石定盤 自作3Dプリンタ、静電型近接センサ、ガチトラブル

3Dプリンタを作ろう！

今日はガチのトラブルでびびりまくりでした．自作3DPが動かなくなる完全終了級のトラブル．7月10日に「3Dプリンタを囲む会」をやるのですが、デモプリントが出来なくなるところでした．

トラブルは、過去に何度かトラブっている「静電型近接センサ」でした．

トラブル状況

普段は自室のデスクトップPCのUSBで自作3DPを動かしています．

7月10日には１階の会場に3DPを移動し、note PCのUSBで動かしますので、今日はnote PCにCuraをインストして動作チェックしました．

そしたら大トラブル、なぜか近接センサの感度が５ｍｍぐらい狂ってしまったのです．近接センサの半固定ボリウムが接触不良になったのかと思って再調整しました．

ところが、デスクトップPCで稼働させると近接センサの感度が元に戻ります．つまり、近接センサの感度が、USBの先に繋ぐPCによって５ｍｍも変動してしまうのでした．

原因

3DPと机とPCを取り巻く１平米ほどの空間の浮遊容量が原因でした．

静電型近接センサの回路を物凄く簡単化するとこんなです．現物のブルーの部分がコンデンサの上側の電極です．対GND容量の変化を増幅して近接信号を出力します．

今回のトラブルの本質は、コンデンサの下側電極はどれ？ GNDはどこにあるの？ という問題でした．

↓端的に言えば、下側電極はステージです．黒いのがステージで、これ全体が下側電極です．

↓ただねぇ、電気的にマジメに考えると非常にアバウトというか、いい加減なものでした．ステージはfloatingなのでどこをどう走って対GND容量を形成しているのか不明でした．周辺物体のすべてが浮遊容量を形成していたはずです．人間もPCもUSBケーブルもです．

それでもデスクトップPCで運用している限りでは結果的に安定して動いていたので今までずーっと放置していました．ところが本日、note PCに変えた途端、静電型近接センサの感度に大きく影響したのでした．恐ろしい．

対策

↓これがステージ．3DP業界ではベッドと呼ぶのがポピュラーです．

↓わたしのステージは200x200mmの鏡を流用しています．これは鏡の裏面です．金属がメッキされていて、その上に塗装です．近接センサはこのメッキ膜に反応していたと思われます．その先は謎ですが．

やるべき対策は、この金属膜をGND電位にすることです．しかし塗装だけを上手く剥がせませんでした．

↓塗装剥がしは断念して、代わりにアルミシートを裏面に接着．

↓ステージの右下に金属クリップでGNDを接続しました．これで対策完了です．

↓これにて静電容量センサにあるべき対GND容量を形成でき、動作が安定しました．

3Dプリンタを囲む会が台無しになるかと思いましたが、なんとか復旧しました．（汗）

かしこ

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