3Dプリンタで壊れたパンチボールのパーツを作って修理しました！
子供の誕生日プレゼントにボクシンググローブとミット、それからひとりでも遊べるようにと子供用のパンチボールをプレゼントしました。
しかし、「会心必中～！！」と叫びながら、思いっきりパンチを連発する息子。。
１週間ほどで、根元の部品がパキッと割れて、壊れてしまいました。
もう立てられない。買ったばっかりなのに...
まあ、安かったし子供用のおもちゃだからこんなものか、とも思ったのですが、根元の部品だけ何とか再現できれば、他はまだしっかりしてるのに、
捨てるのはもったいない！
そこで、
「ファブスペースみたか」の３Dプリンタを使って、壊れてしまった部品を再現してみることにしました！
パソコンで３Dモデルを作る
割れたパーツはすぐに捨ててしまったので、写真が残っていないのですが、大体のイメージで設計図を描いてみました。
これを元に、３Dプリンタのデータになる３Dモデルを作っていきます。
我が家では、WindowsのPCにはデフォルトで入っている、３DBuilderというソフトを使っています。
今回は、ソフトに入っている円錐の図形に、円柱で型抜きをするだけでできたので、積み木や粘土の感覚？で小学４年生の息子もサクサク作ってました。
簡単ですけど、設計図を見ながらパソコンで３Dモデルを作るってちょっとかっこいいですよね。
３Dプリンタでパーツを出力！
さて、出来上がったデータですが、ファブスペースみたかにある３Dプリンタに取り込むため、.stlという拡張子で保存をします。
これも、保存の時に形式を選ぶだけなので簡単。
ファブスペースみたかにあるのが、このUPBOXという３Dプリンタ。
このUPBOXの専用ソフトで先ほどのデータを開きます。
専用ソフトでは先ほどの図形がこんな感じで見られました。
素材の密度や仕上がりなど、いくつかの設定をして、出力スタート！
幅が7.5㎝、高さが5cmくらいの立体なのですが、出力には１時間かかりました。
割れないように硬めにしたかったので、密度を高めの設定にしたのが長時間かかった原因かなーと思います。おかげで仕上がりはきれいだし、硬くて割れにくそう！
早速、パンチボールの台にパーツを取り付けてみました！
設計ミスが発覚！？息子のアイデアに感謝！
でも、あれっ？？
ポールを立ててみたところです。
3Dプリンタで作ったパーツの穴が大きすぎて、スカスカ... これじゃ、ポールを支えられず、またちょっとした衝撃で倒れてしまいます。
ガーン... 設計ミス？？
自分で書いた設計図を見直してみると、穴の直径が3cmになってました。
「な、なんで穴の大きさ３センチにしたんだっけ？どう考えても3cmは大きすぎだよね...」
また３Dモデル作りからやり直し...？
３Dプリンタでの出力は１時間近くかかるのに...！
作業を始めたのが午後からだったので、この時点ですでに15時過ぎ...
16時には作業を終わらせたかったのに、時間大丈夫かな。
おろおろと慌ててる私を横目に、息子はなぜか落ち着いています。
「なんで、最初からやり直すの？ここだけ作ればいいんじゃない？」
えっ？
あせっていた私は、一瞬、息子が言っていることがよく分からなかったのですが、
「ほら、ここに入るのを作ればいいんじゃないの？」
と穴の部分を指さしながら言う息子の言葉に、はっとしました。
「確かにスキマの部分だけ埋めるパーツを作れば、ただの筒形だし、時間もかからなさそう...！」
というわけで、、
できました🎉
３Dモデルは円柱の図形を重ねるだけで簡単にでき、３Dプリンタでは20分くらいで出力することができました！
息子のアイデアに感謝です！
真ん中の筒の部分が別になっていることで、外側のパーツとの間に少し「あそび」ができて、かえって割れにくくなったのではないかなと思います。
また壊してしまっても自分たちの手でなおせるって思うと、子供にもちょっと優しくなれますね。
感じたこと
子供と一緒に工作やDIYをしていると、子供の純粋な視点や発想に驚かされることがよくあります。大人っていろんなことをシンプルに考えることができなくなってるんですよね。
親って、子供から教えてもらうことがたくさんあるんだなーとあらためて感じたし、子供の話を素直に謙虚に聞けるようにしたいなと思いました。
本日はここまで。
最後まで読んでいただきありがとうございました！
coporii マルヤマ
子供向けのプログラミング動画をつくっています
幼児向けのプログラミング教育アプリ「スクラッチJr」でプログラミングを学べる動画を作ってYoutubeにアップしています。
実はスクラッチJrの書籍もKindleで販売していまして、それを出版社さんで販売してもらおうと思って動画を作ったという経緯があります。
結局、売れた書籍は3冊で大変な在庫を抱えてしまったのですけど、その後、書籍はKindleで販売を再開、書籍用につくった動画は今回、Youtubeで公開させていただくことにしました。
全部で38本あり、難易度が上がるとゲームやアニメーションも作れるのでお楽しみに♪
今のところは、3本しか公開していませんが、週に2，3本くらいのペースでアップしていけたらと思っています。
Youtubeのチャンネル登録か、ブログの読者になっていただけたら嬉しいです！
パソコンの中を見てみたら
プライベートで使っていたパソコンが充電できなくなりました。
HPのノートPCで、５年くらい前に購入したものです。
タイプCの電源ポートが２つ、本体の角と側面部分についていました。ずいぶん前から接触不良でしたがついに２つともまったく給電できなくなってしまいました。
HPの修理窓口に連絡しましたが、電源はマザーボードの交換になるので買い替えてください、と言われました。
パソコンは全く問題なく使えていたのに、充電ができないから買い替えなんてもったいない。。タイプCポートは壊れやすいので困りますね。
薄型ノートPCの中は...
電源をぐーーーっと奥に強く押し込むと一瞬給電ができたりするので、PCのカバーを外して、電源を電源ポートに直接差し込めれば充電できるのではないか。というかすかな希望もあり、後は単純な興味からノートPCを開けて見てみることにしました。
一度、やって見たかったんですよね。ノートPCの分解。
PCの裏側にある滑り止めのゴムをはがすと、、ネジを発見！
ここからカバーを開けられそうです。
ネジを取った後もカバーがぴったりくっついているので、壊さないように慎重にカバーをはがしました。なかなか外れなくて苦労しましたが、PCの裏面側が外れて、ようやく中身が見えるようになりました。
角の所とその右側にあるのがタイプCの電源ポートですね。
思っていたよりも基板にぴったり収まっています。
５年間のデータよ、さようなら
基板ごとPCから外さないとPCのカバーを間に挟まずに直接電源を差し込むのはむつかしそう。。
ただ、基板を外すには、ネジを外すだけでは済まない感じ。
せっかく苦労してカバーを外したので、息子が帰ってきたら一緒に見てみようと、そのまま置いておきました。
学校から帰ってきた息子と一緒に中身をよーく見てみます。
「SSD（ソリッドステートドライブ）」を発見。
ここにこの５年間のデータが収まってるんですね。もうアクセスできないのかぁ、と思うと何とも言えない気分です。アクセスできなくなったPCのデータ消去って物理的にこのディスクを壊したりするみたいですね。
ファンの部分は結構汚れていました。夏場は熱くなってファンからすごい音がしてたなー＾＾；
基板には、1mmもないようなパーツがびっしり。キレイに言うと満点の星空のようですし、結構ホコリもすごかったのでホコリなのかパーツなのか分からないようなところも...＾＾ほんとにパソコンってすごい技術ですよね。
今回はここまで。
何の成果もなかったですが、けっこう楽しかったです。
カバーを元に戻したらリサイクルに出そうっと。
電流をコントロール、電子工作や電気の実験であると便利な「安定化電源」の工作キット
小学4年生の息子が通っている理数工教室で、先生が大型の安定化電源を使っているらしいのですが、それが息子にはとてもカッコよく見えるようで、Amazonで似ているものを検索しては「これが欲しい！」と主張してきます。
見てみると「研究用」とか「産業用」と書かれていますし、高圧電流が流れるって考えると、子供に与えちゃダメなものですよねぇ...？
バックトゥザフューチャーの冒頭でマーティがドクの部屋にあるスピーカーの出力を全部MAXにした後、ギターを弾くシーンがあります。
音が出た瞬間にスピーカーが爆発して吹っ飛ぶんですけど、電流をコントロールできるっていうのが何となくこのシーンを思い浮かべます。
電子工作に興味を持ってくれるのはうれしいんだけど、危ないことはさせたくないし...
そこで、電子工作用の「安定化電源ユニット」というキットを秋葉原の千石電商で購入してきました！
自分で組み立てが必要にはなりますが、仕組みを知ったうえで使うことは重要なことですし、私も息子も電子工作の勉強になると思ったので思い切って購入。
毎日少しづつ、息子のやる気スイッチと格闘しながら一緒に組み立てをしました。
電圧は、1.25V～最大23Vまでコントロールできるそうです。
説明書を見ながら組み立てを開始！
まずは、3本足のICチップを取り付けます。
これは、はんだ付けはせずにネジとナットで取り付けができました。
次に本体の基板にパーツを取り付けます。
これが、安定化電源のベース部分になる基板です。
こっちは裏側。
基板に印刷されている「C1]「J4」といった番号を頼りに、説明書を見ながらパーツを差し込んでははんだ付け、の作業を繰り返します。
コンデンサ、LED、抵抗、ボリューム、などなど、パーツの取り付け。
大きさは、ダイソーで買ったスティックのりと比べるとこんな感じです。
手のひらに乗っちゃうサイズですね。
はんだ付けもなかなか上手！全部息子がやったのですが。
さて、ちゃんと動くかどうか、モーターを回転させて実験です！
つまみを左右に回すことで、モーターの回転速度が変えられることが確認できました！
ちゃんと電圧計と電流計もつけて、1.25V～3.5Vまで電圧をかえられることを確認。
モーターにかけられる最大電圧が3.5Vまでなので、確認できるのはそこまでですが、電子工作ではもう十分です。
さて、この安定化電源を制作したことで、電子工作時の実験の幅が本当に広がりました。電圧によって、部品の動き方がどうやって変化するのか。
実験をして記録を付けるのは研究者になったようで本当に楽しいしやりがいもあります。
なんだかすごいことをしている気分になっちゃいます。
安定化電源を使って、揚力を測る実験をした記事がこちらです。
「ドローン用モーターとプロペラで揚力を測る」
https://blog.hatena.ne.jp/mylittleengieer/myle.hatenablog.com/edit?entry=4207112889933357390
商品はこちらで購入が可能なようです。
本日の記事はここまでになります。
またドローン作りについても書いていきたいと思います。
最後まで読んでいただきありがとうございました！
coporii 丸山
[イベントレポート］サイエンスアゴラ2022でVR三昧
11/6(日)お台場のテレコムセンターで開催された国内最大級のサイエンスの祭典「サイエンスアゴラ2022」に行ってきました。
イベントのホームページはこちらです。
https://www.jst.go.jp/sis/scienceagora/2022/
大学や企業などの研究機関が成果の発表をしたり、来場者に最先端の研究について知ってもらう場として、毎年開催されているイベントで、以前から行ってみたいと思っていたのですが、今年、初めて参加する事ができました！
子供と一緒だったので、講義やパネルディスカッションなどには参加せず、実験や体験など楽しめるものが中心になります。
最初に体験したのが、VRを使って遭難体験が出来るブース。これがあれば、いつでもどこでも山での遭難を体験できる、というものです！
VRゴーグル以外にも、腕につけたリストバンドが振動したり、リュックの中に水を入れて徐々に冷たく重くしていくなど、疲れや寒さを感じさせる工夫をしていました。
お腹が空くと画面がぼやけるので、リュックの中にある食べ物を食べるとか、ちょっとゲーム性もあって子供はとても楽しかったようです。
こちらは、自分が台風になって、日本列島の上を通り抜けるというソフトウエアの体験。
足をバタバタすると台風が大きくなって、順調に日本列島の上まで通過できます^_^
とにかく、VRが多かったのですが、これは自分の手を油で揚げる「手んぷら」という体験ブース。
手に振動が伝わってくるようになっていて面白いです。上手に揚がったかどうか点数が出るので何回もやりたくなります。
これは雪だるまを作るVR。
写真の大きな筒を転がすと画面の雪玉が大きくなっていきます。手にはめた手袋は冷たく感じるようになっていて、さらに小さなビーズが入っているので本当に雪玉を触っている感覚になります。
こちらは靴がVRの画面に連動して動くようになったもの。落下やジャンプ、水の中を歩いている感覚などを靴を通して感じる事が出来ます。
続いて実験。
写真では水素と酸素を電気分解しています。
中学生になると学校でこんな実験をするところもあるのだとか。
これは水素で走る燃料電池カーです。リモコンでコントロール出来るラジコンになってます。手のひらにのるくらいのサイズなのですが、なんと５万円もするそうです…
材料に金を使う必要があってどうしても値段が高くなるのだそうです。
燃料電池車って高そうだなー…
まとめ
中学1年生の娘と小学4年生の息子と一緒に行ったので、エンタメ的な体験の話ばかりになっているのですが、サイエンスアゴラ2022を全体的にみると、研究発表や最新の技術についての講演やパネルディスカッションなど、サイエンスや医療、環境などの専門の方を対象にしている展示が７割くらいだったと思います。
メディアの取材もたくさん来ていて、サイエンス好きの大人も楽しめるイベントだと感じました。
もちろん、子供と一緒でもめちゃめちゃ楽しいです。
子供が大きくなって一緒に遊んでくれなくなっても、行ってみたいイベントだなと思いました！
本日はここまでになります。
最後まで読んでいただき、ありがとうございました。
ドローン用モーターとプロペラで揚力を測る
息子が近所にある個人塾に通っているのですが、そこでは理工系のことなら何でも教えてくれるということで、息子のたっての希望で自作のドローンを作ろう！ということになりました。
キットなどは使わずに手作りするので、かなり時間がかかっているのですが、毎週実験の宿題が出て、それを息子と一緒にやるのが最近ではとても楽しくなってきました。
プロペラの揚力を測る実験
近頃はしばらくプロペラの揚力を測るということを続けています。
小さなドローン用のモーターに、少し大きめの羽のプロペラを取り付けてあります。 
針金でプロペラをキッチンスケールの上に固定します。
自分でおこした風の影響を受けにくいように、床からは20cmくらい上になるようにしています。
こちらは自作した「安定化電源」です。
つまみを回すと、1.25V～18Vまでの電圧をコントロールして流すことができる道具です。
安定化電源は市販のものを購入すると結構高価なのですが、こちらは工作キットになっていたものでお値段手ごろでパーツが少ないので比較的簡単に作れました。
これを自作した経緯や自作しているところなどもまたブログで紹介したいと思います。
実験開始
プロペラを回したところです。
黄色いマルチメーターが電流を測っていて、黒いアナログメーターで電圧を測っています。
以下の手順で実験をします。
１．キッチンスケールのメモリを０にあわせる
２．安定化電源のスイッチを入れて、測りたい電圧にあわせる
３．電流計の数値と、キッチンスケールの数字（揚力）を記録
実験結果
電圧 1.5Vのとき
電流 230mA
揚力 0.5g
電圧 2Vのとき
電流 300mA
揚力 0.8g
電圧 3Vのとき
電流 450mA
揚力 1.1g
電圧 3.6Vのとき
電流 550mA
揚力 1.2g
今回はこのような結果でした。
安定化電源では18Vまで供給ができるのですが、使っているモーターが耐えられる電圧が3.6Vまでということで3.6Vの時の揚力1.2gが今回の最大値になります。
ドローンを飛ばすことを目的に実験をしているのですが、ひとつのプロペラで1.2gしか持ち上げられないとなると、プロペラ4つでも4.8g....１円玉５枚分くらい。。
他にもいくつか違うタイプのプロペラで実験はしているのですが、飛ぶドローンを作るのってかなり難しそうだ...というのは分かってきました。
まだまだ道のりは長そうですが、実験は楽しいので気長に付き合っていこうかなと思っています。
今回はここまです。
読んでいただきありがとうございました！
捨てるのはもったいない...！電子ピアノの電源ボタンが押せなくなったので修理してみた
電子ピアノの電源ボタンが押せなくなってしまったので、修理をしてみることにしました。
電子ピアノを修理してみる
5年位前に買ったKORGの電子ピアノです。
結構前から電源ボタンが押しづらくなっていましたが、ついに、押しても何の反応もしなくなってしまいました。
メーカーの保証もとっくに切れているので、修理に出すと結構高額な費用がかかりそう。でも、電源ボタンが押せないだけで、他の機能はまったく問題なかったので、買い替えるのももったいない！
上の写真を見てもらうと、ピアノの鍵盤の左上部分に電源ボタンやボリューム、音を変えるボタンがずらっと並んだところがあるのが分かると思います。
ここを開いて、修理ができそうか見てみることにしました。
幸い、分かりやすいところにネジがあって、普通のプラスドライバーで開けることができました。
カバーをあけて出てきたのが、ボタンやLEDがずらっと並んだ電子基板。
壊れていたのは、電源ボタンのカバーのようで、ボタン自体は特に問題なく、直接押すとよく反応してくれました。
この状態でも普通に弾けます（笑）
基板を取り出したときに、下の写真の電源ボタンカバーがぽろっと落ちてきました。見た目では分からないのですが、電源スイッチを押す、突起の部分が割れてしまったようです。下の写真の上の部分がもう少し長かったのだと思われます。
とりあえず、これはもう使えなさそうだったので、このボタンカバーは外した状態で、基板を元に戻してボタンを直接押す方法を考えることにしました。
元に戻す前に、せっかくなので基板の写真をたくさん撮りました。
電子ピアノの電子基板
左下の↓が指している白いボタンが電源スイッチです。その右のつまみが音量のボリュームですね。「VR1」とシルク印刷で書かれています。
こっちが裏側です。
裏側を見ると電源からのコードがつながっているのが分かります。
この辺りは色々な楽器の音やサンプルの音楽の再生ができるボタン。
回路の配線が五線譜みたいでキレイです♪
ICチップが３つ付いています。
上の写真には「IC1」と細かいパーツがいっぱいあります。SWで始まるパーツは「スイッチ」LEDで始まるパーツは「LED」。Cは「コンデンサー」Rは「抵抗（レジスタ）」。
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IC | ICチップ（集積回路）
SW ｜ スイッチ
LED ｜ LED
C ｜ コンデンサ
R ｜ 抵抗（レジスタ）
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下の写真には「IC2」「IC3」がつながっています。
写真を撮り終えた後、待っていた息子と一緒に基板を元の場所に戻してカバーを戻しました。
押せない電源ボタン
ボタンカバーが付いていない状態の電源ボタンがこちら。
微妙に穴とボタンの位置がずれているのと、結構深い位置にあるので、指で直接押すのはむつかしい...！
クリップを折り曲げてマスキングテープで留めて、電源ボタンが押せるようにしてみました。
見た目は悪いんですが、結構しっかり押せます。
これでまだしばらくは使い続けられそう。
修理、といっても電源ボタンのフタを外しただけで大したことはしていないのですが、、使えるようになったことでちょっと達成感がありました！
普通、電源ボタンが押せなくなったっていうと、もう買い替えかなーってなっちゃうと思うんですけど、意外と簡単に使えるようにできるので、この程度で捨てちゃうのってもったいないですよね。
捨てちゃう前にちょっと中見てみようか？
って考えられるのっていいんじゃないかな、と思いました。
本日はここまでです！
読んでいただいてありがとうございました！
