電源を入れた初期画面です。
抵抗器を測定しました 264.1Ωと表示されました、正確なのか手持ちのテスターで確認しました .264KΩ です、問題ないレベルですね。
電解コンデンサー（100μF）を測定しました、これも問題ないレベルです。
LEDとトランジスターの極性を調べました。
問題なく使用できそうなので活用していきます。
YouTube動画にフルカラードットマトリックスを使用したテトリス時計がアップされていて面白そうなので作ってみることにしました。
テトリス時計の動画
Githubに記載されている回路図の中の「汎用ESP32」を使用します。
P4フルカラードットマトリックスは、コネクターの右側上から4番目のピンは回路図上は[E]ですが[GND]です。
従ってESP32_GPIO15からの配線は必要ありません。
フルカラードットマトリックスのDataINコネクターに直接取り付けるようにし、DataOUT側への配線は付属のリボンケーブルを使用します。
・ユニバーサル基板にピンヘッダーを取付配線します。
・ESP32を取り付けた基板をドットマトリックスのコネクターに差し、フラットケーブルでDataOUTと繋ぎます。
・プログラムへのリンク
・ライブラリーへのリンク
必要なライブラリーを入れIDEでESP32に書き込みますがその前にプログラムの変更箇所を設定します。
・自宅のWiFiに接続するためID・Passを設定します。
・タイムゾーンの変更
プログラムは TinyPICO 用に書かれていますので ESP32 用に変更する部分があります。
・Wiring 箇所で80・81行をコメントアウト、83行を生かす コメント削除
・91行を生かす コメント削除、92行をコメントアウト
・218行をコメントアウトし、219行を生かす コメント削除
・ケース作成
ちょっと大袈裟に作りすぎたかも(^_^;、印刷に時間が掛かりました。
※ ケースのSTLファイルが必要な方はメールかコメントでお知らせ下さい。
フォトフレームなどが利用できそうです。
・ケースに組み込み
ポリカのハーフミラーを２６６×１３８ｍｍに切断しフロントパネルにはめ込みます。
ケースにDCジャックと電源スイッチを取付配線します。
フルカラードットマトリックスをケース裏側から３mmのネジで固定しますがネジが無くてもガタがないので必要ないかも。
フロントパネルとケースを３×10mmのネジで固定して完成です。
※フロントパネルには３mmのインサートナットを6箇所埋め込みました。
８×３２ドットマトリックスLEDを使用したアラームクロックが作成してから２年近く経過し、本家でアップグレードしていたので再度作成してみました。
以前作成したアラームクロック
ドットマトリックスLED 今回は手持ちの青色LEDを使用しました。
Wemos D1 Mini 、D1 Mini ESP32を使用予定ですが手元に届かないのでとりあえずこれを使用します。
モーションセンサー
ロータリーエンコーダー
DCジャック
ブザー
抵抗器 1KΩ
アップグレードされいろんな機能が追加されていますが、今回はガレージに置くのでフォトレジスターとモーションセンサーを取付、LEDの明るさのコントロールと、人がいないときはスリープモードに入りLEDを消灯するようにします。
前に作成したケースは使えないので新しく設計し、全面にセンサー類を配置上面にロータリーエンコーダーを配置しました。
ブザーが手元に無かったので圧電スピーカーを取り付けました、バックプレートの大きな穴が取り付け箇所です。
回路図、プログラムなどは以下をご覧下さい。
プログラムの変更箇所は、タイムゾーンの設定くらいです。
ケース内部の様子
圧電スピーカーの右側のもジュールは3Wステレオアンプです、ブザー音が小さかったので付けてみました。
完成した外観
密封容器を使用したドライボックスはYouTubeなどで多く見かけますね、ダイソウの密封容器は安価でたとえ失敗しても諦めがつきますので丁度良い大きさのこの密封容器を使用してドライボックスを作成し、フィラメントの防湿を図りたいと思います。
エクストルーダーのステッピングモーターは小型で非力なので、なるべく負荷が掛からないようベアリングを使用して作成します。
密封容器
ベアリング 内径8mm×外径22mm×幅7mm
リニアシャフト 8mm×250mm 2本（ケースを4個作成する）
デジタル温度湿度計
テフロンチューブ 外径4mm×内径3mm
プッシュフィッティングコネクタ 4mmチューブ用 PC4-M10
M3 ネジ ナット など
ワッシャ (外径14mm、内径8mm)
以前YouTube動画を参考に作成したドライボックスがあり、密封容器に取付用穴が開けてありますのでこの穴に合うように作成します。
必要なパーツはシャフト固定用のプレート２枚とローラー部分の合計３個と、前に作成した温度湿度計フォルダー及び脚。
８mm×250mmのリニアシャフトを102mmの長さにカットします、このシャフトは２本入りのセットなので４本分とれます。
密封容器の底と蓋側にシャフト差し込み用のパーツを3mm×8mmのネジで取り付けます。
適当な位置に湿度計とプッシュフィッティングコネクタ 用の穴を開け取り付けます。
ベアリング仕様にしたので動きがスムーズになりエクストルーダーモーターの空回りなどの印刷トラブルが無くなりました。
静音マザーボードに取り換えてステッパーモーターは劇的に静かになりましたが、今度は本体ケースからのファン動作音が気になります。
ケース内にはスイッチング電源に付いているファンとマザーボードを冷却するファンの２つがあり、どちらも小型の冷却ファンなので高音の動作音で耳障りです。
この２つのファンを大型化し、静音化と冷却効果を高めたいと思います。
電源とマザーボードが入っているケースは高さが７０mmですのでスペースが無く、冷却ファンの厚みが一般的な２５mmでは支障します、ファンの大きさを 90mmにするか120mmにするか迷いましたが、口径が大きいファンが静音化にはメリットがありそうなので120mmをチョイス、ファンの厚みが15mmくらいの物を探しました。
降圧モジュールは LM2596 を使用しファンコントローラーも付けたい
降圧モジュール
ファンコントローラーは単純な電圧制御で行います。
5KΩボリューム小型のもの、壊れたプロポから外した物を使用しました
当初加工しやすいアルミ板を使用して穴加工をしようと思いましたが、付いている裏蓋の厚さが1mm程度の鉄板なので穴開けも難しくは無いと判断しましたが時間が掛かりました。
薄い鉄板なので間単に穴開け出来そうでしたが意外に時間が掛かりました、焼き付き防止のため切削オイルを使用しました。
ケースに取り付けるとこんな感じになります、ファンカバーは3Dプリンターで作成。
LM2596の回路図において多回転ボリューム（R4 10KΩ）に5KΩボリュームを並列接続します。
電圧計はLM2596のOUT側に接続します、ファンコンは電源ケースの排気スロットにネジ止めします。
取り付けるファンは12V仕様で入力電圧は24Vなので出力電圧が12Vを超えないよう調整します。
まずファンコンのボリュームを右いっぱいに回してLM2596の入力端子に24Vを繋ぎます、次にLM2596の多回転ボリュームを回して出力電圧が12Vになるように調整します。
これでファンコンのボリュームで最大12Vまで調整出来ます。
ファンコンで電圧を表示させてみました、ファンの起動電圧は5Vです。
完成しましたので印刷時のファン動作を確認します。
スイッチング電源に付いているファンは内部温度が50℃になると動作する仕様です、これを利用して印刷中にファンコンの電圧を変更して確認します、室温は20℃でした。
ファンコンで電圧を5Vに設定では暫くするとスイッチング電源のファンが回り出しました。
電圧を7Vに設定するとある程度時間はもちますがやはりスイッチング電源のファンが回り出しました。
電圧を8Vに設定すると印刷が終わるまでスイッチング電源のファンは動作しませんでした。
ファンの動作音は最大の12Vでも静かですが必要以上に回す必要がないのでファンコンを付けたのは正解です。
以前は印刷中ケースに触ると暖かかったですが、ファン取替後は7Vでスイッチング電源のファンが回っても冷たい状態です、なので以前は相当高い温度まで上がっていたのでしょう。
ED5+のアップグレードも電源ファンの改良を除いて考えていた物はほぼ完成しました、電源ファンの改良はケースの底板をアルミ板に取り換えて口径の大きい静音ファンを取り付ける予定です。
今回は細かいところの改良です。
フォルダーを作成し上下にクイックフィッティングを取り付け、フィラメントを湿気などから保護する。
Ender5Plus のホットベッドは消費電力が大きいので、これにより多少の保温効果が出てほしい。
ベッドが大きく重いためスプリングがへたるらしいので取替、でも印刷のたびにレベリング調整しないとダメですね。
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