今回は、ガリガリ君のアイスの部分をホットグルーを使って作ります。
前回の基板の作成の記事はこちらです。
スティックにクリアを塗る
アイスのスティックに当たる部分は、スティック感をだすために、基板にレジストを塗らない設計としました。絶縁されていないため、そのままでは何かと触れてショートしてしまいます。そこでクリアのスプレーを吹き付けて絶縁の膜を作ります。
艶消しのクリアーを買ったつもりだったのですが、よくラベルを見ると「グロスクリア」と書いてあって艶ありのクリアでした。
型の作成
まずは、1個分の型をレーザーカッターで作ります。アイスのサイズは先日測った寸法の約1/3になっています。
型に充填するホットグルーが板につかないように、底面と上面にはホットグルーが付かないようにガムテープを貼ってツルツルにしておきました。赤い部分は彫刻によって1mm削り取り、そこに基板が収まるようになっています。
レーザーカッターEtcherLaserProで、2.5mmのMFDをカットします。
型の側面にもホットグルーがつかないように、ガムテープを貼りました。
1枚目と2枚目を重ねます。この型の中にホットグルーを充填します。
基板を挟んで、3枚目の方を載せます。この中にもホットグルーを充填します。
4枚目の板を乗せて、ネジでしっかりと締め付けてホットグルーが冷えて固まるのを待ちます。
冷えて固まった後に、型を外していきます。残念ながら、底板と天板のガムテープからホットグルーが綺麗に剥がれませんでした。ガムテープのツルツルには、ホットグルーがくっついてしまうようです。
ガムテテープのツルツルの面の代わりに、クッキングシートを使ってみました。
効果てきめん。とっても綺麗な面に仕上がりました。
バリがついているので、ニッパーでカットして形を整えます。
アイスっぽくなりました。
電気を供給すると、アイスがガリガリ君色に光りました。なかなかいい感じです。
指でアイスの部分をタッチすると、指に反応して明るさが変わっています。ホットグルーでタッチセンサの基板から離れていますが、指に反応していますね。
USBコネクタを取り付ける
このガリガリ君にUSB TypeCコネクタを取り付けて、PCやスマホのUSB TypeCに接続すると光るようにしたいと思います。
USB TypeCはホスト側ではCCピンが抵抗でプルアップされていて、デバイス側ではCCピンは抵抗でプルダウンします。この購入したUSB Type-Cコネクタは、CCピンが56kΩでプルアップされているため、デバイス側ではなくホスト側の設定になっていました。
そこで、デバイスになるようにCCピンを5.1kΩでプルダウンするように改造しました。しかし、この改造方法は間違っていて、後々間違いに気づくことになります。
TypeCコネクタをはんだ付けします。
コネクタにレジンを塗ります。
コネクタの中にもレジンを充填します。
レジンには、LEDでも固まる「まさるの涙」を使っています。
1つ完成しました！
光らせてみる
USBアダプタに接続して電源を供給すると、ミニチュアガリガリ君が点灯しました！
なかなかいい感じですよ。
たくさん作る
たくさん作るために、型も5個同時に作れるように拡張しました。
レーザーカッターEtcherLaserProでMDFを加工します。
型が切り出されました。
底板と天板にはクッキングシートを貼り付けて、側面にはガムテープを貼り付けます。
ホットグルーを充填して基板を入れ、さらにホットグルーを充填。天板を重ねてネジで締め付けます。
冷えて固まってから天板を外します。5個一気に作れました。
バリがあるので、ニッパーで取り除きます。
いっぱいできました♪楽しいです。
USBコネクタを取り付ける
デバイス側になるように2つのCCピンに、5.1kΩのプルダウン抵抗を取り付けたUSB Type-Cコネクタを取り付けます(まだ問題に気づいていません)。
レジンをコネクタの中に充填し、紫外線LEDで硬化させます。
光らないぞ！！
ここまで順風まんぱんで来ましたが、問題が発生します。USB充電器に接続するとLEDが光るのに、PCやスマホに接続すると光らないんです。
USB Type-CのCCピンについて調べました。CCピンは1つのUSBコネクタに2つあります。普通の電子工作では、デバイスのボードをUSBケーブルを経由して接続していたため、シンクポートの2つのCCピンには5.1kΩをそれぞれ接続するのが普通でした。そのため、今回もシンク側のコネクタの2つのCCピンに5.1kΩの抵抗を接続していました。
しかし今回はケーブルを接続せず、ホストとデバイスのUSBコネクタを直接接続します。ケーブルが間にあった場合には、CCピンの片方がRaでプルダウンされていたのですが、直接接続すると2つのCCピンがそれぞれRdでプルダウンされてしまいます。
Raの抵抗値は1kΩと決まっているのに対し、Rdの抵抗値は5.1kΩでです。このためホスト側から電気が送電されなかったようです。
仕方がないのでレジンで固めてしまったコネクタ部分を壊して基板を取り出し、片方のCCピンの抵抗を5.1kΩから1kΩへと交換しました。
光ったぞ！！
CCピンの片方を1kΩに交換すると、IPadに接続してもMacBookに接続してもLEDが光るようになりました。
再びコネクタを取り付けてレジンで固めます。
ついに完成！
PCBWayには基板をたくさん作ってもらったのですが、24個組み立てた後に色々あって、コネクタを破壊して取り付け直したため、最終的に組み上がったのは7個となりました。
ミニチュアガリガリ君 USB TypeC タッチセンサライトがようやく完成しました。
アイスの部分に触れると明るさが変わります。色がとっても綺麗です。
もちろん食べられませんが、なかなか面白い物ができました。
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