STM32miniShield用のエンクロージャを作りたい

最終更新日　2020年4月20日

STM32miniShield基板をスイッチサイエンス殿のスイッチサイエンスマーケットプレイス（委託商品）に登録しました。今後どんな展開になるか楽しみです。

その過程で作成したサンプルプロジェクトを公開してゆきたいと思いました。
その際にケースに入れて見栄えを良くしたいという衝動に駆られました。やはりきれいにパックされたプロジェクトは栄えます。
と云う事でケース(エンクロージャ)を作りたいというのが今回の課題です。

ArduinoUnoやRasberyPiははじめからエンクロージャを用意しています。数が見込めればインジェクション(射出成形)で作ってしまえばいいのですが、自分にはそんな器量はありません。
過去にストロベリーリナックスさんからUSBタイプの温度計を購入した際にケース付きを選択したのですが、そのケースは明らかに3Dプリンタで作成された物でした。

現状、自分は3Dプリンタを持っていませんが、10万円も出せば卓上の3Dプリンタが購入できる時代です。
STM32miniShield基板のエンクロージャですから120×80×50程度の行程で良いかと思います。

CADも必要です。お金を掛けたくないのですが、、、
今はCOVID-19の猛威のため仕事のキャンセルが多く、勉強する時間は有ります。環境整備に向けて調査を始めようと思います。

リコーさんのサイトに3Dプリンタ導入ガイドがありました。

【導入・運用に必要なもの】

リコーさんが紹介している3DCADソフトは企業ユーザがターゲットなので高価な物ばかりです。
STLファイルの出力・チェックは3Dプリンタにセットされている物も有るようなので後回しにします。
材料はABSを考えていて、熱溶解樹脂積層法で良いと思います。
造形サイズは150(W)×150(D)×100(H)で十分かと考えました。

安価な3Dプリンタは自分で組立が必要になります。GRBLコントローラ等もセットになった物がいいなということで検索しました。

さて、どうしましょうか？

3DCADソフトについては『Autodesk123D』が気になっています。理由は、基板作成でEAGLEを使った背景があります。Autodeskは優秀なソフトを買収して機能限定ながら無償提供するようなスタンスを取っており、この『Autodesk123D』もそれに準じているのかなと思った次第です。

準備期間の間に既存ケースでモックアップを作ってみようと思っています。
手元に用意したのは3つのケースです。

タカチは穴開け加工等がお願いできるため勝手はいいですが、一寸大きいのと透明ではないのですね。
和泉化成のケースは透明です。ただ、材質がPSです。厚みは1mmちょっとあってちょうどいいのですが、割れやすいです。
ヒマラヤのキューブは材質PPで半透明です。ちょっと深いのですが、感じはいいです。

ヒマラヤのキューブを使ってGPS版NTPサーバを箱入れしました。

ヒマラヤ化学工業所　フタ付きケース　キューブ(No.2013)に収めてみました。

LANケーブル
USBケーブル
GPSアンテナ

を外部に出せるように穴加工をしています。また、LED&KEYとSTM32miniShield基板の取付穴を開けています。
キューブ(No.2013)は蓋付きケースなので内部にアクセスするのが容易です。また、このことが穴開け加工も多少は容易にしています。
キューブ(No.2013)は深さが67.5mmあります。ちょっと深すぎです。

タカチ　OP-125　を購入しました。透明ではないABS樹脂です。角穴を空けるのが大変です。一応検討図面だけ書いてみました。

 色はグレーと黒があります。価格は\550(税抜)です。結構送料が高く付きます。
幅100　高125　深45

レイアウトを考えてみました。

蓋にLED&KEYを固定し、底板にSTM32miniShield基板を固定するスタイルがリーズナブルかと思います。ただ、深さ45mm/内寸42mmだと干渉しそうです。配置には注意が必要です。

LED&KEYのコネクタpinは一旦外して、コネクタを背面から付け替える必要があります。※横出しは配置上困難です。

RJ45のコネクタは角穴が必要なのですが、幸い、座繰り加工で実現出来ます。

マイクロUSB用の穴はφ6.5で長穴を開けたいです。

GPS用のコネクタですがM6ネジのパネル固定が可能です。マル信無線電機のMJ-074Nが調子よさそうです。

LED&KEYの押しボタン対策ですが、リベットを噛ませて見ます。呼び径3の薄平リベットがいいです。材質としてアルミとなってしまいますが

取付方法の検討が漏れていました。基本DINレール取付が出来ないといけないと考えています。OP-125は材質ABSで厚みも2mm以下です。タップを切ることは避けるべきです。そこでDINレール取付アダプタでアダプタ側にタップが切ってある物を検討したいです。材質がSPCCのモノであれば容易に入手出来るようですが、アルミにしたいと考えると選択肢は限られるようです。候補を挙げておきます。

　 外観 コメント
①

TEP-MK1と呼ばれるアダプタです。単体購入可能ですが1000円近くします。
DC-DCコンバータ用のアダプタです。
寸法図は提供されています。
②

タカチ電機工業が提供するアダプタです。2個一組使用です。
タップビスを使用する事になりますが、材質がポリアミドとなっており大丈夫かなと云う印象を持っています。

手加工ですがOP-125でSTM32miniShield用のエンクロージャを作ってみました。可能性を感じます。
手元でCNCでの加工が出来る環境が整えば、専用エンクロージャの提供も検討したいです。

ネジは皿ビスを使いたいです。そのためには精度良く加工する必要があります。

このサイズだとセンサを取り付ける余裕もあるが、ケーブルを直接出すのは良くないのでその辺りの検討も必要ですね。

箱からケーブルが直接出てくるのはよろしくないです。箱付けできるUSBレセプタクルは無いか調べました。その結果、秋月の『ＵＳＢｍｉｃｒｏＢコネクターパネル取付キット』が良さそうだと思いました。

価格は250円です。

100均ショップ・セリアに　ヒマラヤ化学工業所　フタ付きケース　キューブ　を購入しに行ったところ、もう少し小型のケースが2種類ヒットしましたので紹介します。

　 外観 コメント
①

和泉化成　カードケース深型
100×66×42

スモーク度合はヒマラヤのキューブと遜色ないです。構造もよく似ています。
②

サナダ精工　トレーディングカードケース
80×99×40
透明度が高いPPです。
L-8001(L8997)

透明度が高い点を良しと見るかで見解が分かれる
ところです。

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