DreamerDreamのブログ

夢想家の夢です。〜揚げたてのモヤっとしたものをラフレシアと共に〜

草刈りロボットを作りたいプロジェクト ①回転刃とスライド機構を作ってみる

僕が以前から作ってみたかったものの1つに「草刈りロボット」があります。

しかし素人趣味の個人開発ですのでアイデアはあるものの潤沢な資金と材料と時間が無いので廃材と3Dプリンターを利用して出来る範囲から少しずつ計画を進め、備忘録として記録することにしました。

 

※少しずつ作業をする予定ですのでブログのカテゴリーに「草刈りロボット」を追加しました。(もしかしたら途中で頓挫する可能性もあります。)

 

 

まずは草刈り用のモーターですが、これには高耐久性のパワフルなモーターが必要です。しかしパワフルなモーターはどれもこれも高いので破棄プリンターのヘッドを制御していたDCモーターを使う事にしました。

 

ギアが綺麗に取り付けられているため、「もうこのまま利用しちゃえ!」ということで回転刃はギア込みで締め込む仕様にしました。こういう適当な部品を作るのに3Dプリンターは非常に有り難い存在です。

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回転刃を大きくすれば広い面積を刈ることが出来ます。

しかし、モーターがパワフルでも直径が大きくなるとそれだけ負担が増えて止まりやすくなります。

 

そこで、回転刃は小さくして回転刃をスライドさせることにしました。

スライド機構は破棄プリンターから取り出したスライドレールを2つ利用しています(モーターもレールとこんな型で再会するなんて、きっと喜んでいることでしょう)。

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とりあえず完成した回転刃がこちら。

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刃は、安上がりなカッターの刃を折ったヤツ6つを3Dプリンター製のホルダーに挟み込む仕様で作りました。

刃を上から止めている金属は、ハードディスクのプラッタです(ハードディスクもまた昔のように回転出来るのできっと喜んでいるハズです)。

 

実際に回転させて草を刈ってみましたら、これがスンナリ刈れるので調子に乗って動画を撮ったのがコチラ↓


草刈り機モジュールテストで破損

 

はい!壊れましたとも。

 

調子に乗って仮組み状態のまま運用したせいなのか、ネジが外れて刃が飛んでしまいました。

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あーあー。3Dプリンターで作ったホルダーも数カ所破壊されています。

ですが、まあ「実際に草は刈れたので良し!」です。

 

少しの課題を残したままスライド機構の設計に移ります。

 

 

スライドレールとリミットスイッチの設計です。

リミットスイッチはマイクロスイッチが一般的ですが、廃材箱をあさっていると昔のカセットデッキから取り出した接触スイッチを発見しました↓

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これもマイクロスイッチと呼ぶのかは不明ですが使えそうです。

 

このように、スイッチが押し切られてもそれ以上に曲がって壊れない構造のスイッチなので今回の用途にはピッタリです。

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リミットスイッチを左右1つづつ配置させて出来た草刈りモジュールがこちら。

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思ったよりイイ感じにスライドします。

レール2本なのですぐ歪んでしまうかな?と思っていたのですが思ったより丈夫そうです。

 

ちなみにスライド駆動用のステッピングモーターは以前に購入したものですが、ベルトは破棄スキャナーから取り出したものです。(どれだけ廃材使うねん)

 

 

以前CuBaseを使って運搬車を作りましたが、今回は足回りにこのCuBaseを使う事にします。

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並べるとこんな感じ。

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さて、これらをどうやって固定しようかな?といろいろ並び替えてネジ穴を見比べて試行錯誤しています。

 

 

 

制御方法は現時点では全く考えていません。

とりあえずハードを完成させることを目指します。

 

 

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PLAより性能の良いPLA+フィラメントを試してみました  PLAとPLA+の違いを比較

eSUN から出ているPLA+(プラス)フィラメントを試してみました。

 

 

PLA+フィラメントは少し前からあることは知っていましたが、すこし高くて手が出せませんでした。

この度安くなっているものを発見してポチっとしました。

 

届いた製品の箱は今まで使ってきた殆どのフィラメントは段ボールそのものに印字されているタイプのものですが、こちらはフィルムにプリントされた段ボールでした。

これだけでなんだか高級そうです。

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箱を開けると会社の製品のパンフレットが入っていました。

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いろんなフィラメントがあるんですね!

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英文ですが見てるとあれこれ欲しくなっちゃいます。

 

リールは透明なのでフィラメントの残量が確認出来て有難いです

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そして、リールの左右部品が金属のネジで止められています。

これは初めて見ました。使い終わっても何かしら使い道がありそうです(貧乏性)。

 

 

試しに、以前に購入した普通のPLAと比べてみました。

データはこちらのマスクストラップ↓

<マスクストラップ Thingiverse>

Surgical Mask Strap Remix by Suraky - Thingiverse

 

 

比較するNouleiのフィラメント ↓

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さて、どちらがどちらでしょう?

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温度も同じ条件でプリントしてみました。

全く見分けがつきません。

 

しかし、手に持って曲げてみると明らかにPLA+のほうが固さがあります。

 

とはいうものの微々たる違いですので、こんな感じで比較してみました。

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左側が普通のPLA、右側がPLA+です。

左のほうが僅かにたわんでいます。

 

逆に言えば「マスクストラップのような用途であれば普通のPLAの方がよく曲がるので頭にフィットしやすい。」ということも言えます。

 

あと、このPLA+フィラメントはベッドへの食いつきがすごく良いです。

けれど、張り付きすぎずベッドが冷えると素直に剥がれます。

ブログを書くまでに10回以上いろいろな部品のプリントをしていますが、今のところ失敗が全くありません。

 

PLAの弱点を克服したPLA+フィラメント、まさしくその通りの表現だと思います。

満足の☆5です。

 

 

オゾンガスでマスクの臭いが消せるのか検証してみた 自作のオゾン発生器でマスクの脱臭、除菌は出来るのか

 検証の様子を動画で纏めてみました。


オゾンガス発生器を使ってオゾンガスによるマスクの消臭効果を実験してみた

 

ブログではこの動画から補足説明を加えて解説していきます。

 

 

センサーは前回の記事で作ったものを使用しています。

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このセンサーは初めて稼動させた場合は、センサー内部のヒーターを温めてセンサーの酸素を取り除く必要があるそうです。

起動後、数時間放置しました。(4時間ぐらい)

 

落ち着いた頃の数値を見ると205近辺をうろうろしています。どうやらこの辺りが下限です。

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「においセンサー Arduino」で検索すると、「臭いを検知したら数値が下降する」という実験動画が数種類ヒットしますが、「上昇したほうが感覚的に解りやすいだろ。」ということで、僕は「臭いを検知したら数値が上昇する。」というプログラムにしています。

詳細は上記の前回ブログ記事をご参照ください。

 

 

まずはセンサーが正常に動いているか、息を吹きかけてテストしています。

「ハァ〜」と息を吹きかけると数値が徐々に上昇していきます。

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最高で220をマークしました。

僕の口臭が強いか弱いかどうかはわかりませんが、口臭にしっかり反応していますのでマスクでも期待出来るでしょう。

 

 

使用後のマスクをセンサーに被せます。

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数値は最大で216をマークしました。

 

 

次に、以前作ったオゾン発生器↓

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このイオン風の出口にマスクを被せます。 

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オゾン発生器を稼働させて10分ぐらい放置しました。

 

マスクにオゾンが含まれているとセンサーが正確に検知出来ませんから、装置を止めた後とりあえず1時間ぐらいはマスクを放置しました。

(オゾンは数分で酸素になるそうなので)

 

そして、再度マスクをセンサーに被せてみたのがこちら↓

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203をマークしています。

最初は平常時に205近辺でしたので、もしかしたら換気はしていたものの同じ部屋でオゾン発生装置を稼動させていたため、部屋の中の臭いまである程度脱臭されてしまったのかもしれませんが、センサー値が0~1023範囲中の2〜3程度なので、誤差の範囲とも言えます。

 

ただ、マスクをいくら近づけても場所を変えてもこの数値は変わりませんでしたので

これは「脱臭できている」と言えるのではないでしょうか?

 

 

ただ、変わらなすぎてセンサーが生きているのかのチェックが必要な数値ですので再度口臭チェックをしてみました。

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問題無くセンサーは生きています。

 

 

ということで、オゾンガスでマスクの脱臭は可能である。

という結論で今回の検証は終了です。

 

 

以前にYouTubeで「自家製の次亜塩素酸水でマスクの脱臭が出来ますか?」という質問をいただいて実験してみましたが、その時は「塩素臭が残るのでよくわからない」という結論の回答をしていました。

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実際、次亜塩素酸水にマスクを浸けて乾燥させると口臭が全く解らないので、これも「消臭できている」とは思うのですが、それ以上に塩素臭が残ってしまって検証になりませんでした。

他にも乾かす時に生乾き臭が発生したりしないのか?とか干してる場所の臭いが付かないか?そもそも次亜塩素酸水って不安定すぎじゃないのか(マスクに菌類だけではなく垢が多く付いていたり、マスクを洗う時に次亜塩素酸水に直接手を入れてしまうと効果が劇的に落ちてしまう)?等、詳しく実験するにも懸念材料が多すぎて検証もやる気が起きませんでした。

 

オゾンガスは気体なので乾かす必要もありませんし残り香もありません。

マスクの脱臭にはオゾン発生器、これは非常に良いです。

 

 

 

 

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においセンサーをArduinoで使ってみた 自作オゾン発生器によるマスクの消臭効果を試したい

以前、オゾン発生器を作りました。

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これを用いて実際にマスクの脱臭実験をしてみたのですが、これがなかなか良い感じです。

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体感的には「無臭」になります。

次亜塩素酸水で実験したときは塩素の臭いで元の臭いが取れてるのか取れていないのかよく解りませんでした。

あと元の臭いが取れても乾かす時に部屋の臭いや生乾き臭が付かないのか?等の懸念材料がありましたが、オゾンの場合はガスに当てるだけでそもそも濡らす必要が無いので非常に楽です。

 

しかしながら、いくら「効果があった」と口で言ったり文字で伝えても所詮は体感の問題なので「気持ちの問題じゃないか?」と言われてしまえばそれまでです。

数値で表す方法が無いとなかなか伝わりません。

 

ということで、今回はマスクの消臭検証実験器具の「においセンサー」を作組み立てるというお話です。

 

においセンサー

秋月電子通商から販売されているにおいセンサー「TGS2450

<秋月電子通商サイト>

においセンサ TGS2450: センサ一般 秋月電子通商-電子部品・ネット通販

 

こちらのブログを参考にさせていただいたのですが、ブログ中での「配線図」はどうやらピン配置が逆ですね。

においセンサー(TGS2450)の実験 [Arduino]

 

センサーを上から見た場合は、このように突起から半時計回りに①〜④までピンが並んでいます。

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仕様書に書かれているのは[Bottom]と書かれていますのでセンサーを裏から見た場合の図です。

 

<実際のピン配置>

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Arduinoへの接続

ArduinoのGNDにGND、3は33Ωの抵抗を介して③センサーへ、4は33Ωの抵抗を介して④ヒーターへ、A0はセンサーと抵抗の間へ割り込ませて分圧抵抗値を読みます。

Arduinoへの配線図↓

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<実際の配線>

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※コネクタが黒いので見辛いですが、上述の配線図通りに繋がっています。

33Ωの抵抗が無かったので100Ωを3本並列に繋げています。

 

本当はトランジスタを用いてヒーターを過熱するべきなのですが、加熱時間が短いのと多くの作例でArduinoへ直付けして特に問題無さそうなので僕もそのまま繋ぎました。

数時間稼動させっぱなしにしましたが、特に異常が出ることも無く使えていますので大丈夫でしょう。 

 

プログラム

NionSenser.ino

const int pin_heater = 4; //ヒーター電源
const int pin_senser_on = 3; //センサー電源
const int pin_senser = A0; //センサー

 

/*初期設定*/

void setup(){

  //センサーとヒーター電源をアウトプット宣言
  pinMode(pin_senser_on,OUTPUT);
  pinMode(pin_heater,OUTPUT);

  //センサーとヒーターの出力をOFF
  digitalWrite(pin_senser_on, LOW);
  digitalWrite(pin_heater, LOW);

  //シリアル出力設定
  Serial.begin(9600);
}

 

/*センサーの値を読む*/

int readSenser(){
  int val = 0;

  //センサー電源ON
  digitalWrite( pin_senser_on, HIGH );
  delay( 5 ); //一応待つ
  val = analogRead( pin_senser );//読む

  //センサー電源OFF
  digitalWrite( pin_senser_on, LOW );
  return val;//取得値を返す

}

 

/*ヒーターの過熱*/

void heat(){

  //8ms過熱
  digitalWrite( pin_heater, HIGH );
  delay( 8 );

  //237ms冷却
  digitalWrite( pin_heater, LOW );
  delay( 237 );
}

 

/*メインルーチン*/

void loop(){
  int val = 0;

  //臭いに反応したら数値が上がるように、取得値を逆転させる

  val = 1023 - readSenser();
  heat();
  Serial.println(val);
}

プログラムは参考ブログより個人的な好みで少し改造しています。

結果は数値で出力されます。

センサー値を直に取得すると、臭いに反応するほど数値が下がるのですが、解りやすいように数値が上がるように反転させました。

 

このように結構簡単な材料でにおいセンサーを使うことが出来ます。

 

 

 

マスクの消臭検証してみました↓

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シルクPLAフィラメント(メタリック)を使ってみた

3Dプリンターのフィラメントで今回はシルクPLAのメタリック色のフィラメントを試してみました。

 

<amazonで購入出来るシルクフィラメント一覧>

 

 

コロナの影響なのかあまり低価格のものが無い中、たまたま見つけたのが500g1000円程度で販売されていたのがコチラ↓(購入時1,199円)

 

 

 

出力時の感想

出力自体は何の問題もありません。

僕のプリンターなら215℃で反りも剥がれもなく、以前にご紹介していました黒フィラメント↓

よりも綺麗にプリント出来ました。

ただすこし硬めなのか、薄い所が割れやすい感じがしましたのでベッドから剥がす際には要注意です。

ベッドへの定着はすごく良いです。

 

出力品

先述のNouleiの黒フィラメントと組み合わせた設計中の部品がこちら。

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右にチラッと見えているのがアルミ柱なので、アルミに比べるとグレーっぽい感じです。

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角度を変えるとこうです。

(プリンターの不調で積層はあまり綺麗ではありませんが)メタリック感があります。

 

以前に使っていたグレーのフィラメント(奥)と比べてみたのがコチラです。

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グレーよりもやや色味は濃い感じです。

 

それぞれのフィラメントの積層の方向を揃えて太陽光を反射させてみました。

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反射率は段違いです。

反射するのでかなりメタリックさを感じます。

 

強度などは今のところ不明ですが、どこに使っても格好いいのでなかなか満足な商品です。

 

 

 

その他フィラメントの特徴を纏めています↓

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キッチンや浴室のカビ予防のために超撥水コーティング剤「弾き」を使ってみた

ここ最近水回り、特にシンクの水垢が気になっていました。

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水がかかる場所はどうしてもこの時期からカビが発生しやすくなります。

 

何かカビ予防に便利なものは無いかな?と調べてみると何やら面白い商品をAmazonで発見しました。

 

 

 

 「超撥水 コーティング剤 弾き」

なんと、水滴がツルンと落ちるという撥水剤です。

ひょっとしたらこれは効果があるかもしれません。車のコーティング剤と同じですね。

 

ということでワクワクしながらシンクを綺麗に掃除して、コーティング剤をスプレーしました。

スポンジで全体に馴染ませたらキッチンペーパーで拭き取って完了です。

めちゃカンタン。

 

で、効果を比較したいので一部だけ塗布せずに以下の動画を撮りましたのでご覧ください↓


防汚コーティング剤でコーティングしてみた

 

どうでしょう?

僕的には一見「あれ?水の弾き方ってあんま変わんなく無い?」と感じましたが、塗布した面はコーティング膜が貼っているので良く見るとすごく綺麗に見えます。

 

Amazonのレビューには「カビが発生しなくなりました。」とありますのでコーティング膜がカビ予防にも役立つようです。

 

弾き方は「なんだー、そんなものか・・・」という感じでしたが、続いてシンクの底にコーティングすると以前と比べると格段に水の弾きはよくなっていました。(これも比較動画撮っときゃよかったと後悔)

新品同様!とはいかないまでもかなりの水滴が浮いています↓

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シンクには食器やら何やら置くので、いつの間にか傷だらけになって水を弾かなくなっていたのですね。

 

ということで壁面は僕が期待したほどの弾き方では無かった物の、効果は確かにありそうで期待できます。

これでカビが予防できたらいいな^^定期的に塗布しようと思いました。

 

 

 

オゾン発生器を自作してみた ③イオン風の計測とマイナスイオンの発生 完成

前回、コッククロフト・ウォルトン回路を用いて高電圧とイオン風とオゾンの発生を確認しました。

 <前回記事>

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今回は、マイナスイオンを発生させてひとまず装置自体を完成させてしまいます。

 

<注意>

オゾンガスの発生装置は高電圧で作動します。

自作する場合は必ず自己責任で、感電しないように気を付けましょう。感電は場合によっては命に関わります。

またこのブログは決して装置の自作を推奨するものではございません。

装置の動作中はオゾンガスが発生します。

高濃度のオゾンガスは中毒症状を起こします。

室内で動作させる時には換気に気をつけましょう。

小さなお子様やペットのいる部屋では使わないようにしましょう。

 

 

風速実験

まずはアルミパイプの長さとオゾン風の強さの関係を計測して実験してみます。

出来るだけ効率良く風が起きる状態を探ってみようと思います。

 

風速は厳密で無くても良いので、厚紙でのお手製ですがこのような実験装置を作ってフィルムのタワミで計測することにしました。

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同じ角度から計測できるように、の四角い赤い部分が重なるように写真を撮ります。

風速0のときは赤ボーダーが赤矢印辺に来ます。

 

60mmのアルミパイプ

パイプと芯の距離0mm

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5mm

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10mm

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15mm

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20mm

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30mm

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5mm~10mm辺が効率が良さそうです。

 

次に、パイプの長さを短くして実験してみます。

 

30mmのアルミパイプ

距離0mm

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5mm

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10mm

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15mm

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20mm

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30mm

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15mm辺が効率が良さそうです。

意外にも60mmのパイプより30mmの方が効率が良いようです。

 

 

パイプ無し

 

パイプが無い場合も調べてみました。

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一応、風は起きるもののパイプ有りの時と比べると全然結果が良くありません。

 

 

多段方式

 

個人的にちょっと気になって実験したのがこちらの方法です。

イオン風って先端から出る電子の影響で周りの空気が巻き込まれるんですよね?

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ということは、このように複数繋いだらより空気を巻き込むんじゃないの?

 

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そう思いませんか?

ということで実験しました。

真ん中に何にも繋いでいないパイプとそれに引っ付いた針を用意します。
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・・・驚くほど微風(?無風?)です。

というか、フィルムを近づけるとむしろ吸い込まれるという始末。

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ダメです。

 

ということで、30mmのパイプを針の先15mmの位置に配置することにしました。


イオン風の実験動画

 

 

マイナスイオンの発生

 

ダイオードの向きを反転させると、マイナスイオンが放出されるそうです。(ほんまかいな?)

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マイナスイオンの効果自体を信じていないのですが、「マイナスイオンも発生している」というと周りへのウケが良さそうなので反転させました。

 

 

反転させてもイオン風は全く同じです。そりゃそうだ。

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装置の完成

 

針の先端は尖らせた方がイオン風が強くなるそうなので尖らせました。

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で、完成したのがこれ!

「基板剥き出しやないかーい!」ってつっこんでください。

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安心してください。動きますよ。


自作オゾン発生器完成

確かに先端を尖らせた影響なのかイオン風の勢いは感覚的には倍ほど強くなっています。

暗い所で見ると針の先端にコロナ放電が見られます。

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いやあ、高圧回路って面白いですね。

 

毎回感電しないよう緊張しながら回路剥き出しの装置を操作するものですから、手汗がびっちょり。めちゃ感電しやすくなります(笑)(良い子も良い大人も真似しないように。)

 

<追記>

やはりこのまま使うのは危険なので、ケースを3Dプリンターで作りました。

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結構適当に作りましたが、意外に可愛いキューブ型に仕上がりました。

これなら売れる?

 

 オゾンでのマスクの消臭効果はアリです↓

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