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step 01

加工データファイル

Adobe Illustratorで加工データファイルを作成します．レーザー加工機の仕様に応じて加工データを作らなければなりません．今回はOh-Laser社の小型レーザー加工機HAJIMEを使いますので，切断する線を太さ0.25ptの赤線で記しています．
 
また，レーザーカットする際に切り代が生じます．レーザー加工機の種類や加工パラメータに応じて切り代は異なります．原寸の加工データファイル「Backpack.pdf」と切り代80umを考慮した加工データファイル「BackpackOffset.pdf」を提供しています．OSFからダウンロードできます．
OSF (Open Science Framework)
 
厚さ5mm（上）と厚さ1.5mm（下）のアクリル板が必要です．それぞれ別の加工データファイルにします．

step 02

加工データの転送

レーザー加工機の制御ソフトHARUKAに加工データを転送します．HARUKAは，Adobe Illustratorファイル（.ai）やPDFファイル（.pdf）の他，PostScriptファイル（.ps，.eps）や多くのCADソフトで使われているDXFファイル（.dxf）などを読み込むことができます．

step 03

アクリル板のレーザーカット

まず，厚さ5mmのアクリル板（縦150mm×横100mmより大）をセットして，レーザー加工機のフォーカスを調整します．今回用いたレーザー加工機では，素材に合わせた加工パラメータがあらかじめセットされているので，その中から「アクリル 5mm（速）」を選びます．また，この設定で同じ場所を2回繰り返して切るようにします．2回繰り返して切ると，アクリル板面に対する切断面の直角度が増すようです．
 
次に，厚さ1.5mmのアクリル板（縦65mm×横25mmより大）をセットして，レーザー加工機のフォーカスを調整します．加工パラメータに「アクリル 2mm」を選び，切断を開始します．

step 04

必要な部材の確認

アクリル板の保護シートを剥がして，他の必要な部材とともに並べました．（画像の上にポインタを置くと，説明が表示されます．）

step 05

バックパック部分の組立

厚さ5mmのアクリル板をはめ合わせて，バックパック部分を組み立てます．はめ合わせたところにアクリル用接着剤を流し込んで，接着します．

step 06

バックパック部分の塗装

タッチスクリーンのケースの色に合わせて，バックパック部分と厚さ1.5mmのアクリル板から切り出した部材を塗装します．今回は，つや消し黒色のエナメルスプレーを用いました．一度に厚く塗らず，薄く塗って乾かすという工程を3回ほど繰り返すときれいに仕上がります．

step 07

配線1

コントローラの製作には，はんだ付けの作業が必要です．まず，ステッピングモータドライバのEasy Driverへのはんだ付けから始めます．
 
長さ100mmほどに切ったリード線を12本準備し，Easy Driverの端子にはんだ付けします．はんだ付けする端子は，写真の左上から時計回りに，
　Motor A端子とB端子の合計4本（黄橙赤茶）
　MS2端子（灰）
　PWR INのGND端子（黒）とM+端子（赤）
　DIR端子（赤）
　STEP端子（茶）
　GND端子（黒）
　MS1端子（白）
　SLP端子（紫）
です．
 
全体の配線図は，別のPDFファイルにまとめて提供しています．

step 08

配線2

リード線同士の接続は，前処理が不要で，かしめるだけで取り付けられるe-CON圧着コネクタを使います．まず，Motor A端子とB端子にはんだ付けした4本（黄橙赤茶）のリード線をe-CONパネル取付用ソケットコネクタ（4芯）に差し込みます．プライヤでしっかりかしめます．

step 09

配線3

次に，PWR INのGND端子（黒）とM+端子（赤）に接続したリード線をDC電源ソケットにはんだ付けします．M+端子から出たリード線（赤）が中心の端子に接続されるように注意します．
 

step 10

配線4

残りのリード線をe-CONプラグコネクタ（3芯）に取り付けます．DIR端子（赤），STEP端子（茶），GND端子（黒）から出たリード線を1つのコネクタにまとめ，MS1端子（白），MS2端子（灰），SLP端子（紫）から出たリード線をもう1つのコネクタにまとめます．

step 11

Easy Driverの取付1

Easy Driverをバックパック部分に取り付けます．
 
まず，低頭六角穴付ボルト（M3，長さ16mm）2本をバックパック部分の穴に差し入れ，ナットで固定します．

step 12

Easy Driverの取付2

次に，Easy Driverの基板をボルトにはめ込みます．スペーサー2つを差し込み，ナットで固定します．スペーサーは，厚さ5mmのアクリル板からバックパック部分の部材を切断するときに，一緒に切り出されます．小さな透明部品なので紛失しないように注意が必要です．

step 13

パネルの取付

e-CONパネル取付用ソケットコネクタ（4芯）をパネルに差し込みます．爪がカチリと引っかかり，固定されます．また，DC電源ソケットを丸穴に差し込み，付属のナットで固定します．
 
このパネルをバックパックに取り付け，低頭六角穴付ボルト（M3，長さ8mm）2本を使って固定します．

step 14

Raspberry Pi 3の取付1

Raspberry Pi 3の裏面にMicroSDカードスロットがあります．ここに，駆動プログラムをコピーしたMicroSDHCカードを挿入します．
 
駆動プログラムのコピー方法については別ページで解説しています．

step 15

Raspberry Pi 3の取付2

Raspberry Pi 7インチ タッチスクリーンLCDの裏面にDSIリボンケーブル（付属品）を取り付けます．
 
タッチスクリーンLCDの基板上に差し込み口があります．まず，黒色の爪を引き出しておきます．次に，DSIリボンケーブルの端子（銀色）部分が上になるようにして差し込みます．最後に，黒色の爪を押し込んでロックします．

step 16

Raspberry Pi 3の取付3

Raspberry Pi 3をタッチスクリーンLCDの基板に重ね，付属のネジ4本で留めます．
 

step 17

Raspberry Pi 3の取付4

Raspberry Pi 3にDSIリボンケーブルを取り付けます．
 
Raspberry Pi 3の基板上に差し込み口があります．まず，黒色の爪を引き出しておきます．次に，DSIリボンケーブルの端子を上から下へ差し込みます．最後に，黒色の爪を押し込んでロックします．

step 18

40芯リボンケーブルアセンブリの配線

40芯リボンケーブルアセンブリの配線には，はんだ付けの作業が必要です．この40芯リボンケーブルアセンブリは，片側がIDCコネクタになっていてRaspberry Pi 3の40ピンGPIOヘッダに接続することができます．もう一方は何も処理されていません．一番端の赤いケーブルが1番ピンに繋がっています．その隣は2番ピン，3番ピン．．．．という順番です．
 
まず，Raspberry Pi 7インチ タッチスクリーンLCDに付属しているジャンパーケーブルを加工します．ジャンパーケーブル2本（赤色，黒色）を50mmほどに切断し，切断部の被覆を剥がします．赤色のジャンパーケーブルを40芯リボンケーブルアセンブリの2番ケーブルに，黒色のジャンパーケーブルを40芯リボンケーブルアセンブリの6番ケーブルに，それぞれはんだ付けします．はんだ付けした場所は，熱収縮チューブなどで被覆して絶縁しましょう．
 
次に，リボンケーブルをe-CONケーブル中継接続用ソケットコネクタ（6芯）に取り付けます．40芯リボンケーブルアセンブリの11，12，14番ケーブルをソケットコネクタのAサイドに，15，16，13番ケーブルをソケットコネクタのBサイドに差し込み，プライヤでしっかりかしめます．
 
最後に，40芯リボンケーブルアセンブリの18番ケーブルと22番ケーブルをはんだ付け（短絡）し，熱収縮チューブなどで被覆して絶縁します．

step 19

40芯リボンケーブルアセンブリの取付

Raspberry Pi 3の40ピンGPIOヘッダに40芯リボンケーブルアセンブリのIDCコネクタを差し込みます．赤い1番ケーブルの方向に注意しましょう．

step 20

ジャンパーケーブルの取付

タッチスクリーンLCDの基板上にあるGPIO端子とジャンパーケーブル（赤色，黒色）を接続します．GPIO端子の5Vピンに赤色ジャンパーケーブルを，GNDピンに黒色ジャンパーケーブルを差し込みます．これによって，Raspberry Pi 3とタッチスクリーンLCDの電源を共有することができます（Raspberry Pi 3に給電すれば，タッチスクリーンLCDも動きます）．

step 21

筐体裏側の取付

タッチスクリーンLCDに筐体裏側となる部品を取り付け，付属のネジ4本で留めます．

step 22

コネクタの接続

バックパック部分から出ている2つのe-CONプラグコネクタ（3芯）とタッチスクリーンLCD側から出ているe-CONケーブル中継接続用ソケットコネクタ（6芯）を接続します．DIR端子（赤），STEP端子（茶），GND端子（黒）をまとめたプラグコネクタ（3芯）をソケットコネクタ（6芯）のAサイドに，MS1端子（白），MS2端子（灰），SLP端子（紫）をまとめたプラグコネクタ（3芯）をソケットコネクタ（6芯）のBサイドに接続します．
 
40芯リボンケーブルアセンブリの使っていないケーブルは邪魔なので，短く切断しておきます．

step 23

バックパックの取付

タッチスクリーンLCDの裏蓋をバックパックの切り込みに滑り込ませます．このとき，e-CONプラグ/ソケットコネクタはバックパック内の隙間に収めます．一体になったバックパックと裏蓋をひっくり返して，タッチスクリーンLCDの筐体に差し込みます．

step 24

完成