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Make M5STACK PROTO CASE
3D CAD で M5STACK の PROTO CASE を作るポイント。 2018.07.26
構成：
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４つの部品で構成されています。
1. TOP ( 紫色 ) 2. SCREW GUIDE ( 緑色 ) 3. FRAME ( 青色 ) 4. BOTTOM ( 赤色 ) |
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View from the side |
作成：以下の４個の部品を組み合わせて作成します。
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FRAME :
外形サイズ：54 x 54 mm 高さ：6.5mm 角 ：5R ( 5mm の半径 ) |
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TOP：凸
幅 ：0.5mm 高さ：1.0mm 横 ：10mm 縦 ： 7mm |
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SCREW GUIDE
内側：M2 , 2.0mm 高さ：4mm |
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BOTTOM：凹
幅 ：1.0mm 高さ：1.0mm 横 ：11mm 縦 ： 8mm |
感想：
1. 3D CAD は 何度か経験すると完成度が高くなります。
＿ 噛み合わせの部分は 通常 0.5mm の隙間を空けると良いです。
＿ 精度の良いプリンターならば 0.3mm の隙間で良いです。
2. プリンターによって精度が異なりますので 精度を考慮して図面を書きます。
3. Screw の穴のサイズは プリンターの出力に合わせ大きさを決めます。
＿ 最初に幾つかのサイズを出力し ネジを入れて最適な大きさを調べます。
＿ 例として M2 (2.0mm) ならば 2.1mm の径になります。
＿ Screw がしっかり かみ込む事と 割れない事 抜けない大きさです。
4. この基本のケースから多種類が簡単に出来るかと思います。
5. female connector L型ピンを使用するとケースの高さが制約されます。
＿ 対策は female connector のハンダ部をスルーホールにする事です。
＿ ストレートピンのfemale connector を使用する事で 好みのサイズの
＿ コネクターを使用できる事になります。その時 ケースの高さは
＿ 計算式：ケースの高さ = Female Connectorの高さ + 4.2 mm となります。
6. M5STACK のサイズ：Arduino とほぼ同じサイズなのですね。
Make M5STACK’s PROT Module
M5STACK の PROT Module を作りました。 2018.03.15
M5STACK Store：PROT Module
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準備：
＿ DIY : M5STACK PROT Module：合計：215円。
＿ ebay の Screw を除き 国内の部品で製作しました。
＿ PROT Frame は 3D Printer OBJET で製作しました。
＿ 3D Printer ： MakerBot Replicator の場合は 2.35g ( 7円 ) で 合計 180円です。
＿ M5STACK の PROT Module ($9.9) には 叶いませんが 自由な物が作れます。
＿ 基板は 0.3mm厚 と 1.0mm厚があります。
| No | NOMEN | 販売店 | 価格 | Note |
| 1 | PROT Frame | 自作 | 42円 | OBJET |
| 1 | PROT Frame | 自作 | 7円 | Replicator |
| 2 | 0.3mm厚基板 C Type 72x47mm | 秋月電子通商 | 120円 | 0.3mm厚 |
| 2 | 1.0mm厚基板 C Type 72x47mm | 秋月電子通商 | 120円 | 1.0mm厚 |
| 3 | ピンヘッダ (オス) 2×30 (60P) | 秋月電子通商 | 25円 | |
| 4 | M2 Hex Head Tapping Screw (4 ea ) | ebay | 28円 | |
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| – | TOTAL | 215円 | OBJET | |
| – | TOTAL | 180円 | Replicator |
廉価版部品リスト：追記 2013.03.16
| No | NOMEN | 販売店 | 価格 | Note |
| 1 | PROT Frame | 自作 | 7円 | Replicator |
| 2 | 1.0mm厚基板 C Type 72x47mm | 秋月電子通商 | 120円 | 1.0mm厚 |
| 3 | ピンヘッダ (オス) 2×30 (60P) | 秋月電子通商 | 25円 | |
| 4 | Screw : 2×5 タッピン A ナベ ( 4 ea ) | 西川電子部品 | 6円 | 100個150円 |
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| – | TOTAL | 158円 | Replicator |
コネクター：
＿ 2 x 30 Pin ストレートを 2 x 15 Pin にして使用します。
＿ M5STACK のピンは オスとメスの２つを装着しますが 手間や部品費を
＿ 考慮して ストレートのピンを使用しました。
＿ 出力側のピンは ハンダ後に 10mm の長さがあり ピンソケットタイプで
＿ 接続が可能です。
Screw：M2 Size の Hex Head Tapping Screw は 秋葉原で入手できず ebay から
＿ 購入しました。
＿ 国内では 秋葉原 西川電子部品にある 「タッピンAナベ」「 2 x 5 」
＿ のプラスネジが使用できます。( 1袋 100個 150円 )
＿ M2 に対するネジ穴は 1.8mm では少し固く 2.0mm では 程よく軽く
＿ ねじ込めます。ただし 何度もねじ混みますと 緩めになってきます。
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工作：
1. PROT Frame：3D Printer で作ります。
＿ Screw を止めるネジ穴の場所は 基板の穴の位置に合わせます。
＿ 後日談：検討を重ねると ネジ穴は M5STACK の PROT と同じにした方が良いです。
2. 基板カット：赤線部分を切ります。M2 Screw用の穴も空けます。M-BUS側。
基板とコネクターの位置。M-BUS側。
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3. PCB と コネクター：
0.3mm厚の基板：ハサミで切れる基板で加工が楽です。
＿ 2 x 30 Pin コネクターは 半分 ( 2 x 15 ) にします。
＿ 短いピンは M-BUS 側にします。
＿ M-BUS とコネクターの高さ調整は PC Board ２枚(0.6mm)を入れます。
＿ この高さにより PROT Board コネクター と M5STACK M-BUS
＿ との距離と接触が最良になります。
＿ 注意：M-BUS と PROT Module コネクターの位置は微妙です。
＿ ハンダ付け時は M-BUS との位置も確認してハンダ付けします。
＿ 位置決めは コネクターをフレームに取り付け、M-BUS にコネクター
＿ を差し込んで 数カ所ハンダ付けし 残りは外してハンダ付けします。
＿ M5STACK の メスのコネクターに負担を与えないようにします。
1.0mm厚の基板：万能ハサミなら切れます。
＿ 1.0mm厚基板 ＣType(72x47mm) の場合、Spacer は不要です。
4. PROT Frame に取り付け：画像の向きに Screw で止めます。
OBJET + 0.3mm PCB + M2 Hex Head Tapping Screw：215円。
Replicator 2X + 1.0mm PCB + 2×5 Tapping Screw：158円。
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感想：
M5STACK を綺麗に仕上げるにはケースが必要です。3D Printer での基本のデーター
＿ が出来ましたので 短時間に低価格で応用ができるかと思います。
M5STACK で使用している オスとメスのコネクター(少し長め) を ebay から
＿ 購入しましたが 基板の表と裏にハンダ付けするのが面倒ですので やめました。
＿ M5STACK に使用しているコネクターは Ｌ型で 基板上に乗せてハンダ付け
＿ してあります。製作時にコネクターの位置が ずれないかと感心しています。
スタック：M5STACKは スタックする為に同じ場所に コネクターをそろえています。
＿ 製作時には基板両面にコネクターを付ける事になります。
＿ 基板に余裕があれば オスとメスのコネクターの位置は 別な場所でも可能かと
＿ 思っています。
Make a case of M5STACK
M5STACK のケースを作りました。 2018.03.10
M5STACK の PROT Frame と Rear Panel を３Dプリンターで 製作しました。
6.5mm幅 と 13mm幅 を組み合わせて 好みの厚さを作り 綺麗なものが作れます。
３Dプリンターは ３種類 (objet, uPrint, Replicator) を使用しました。
左：OBJET 6.5mm幅 , uPrint 13mm幅 , OBJET 13mm幅 , uPrint 4mm幅 Rear Cover
右：OBJET 4mm幅 Rear Cover , OBJET 6.5mm幅 PROT Frame
左：uPrint：PROT Frame + Rear Cover + Hex Screw
右：OBJET PROT Frame + PROT Board + Tapping Screw
ネジ：Hex Screws( 六角スクリュー)
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3Dプリンター：
| ３D Printer | ||||
| 方式 | 型番 | 精度 ( mm ) | 価格 | メモ |
| 光造形 | OBJET Eden 260V | 0.016, 0.030 | 1430万円 | 図面通りのサイズ |
| 積層 | uPrint | 0.254, 0.330 | 268万円 | ほぼ図面通り |
| 積層 | MakerBot Replicator 2x | 0.4 | 30万円 | 独自の図面必要 |
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準備：Hex Screws ( M3 と M2 )
＿ ebay：regan0331 store から Hex Screws (六角スクリュー) を購入しました。
＿ フレームやパネルの厚みに応じて 長さにあったネジを使用します。
＿ 注意：長いネジを使用すると 全面のパネルまで届き 全面パネルを傷つけたり
＿ 破損する場合があります。
| .M3 304 Stainless Steel Hex Socket Kit Set + Box _ 内容：6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,30 mm _ $16.39 1739円。 _ 他 M3 Stainless Steel Hex Screws DIN912 _ 長さ 35, 40, 45, 50 mm も購入。 _ 20個 255〜383円。 |
.M2 4mm Hex Tapping Screw _ 304 Stainless Steel _ 50個 349円。 . _ スクリュー部：現品は 4mm で４山です。 _ M5STACK は 5mm で５山です。 |
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参考部品：
1. M5Stack Community：Review “PROTO”：PROT Moduleの詳細。
2. M5Stack Community：Custom Prototype Board：オリジナルバージョン。
3. EosyEAD：M5Stack enhanced prototype board：オリジナルボード。PROTO v1.1。
4. MADGRoW TECH：M5Stack Proto Module Proto Board：$16.50
| M5STACK：PROT Mudule：upper | M5STACK：PROT Mudule：Lower |
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製作：CAD で 図面を作成し ３種類の３Dプリンターによる出力結果です。
＿ オリジナル同様に噛み合わせの為の 凸 凹 を付け 位置合わせが可能です。
| OBJET：PROT Frame 6.5mm：upper | OBJET：PROT Frame 6.5mm：Lower |
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| uPrint：PROT Frame 6.5mm：upper | uPrint：PROT Frame 6.5mm：Lower |
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| Replicator：PROT Frame：upper | Replicator：PROT Frame：Lower |
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| OBJET：Rear Panel 4mm：upper | OBJET：Rear Panel 4mm：Lower |
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| uPrint：Rear Panel 4mm：upper | uPrint：Rear Panel 4mm：Lower |
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| Replicator：Rear Panel：upper | Replicatort：Rear Panel：Lower |
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| OBJET：PROT 13mm：Lower | uPrint：RPROT 13mm：upper |
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参考：
M5Stack-3DPrintFiles：Rev 2018.03.14
M5STACK の カバーは 2018/3/14 現在５つアップされています。
＿ 以下は ケース噛み合わせの為の 凸 部分 がありません(No convex)。
＿ その為に 組み合わせた時に ケースが ずれます。
| Title | File Type | Auther | memo |
| PROT | STL | M5Stack | No convex |
| Prot board case for M5Stack | STL | Thingiverse：Karl Norway | No convex |
| m5stack-open-6pin | STL | Thingiverse：uzukiken | No convex |
| Case with Tripod Thread | STL | SWITCH SCIENCE | No convex |
| Proto_v1.1 3D | STL | Zazardev | No convex |
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結果：
OBJET Eden 260V：光造形式
＿ CAD の 図面サイズ通りにできます。
＿ 速度：PROT Frame 6.5mm幅：21分。
＿ １列に複数並べますと ほぼ同じ時間でできます。
＿ 複数作成すると効率的です。
＿ 材料費：PROT Frame 6.5mm幅：110円
＿ 材料費：REAR Cover 2mm厚：200円
＿ メモ：材料費が高い為に 底がある物や 厚みのある物は費用がかかります。
uPrint：積層式
＿ 積層式では 最高の精度です。
＿ 微細な所でサイズがずれます。ABS材は温度による影響があります。
＿ 台は新しい物やクリーニングをしないと浮き上がる場合があります。
＿ ABS材が台に定着しないと再度製作が必要で時間がかかります。
＿ 速度：PROT Frame 6.5mm幅：24分
＿ 材料費：PROT Frame 6.5mm幅：42円
＿ 積層式は最小幅を考慮して隙間の出ない図面を引くと良い結果が出ます。
＿ 
MakerBot Replicator 2x：積層式
＿ 細かな図面に対し 精度が低く 図面通りに出力せずデコボコがでます。
＿ サイズのズレや汚さは 0.4mm 精度ですから 当然です。
＿ 出力精度に合わせた単独の図面が必要になります。
＿ SETTINGS の Layer Height は 0.20mm にします。
＿ SETTINGS の Support は ON にします。
＿ SETTINGS の infill は 100% にします。
＿ 速度：PROT Frame 6.5mm幅：2.2g：25分
＿ 材料費：7円
＿ 便利さ：あまり綺麗にできませんが 手元にあるプリンターですので
＿ 即 必要な時に便利です。
費用：材料費以外に機械の価格 又は 使用量、交通費等の諸費用があり
＿ 材料代より高く 合計費用は 高くなります。
＿ 低費用にする為には 設計による材料の低減、用途に応じたプリンター
＿ の選択を使用すると 良いかと思います。
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感想：
＿ ケース：M5STACKの良さはケースが綺麗で見栄えの良い物が出来る事です。
＿ 全体の価格は高いですが ケース作成の手間を考えると と言う価格でしょうか。
＿ ケースが気軽に使用できる環境になると 物作りが簡単で速くなります。
＿ デザイン：基本サイズを目指し 機能を持たせる周囲の穴は作りませんでした。
＿ 必要に応じて図面に追加して製作しようかと思っています。
＿ Hex Screw：六角スクリューは 何故か見栄えが良いです。
＿ ケース等の製作は時間がかかりますので、製品が欲しいです。
＿ 図面と試作：ここまで出来るまで軽く５０個は試作しました。
＿ ケースがピッタリはまり 六角スクリューで締めると気持ちのいい物ですね。
＿ データー：GitHubの使用方法が解りませんので stlファイルを示す事ができません。
M5STACK の PROT Module：
＿ この製品は 見れば見る程 実に良く出来ています。
＿ 噛み合わせの 凸 や 凹 の サイズ、ネジ(M2)止めのサイズと位置、
＿ ワイヤーやアングルの為の Holes、空気を流す為の Grid が装備されてます。
＿ 基板や部品を装着する為の 厚み。6.5mm の意味が凄いです。
＿ 裏蓋も凝りに凝ってデザインされています。
＿ M5STACK の製品を眺めていると M5STACK TEAM の素晴らしさが伝わってきます。
＿ M5STACK Store と ケース：出来れば Front Panel、Front Frame, PROT Frame
＿ , Rear Cover の プラスチック部品を販売して欲しいです。
