プロッタを作ってみた

やっと材料がそろったので「プロッタ」を作ることにしました。
「プロッタ」というのは、ペンプロッタのことで、ペンを自動で動かして、図形を描画する装置のことです。

ずいぶん前にこの記事を見た時から作ろうとしていたのです・・

http://www.instructables.com/id/Mini-CNC-Plotter-Arduino-Based/

要はジャンクDVD-ROMドライブからペンプロッタが作れるよという記事です。
これなら僕でもできそう！

材料の調達

DVDROMドライブ

まずは秋葉原にいってジャンクDVD-ROMドライブを買ってきます。

実は、ここにで一つ試練が。

DVD-ROMドライブには「あたり」と「はずれ」があります。

今回のやり方でプロッタを作るためには「ステッピングモーター」が必要です。
DVD-ROMドライブの中には「ステッピングモーター」を用いているものと、（おそらく）「DCモーター+ロータリーエンコーダ」を用いているものがあるようです。

こちらがはずれ

こちらが当たり

おそらくどちらの仕組みでも、うまくやればプロッタを作ることができると思うのですが、今回は参考URLの通り「ステッピングモーター」を使いたいので、あたりが2つ手に入るまでDVD-ROMドライブを買うことにします。

相場としては一つ500円くらい。もっと安いものもちらほらあるかな、、と。

今回はモバイルPC用の「スリムドライブ」も買ってみました。

これも分解してみるとステッピングモーターが入ってることを確認できました。
ただ分解が少し面倒、薄型なのでねじも小さい。　また、ステッピングモーターの稼働範囲が少し少ない（僕の買ったものしか知らないですが）などデスクトップPC用のDVD-ROMドライブとは少し異なっているようです。

ステッピングモーター操作モジュール

次にステッピングモーターを操作するためのICを調達します。
もっと安い方法もあるかもしれませんが、今回はaitendoでEasyDriverと呼ばれるステッピングモーターを簡単に扱うための定番のキットを購入しました。

ステッピングモーター1つにつきEasyDriverが1つ必要なので、2つ購入。

http://www.aitendo.com/product/10976 （今見ると在庫が少ない）

Amazonならこちら

EasyDriver ステッピングモータドライバ

メディア: おもちゃ＆ホビー

ほかにもステッピングモーター制御用のICはあるので、これじゃなくてもできるはずです。

ひとつ350円

サーボモーター

もう一つ、ペンの上げ下げのために必要な「サーボモーター」を調達します。
千石電商で https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=8ADR-HCKF を購入しました。

ひとつ1300円

トルクとかあるらしいけどよくわからない。

Amazonならこちらとかがよさそう

SG5010 デジタルサーボ

メディア: おもちゃ＆ホビー

ペンを紙に押し付ける何か

元記事でも「That's the most difficult part of our construction.」と書かれている部分

ここを実現するための何かを100均で探していると偶然「PUSH CLUP」なるビニール袋の封をするための製品が、ちょうどよさそうということで、購入しました。

108円

Amazonだとこちら（ちょっと多いけど・・）

小久保袋留めクリップ delijoy プッシュクリップ 3個入×3セット 6723

メディア: ホーム&キッチン

その他必要なもの

木材少々
- こういう工作では木材は非常に加工が楽なので、いくつか買ってあります。
- 厚さ5mmくらいの木材、厚さ1cmくらいの木材を今回は使いました。
グルーガン
- 100均で売ってるやつです。木材とDVD-ROMドライブを固定する際に使いました。
- これも日々の工作に必要なものとして購入していました
- 持ってるのはこれじゃないけど↓
  TOPELEK グルーガン小型 20Ｗスティック50本付き強力粘着ぐるーがん手芸用木工用 DIY用子供用ガラス接合高温タイプ軽量速乾接着剤接着工具高品質 PSE認証取得済み
  - メディア: その他

Arduino UNO
- まぁ家にあるよね。
- USBケーブルも必要
- [asin:B0044X2E5S:image:detail]

ACアダプタ12V
- ステッピングモーター駆動のためにはArduinoのUSB電源から作られる5Vでは足りないので、ACアダプタをつなぐ必要がある
- たぶんこれ http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-06642/
Arduino プロトタイプ基板
- Arduinoと組み合わせて作りたいので、これを使ってみる。
- ブレッドボードでもできる
- http://www.aitendo.com/product/6976
- Arduino Uno プロトタイプ基板
  - メディア:

導線
- 少々このへんだったかな https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=5CJ5-THMF
輪ゴム少々
ねじ・ナット
- 3mmのもの
- 4mmのもの
- こういうものも常備してある
結束バンド
- なんか家にありました
ピンヘッダ、ピンソケット
- まぁこういうのも家にある
マスキングテープ
- あるとよさそう
のこぎり
- 木を切るために必要 100均のやつ
ワイヤーストリッパー
- 導線を加工するのにあると便利
- エンジニア精密圧着ペンチ PA-21
  - メディア: Tools & Hardware

はんだごて、はんだ
- ステッピングモーターの端子に導線をつなげるために必要
ハンドドリル
- ホームセンターで2000円くらいで売っている、電動ドライバーに100均で購入したドリル刃を装着したものを利用しました。
- 2mm 3mm 4mm のドリル刃を使いました。

分解

まずはDVDROMドライブを分解します。
ねじを外していけば基本はOK

http://air.ap.teacup.com/vitz/1480.html

こういう記事を参考にしながら分解します。
”強制イジェクトホールをを押す”ところがわからなくてしばらく悩みました。

動作チェック

EasyDriverとDVDROMドライブから取り出したステッピングモーターの動作チェックをします。

http://www.schmalzhaus.com/EasyDriver/
本家サイトを参考にしつつ、ArduinoとEasyDriverとステッピングモーターを接続します。

http://www.schmalzhaus.com/EasyDriver/Examples/EasyDriverExamples.html
この例に従って動くことを確認。

組み立て

こういうことがやりたいわけです

まずはX軸用のステッピングモーターとY軸用のモーターを垂直に固定する必要があります。

そのためにはL字型の金具みたいなものが必要です。
今回はDVDROMドライブのケースを利用することにしました。

木材をいいくらいにカットして、DVDROMドライブケースにねじで固定します。
木材にDVDROMドライブから取り出したステッピングモーターとその枠をねじで固定します。

Y軸側も木材をいいくらいにカットしたものに、DVDROMドライブから取り出したステッピングモーターとその枠をグルーガンで固定します。
木材とDVDROMドライブケースをねじで固定すれば、X軸、Y軸の完成です。

こんかいはX軸は普通のDVD-ROMドライブから取り出したステッピングモーター、　Y軸はスリムドライブから取り出したステッピングモーターを採用しました。
スリムドライブのステッピングモーターは上下が平たい構造となっており、Y軸に固定するのがとても簡単でした。

Z軸についてはも木材をいい感じにカットしたものに、ねじでサーボモータを固定します。
さらに、100均で購入した「PUSH CLIP」にドリルで穴をあけたものを、ねじで木材に固定します。
このとき、サーボモーターの回転によってPUSH CLIPが縮まるように位置を調節する必要があります。ここが結構難しい。