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[運籌帷幄，決戰千里]

大家新年好～～～

前幾天在整理辦公室時，想到了這句話，但卻不是要作什麼大事情，相反的，是很多細微的小事，甚至只是意識之戰。

引發這想法的脈絡源自這幾年已經採購了非常多的資源，已把整個辦公室塞滿。而小小的辦公室中，用來作事的工作空間和設備很多，至少有超過十個以上。如果套用電腦ＣＰＵ的概念，大概就是１２核～１６核之間的狀態。

那麼，該如何讓這套電腦系統的運作效率極大化呢？幾個關鍵就在於盡可能維持各核心處於空閒狀態；再者當需要啟用該核心時，所有資訊的載入效率最高；運算完後復原的速度最快。

對照到辦公室的運作效率，就是各工作站點的空間沒有被佔用的狀況；相關的物資、工具、材料都在鄰近處收納妥當；工作完畢後的清潔復原有快速或自動清潔的模式。

而這一切的優化，關鍵只在於個人的觀念和習慣能否盡早確認並養成。成熟之後，要執行各項任務或計劃，才有辦法用最精實有效的方式，逐步完成。如此一來，才能達到運籌帷幄，決戰千里～～～

一點小心得，與大家分享！

[工具機展心得分享]

今年的工具機展適逢南港展覽館二館落成啟用，所以整個規模比過去要大上許多，參展的廠商也很多。

這次承蒙各方廠商的愛護，也發了不少妹子進去幫忙作宣傳，涵蓋的廠商類型包括：大型機台業者（國內、國外、大陸）、感測器大廠、系統整合商、軟體代理商、切削液潤滑油業者、鑄造業者、模組業者、資訊業者、刀具業者，以及媒體業者，也幾乎等於整個工具機產業都有涵蓋到了。

因此，站在我的角度看工具機展會有另外一種感受，就是整個產業的大趨勢究竟是怎麼推動的，那些人在領頭，那些人在跟隨。

這幾天的觀察下來，有一點觀念要先徹底改掉的，就是不能再把工具機產業當成黑手產業看，相反的，這會是越來越智慧化的動腦領域。而且這個產業是非常非常非常務實的，因此這個產業將是撐起未來世界的最大基石。

為什麼它能撐起未來世界？

因為現在越來越高比例的東西是靠機械在自動化生產的，電影情節中那種無人工廠快速生產出各類產品的情境已經快速在世界各地出現。而這些系統在各種控制器、機電模組、感測元件、資訊系統、網路架構、自動倉儲、無人物流、.....的眾多業者努力下，將會越來越快就能落實，成本也越來越低。

這突顯一個緊迫的觀念修正和挑戰，就是必須快速的與目前的智慧介接，沒有時間重新發明輪子。所以必須用更大速度去善用各種控制器、人機介面、PLC、MCU、....讓個人意志得以落實、運作，解決腦子的問題後，再用最低的成本解決神經串聯五感以及血、肉、骨、皮的需求。這樣才是符合現今世代的最佳策略。

你去工具機展了嗎？
或許該去看看未來世界了～～

[真空桶]

因為有不少加工會用到真空，像是真空成型、矽膠除泡、CNC真空吸盤、維修輔助或ＰＶＤ等等.....所以這個超過２５年的舊玩具，準備重新拿來翻新一下，換上新的零件。

目前的想法就是弄一個簡單的自動控制機制，在壓力計上設定目標壓力，然後它會自動啟用不同的真空產生機制，像照片上最簡單，但速度卻很快的高壓水柱抽真空，等到達一定的壓力值之後改用真空ＰＵＭＰ去打。

而使用上就是在加工機器上接氣壓控制閥，需要真空時打開控制閥，讓真空桶快速把空氣抽離，加速運作。而真空桶的自控機制則去維持自己的恆定負壓。

除了這個鐵盒子是２０幾年前自己焊的之外，水柱抽真空、舊壓力錶是舊有的，其他的一樣都是回收的，連未入镜的抽水泵也是。

希望這幾天可以有空把它搞定～～～

[中科一日遊-雷射切割課程]

首先感謝 Farmbot採果專案的資訊，留意到中科在12/22有這場課程（12/29也有喔），因為對雷射切割（金屬）很有興趣，所以毫不考慮就報名了。

報名的部份，要先加入中科自造的會員，網址在這裡 https://ctsphub.tw/

然後從課程一覽裡看最近有那些課
https://ctsphub.tw/port/courses/course-all/

之後就是填寫報名資料就可以參加了。（包括餐點喔，超佛的）

---　課程部份　---

因為是講機台的操作，所以場地是在地下一樓的工廠裡上課，很有以前上實習課的感覺。

課程的安排算是清楚明白，先有一些加工影片（但我遲到了一下子，沒看到），然後講加工原理，之後是講軟體操作，最後就是實際上機操作（下午）。

這些東西說難不難，如果以３Ｄ列印的角度來看，就是一個是減法，一個是加法。所以３Ｄ列印是把料融化擠出成型，但要維持它的形狀和控制熱堆積；在雷射切割來說，則是要把材料融化噴掉才能切割，但也要避免熱堆積。

而這些操作基本上也一樣是多變數的狀態，很吃經驗值的。要用多少功率，多少速率，距離，用什麼氣體，什麼壓力，切什麼材料，都會有影響。這部份因為有相對高的風險，所以建議是套用已知的參數再作必要的微調，但不適合亂試，畢竟不是自己的機子，保護措施也不像工廠那麼完整。

---　實務操作　---

雷射切割機因為功率大，系統的安控機制自然是比較完整的，所以整個系統包括了水冷系統、雷射光源、切割氣體、控制系統、加工機床等。

在操作上為了確保運作風險處於最低的狀態，開關機有它的必要程序：

1. 先開水冷系統。這部份先解除緊急開關，然後確認面板上的溫度正常，聽到繼電器聲音後才開啟電源。

2. 再開雷射光源。先將主開關復位，然後鑰匙開關轉到ＲＥＭ。

3. 開啟切割氣體，氮氣或氧氣或Air看需求，先放鬆調壓閥門（無輸出），打開主氣閥（確認瓶內壓力），然後鎖緊調壓閥到希望的輸出壓力，一般約 10~20 bar。但因為會透過管路造成壓降，所以實際出氣壓力要以機台上的壓力值為準，這裡要略大才可以。

4. 開啟控制系統。一樣先開主電源，然後開啟機床電源，再開啟電腦電源。

5. 之後開啟雷射切割軟體，將雷射頭復位，並作基本校正。都ＯＫ之後，開機就算完成。

---　關機操作　---
(這部份有點忘了，因為那時候接了二通電話)

1. 關閉雷射光源。Key OFF, 然後主開關切掉。
2. 關閉氣源主開關，然後放鬆調壓閥變成無輸出。
3. 用雷射機台的控制器進行排氣（把氣瓶到雷射機台間的管線內氣體排除）
4. 關閉電腦
5. 關閉機台電源
6. 關閉控制系統電源
7. 確認水冷系統風扇是否停止運作，確認停止運作後，按下緊急開關切掉電源。

---　重點　---

這場雷射教學的重點部份，主要在於軟體操作。因為雷射切割並不是簡單切一切就搞定了，必須在切之前就把很多加工過程、材料的狀況等等因素都考慮進去，而這些東西都是在軟體上要能呈現出來，例如要開始切之前要先預熱板材，這會造成變色的問題，所以要用引線來避免。

例如切割厚度太厚時，切割的縫會呈現傾斜的狀態，為了要切斷就必須多走一段距離。

例如小件加工時，為了避免工件掉落，所以要留邊讓工件不會掉落。

這當中有很多小細節都是要在切割之前就先想清楚，作好安排，才能爽爽切。

---　結語　---

中科自造可以說是目前遇到最佛的自造工廠了，除了設備齊全之外，課程安排和活動執行都很用心。推薦有興趣了解和從事 maker 的同好們，多留意他們的課程，也可以多多利用他們的資源，加速自己的專案速度喔。

[HTTPS server based on ESP8266]

鬼打牆好幾天，終於把這個問題給解了，為了避免忘記就先留一下筆記，這當中有很多因為不熟悉而走的冤枉路，同好間若有相似的問題可以參考。

※硬體

一開始是使用 Arduino UNO + Ethernet shield, 這個可以架 http server, 但受限於記憶體和運算速度, 要跑 https 應該是很難。所以之後就換玩手上的 Wifiduino, wemos D1.

但 wemos 不是沒有缺點，最大的問題就是它的 IO 腳位太少，所以能控制的週邊就相對有限，這部份只能再往其他規格的版本作挑選。

※IDE

原先都是習慣用 Arduino IDE 在開發，但其實它的一些功能算是非常簡化的，剛好在 Github 找範例後，發現有人是用 PlatformIO 在開發，所以就花了一點時間去試 Visual Code Studio, 再將 PlatformIO 掛上去，然後把相關的 library, board 都弄上去。一開始是不太習慣，但 PlatformIO 是值得推薦的，主要原因是它可以讓設計者很清楚自己是用那些 library 在作那些事，整個設定都很清楚。

※ Certificates

這部份也是跑了不少冤枉路，因為對認證的東西從來都不熟。所以一般 example 裡的認證要怎麼用，其實都是用亂試的概念在弄。這部份主要是有兩種格式，DER 跟 PEM。
DER 是１６進位碼，適合直接編進晶片裡；PEM是文字檔，為了方便管理，選擇把它存在 SD 卡裡，然後啟動時讀出來用。

另外，認證的產生方式當然可以自己用 OpenSSL 去產生，但是這個方式的認證在對外使用時會顯示不安全的狀態。所以這部份改用 Letsencrypt 的免費認證。

作法就是拿自己的某個域名，架一個空的 web server，然後用 certbot 替這個 web server 申請一組認證，再把這組認證的 PEM 檔存到 SD 卡上，之後這個 web server 的 IP 改成用 ESP8266 架的這個 https server，這樣就可以用受認可的認證來運作了。

缺點就是每三個月要更新一次認證，這也是為什麼會選擇用 PEM 格式存在 SD 裡面的原因了。

※ 盡信書不如無書，just try it

在網路上拿範例來改，真的是問題一大堆。但現在這好像是開發程式的常態，只能從別人的範例中去拼裝出自己要的東西。有時在想，用這麼多東西，但好像連函示庫裡究竟有多少東西都沒有仔細看過。也常遇到一些範例的功能其實根本不能用或有錯。這種都要自己改才行。像是這個 https server 的 NTP 功能就沒有正常運作。

總之，可以往下一步繼續前進了，可以把控制外部硬體的東西加上去了。

不過，未來的理想架構應該會是由 Raspberry PI 來當作中控主機，而 esp8266 這些只用 MQTT 的方式溝通傳值和控制硬體，人機介面的部份再用 web interface 連到 PI 上面去作控管。畢竟要跑 SSL 和較多吃效能的功能的話，ESP8266 的效能還是有限。

這部份等這些週邊元件都搞定後，再來作整合了。

感謝一路上提供建議資訊的同好們～～～謝謝！

[被慘電]

說起來有點丟臉，但覺得跟過去的經驗差太多，值得留個記錄，免得日後又忘了這慘痛的經驗。

話說為了搞數位攝影棚，先把地基處理好，接下來要搞照明，所以先用之前回收的 LED 燈管弄了很多要佈，但這些當然不會是一支接一個開關慢慢開，所以就把之前回收的 Relay module 來出來用，再透過位移暫存器來控制，初步實驗是ＯＫ的，電路和程式都很簡單。

但一切惡夢就從買到的 TB62706BN 這顆 pitch 1.778mm 的 IC 開始....

首先，光是零件在台灣都買不到，只能從淘寶上找，也不是那麼好找，這可以理解現在科技進步，所以腳位越來越密，但這種密度造成不小的困擾。

然後，不論是 EAGLE 和 KiCAD 也都沒有找到這樣的 footprint，原本還幻想著可以從網路上找到，最後發現 KiCAD 的操作概念比較簡易，所以用 KiCAD 自己畫，終於處理掉。

洗板子，本來想說用感光式的PCB來用，順便把那台快三十年前的紫光燈拿出來用，結果光是買投影片就超難找，市面上的店幾乎都沒賣，不然就是不耐高溫的賽璐絡片。最後在PCHOME上才找到，然後在電子材料時也才看到他們也有賣，只是比較貴。

曝光的問題解決了，再來就是顯像。這實在是失敗率頗高的步驟。因為沒有設備，只是簡單放在容器裡顯像，結果發現它的顯像速度有太多變數，像是紫外燈照多久、溫度、濃度、液體使用壽命；然後常常顯像的速度不一致，也不均勻，造成線條粗細不穩，也有些沒洗乾淨，變成很難控制。

蝕刻

以前都是用一種棕黃色的液體在蝕刻，現在改成一種透明溶液，刻完後液體變淺藍色（可能是Ｘ酸銅），這個動作因為上一個動作的光罩去除不均勻，也常常造成銅箔粗細受到影響。結果就是都盡可能的用粗一點的線條，免得斷掉。但線條一粗，PCB 的 route 就不好 layout，結果一直改。

鑽孔

好不容易蝕刻好之後，開始鑽孔～～～哇哩咧，0.6mm的孔以現在的視力真的是看不到東西在那裡。最後只好把舊手機架起來當放大鏡用，透過螢幕去看才捉得準。但這又產生另一個問題。

對位

因為幾乎無法使用單層板來 layout，用雙層板然後透過 via 來串接電路可以優化許多，但前提是你兩層的定位要夠準，不然 0.6mm 的孔，1.2mm 的 via，隨便一偏就歪了。via 偏掉事小，那個 1.778mm pitch 的IC腳位偏掉，東偏一點，西偏一點，最後會搞死人。

焊接

因為用了雙層板，結果有些焊點被零件蓋住，等於必須按照一定的順序才能焊完，有些甚至要特別留空隙去焊。

助焊劑

因為腳位太密、間隙太細、顯像及蝕刻的殘餘物以及助焊劑似乎帶酸性，結果有些腳位竟然放大看是開路的，但上電後卻會變短路，甚至有火花。

事情還沒完～～～

這一連串的問題下來，已經搞得讓人開始懷疑人生了，更扯的是，第一版作出來的電路都 tune 好了之後，想說為了避免短路，在電路板上噴上絕緣保護漆，結果它卻變成誤動作。只好再把它洗掉，但最後還是怪怪的，而且電路太擠很難維修，就乾脆重作。

之後想到手上的 UV 印表機，捨棄用投影片作光罩的方式，直接用 UV 印表機把電路印在雙面銅箔的 PCB 上面，這樣的動作其實比投影片快得多，也較省。因為不需要有投影片，不用紫光燈照射，也不用顯影，印的速度基本上頂多一二分鐘。但也不是沒缺點，就是雙面時的定位要很準，這個的難度比用投影片高一點。

之後一樣丟下去蝕刻，基本上 UV 硬墨比 UV 軟墨合適，比較不會剝落，而且不用太厚，印太厚並沒有比較好。但是一樣會出現毛細現象的問題，太細的地方因為對流狀況不佳，容易有殘留。所以可能要像蝕刻機一樣用汽泡浴的方式處理。

最後，用了最笨的方法，

1. 先作一個轉接板，把 1.778mm pitch 的 IC 腳位改為 2.54mm 的 PIN 腳，順便把電容和電阻作在轉接板上，簡化電路。

2. 再作一個配線板，上面主要就是作各種訊號的串接，只有轉接板和連接器，其他什麼零件也沒有。

3. 因為簡化電路之後，via 的數量大幅下降，另外難焊的零件也都把焊點盡量控制在背面。

但最後 32 port 的訊息還是有一個 port 的準位異常。

不過這點也很難說到底是電路有問題，或是 IC 有狀況了，因為在重覆施作的過程中，發現淘寶賣家以新舊零件混在一起出貨，有些 IC 是全新的，有些則是回收品，有些甚至針腳斷了 1/3，搞不好根本焊不到。

這幾天這樣折磨之後，發現對電路的觀念完全停留在二十幾年前的認知，現在完全不是那回事了。也難怪現在大家都盡可能用擴充板的方式在作試驗，而不是重新 layout 板子。因為 SMT 的技術才能把體積作到很小，但線路要細如髮絲的話，不靠機械自動化生產是作不到的，這又要有量。

在這樣多重阻礙的情況下，一般 maker 要把電路的佔比放大的機率恐怕很低。而在這樣的情況下，看來有很多值得優化的空間，也有很多的資訊需要重新 update ，之後不能再這樣硬幹了。

[覺得可以]

日前從回收場撿回來的機台，在邊工作邊修理的情況下，總算開始漸漸恢復原貌了。

這個過程的收穫非常之多！

很多人都會覺得買一台才多少錢，這樣自己修根本不划算！
我過程中也一直這樣想，但同時也發現了許多額外的收穫，例如：

一般人買了機器回來，基本上只會用，不會拆，也不一定會修，所以買機器的缺點之一是學不到東西。從這個機台的結構、規劃，再到如何修繕、改裝，甚至強化這個機台，這個收穫其實更有價值。

並且，以後要買機台時，那些東西很重要，就會更有譜了。

另外，其實這台不是銑床，反而比較像是放電加工的機台，所以它的整個配電和結構跟一般的不同。但這也好，正因為如此，所以我打算把這個機台拿來改成多用途的機台，像是：

1. 磨床 - 其實只要固定一個抖動率較小的馬達，再加上砂輪，一些基本的東西其實可以自己磨。

2. 剪床或衝床 - 只要有合適的刀具，固定好之後就可以小量衝壓。

3. 銑、鑽 - 這些當然是不用說了。

4. 之後當然是把它改成數控狀態。

所以，為了先處理它的枱面，就打算先弄一個磨床。所以去回收場買了１５公分寬的 C 型鋼，剛好之前有買一台鋸金屬的圓盤鋸，就小心翼翼的鋸下去，還真的是很ＯＫ耶。爽！

鋸的面還蠻漂亮的～～

而且這也給我一個認知，就是把這個機台改成數控之後，是可以直接銑鐵或不鏽鋼的。雖然有人說要加工鐵或不鏽鋼的主軸功率要多高之類的，但是其實這些東西是看最終的規格如何規劃。以最明顯的圓盤鋸的狀況，這個馬達的馬力大概３馬力，轉速大概1500，再從它的齒速大概就知道多少的切速是ＯＫ的，再來就是刀子的材料和散熱。

當然加工這件事很重效率，如果要挖很大的體積，機子越大台，刀子越猛當然是速度快，不過很多時候野心不用一下放那麼大。先能處理常見的需求就很好了。

所以我預計在這台裝一顆３馬的水冷主軸，到時候一些基本的金屬加工應該就不是太大的問題了。

看來今年有望把手上的機台都搞好，這樣就可以開始大刀闊斧的執行各項計劃了～～～

爽！而且超省！

[新年新玩具 - 數控雲台]

可惜今天事情有點多，又去聚了個餐，結果不能在一天內搞定它。

不然隨著工具的逐漸齊備和材料的充足，像這類的小東西，我會希望是隨手組一下就搞定的。

全部都是回收材料，成本大概500～1000吧。

目標是一軸移動（82cm），兩軸旋轉(360度+120度），然後結合 LIDAR 進行距離參數修正，以能架設 DSLR+鏡頭為目標。

不過，目前發現這類的機電控制系統要先找一套比較好用、通用的來玩，或者是好改的。這樣系統整合的速度才會快，不然機電搞好後，後面的數控系統又是另一個問題。

PS. 好像拿來搞機器手臂也可以，不過有發現到一些加工上的小門檻待處理。

[回收馬達的問題分享]

回收的馬達終於都整理好了，卡住的馬達也檢查了一下，了解卡住的原因。所以分享如下：

1. 整理的部份

拆齒輪是最麻煩的，就簡單來說，拉馬是最好拆的，但還沒買，所以自己ＤＩＹ一個。就速度來看，氣壓虎頭鍘是最快的，因為擺好之後，踩一下就好了，大概３～５秒。但用拉馬要轉至少八～十圈，速度上來說大概２０～３０秒。不過這部份最大的變數是齒輪型式不同，以及中間的間隙足不足以固定拆解器。

2. 線材部份

買 PH 2.0 x 11 PIN 的線材就可以，但馬達用的端子有一點點不同，專用的線比較不好買，所以可以用 PH 2.0 * 11 PIN 的就好。

3. 試用部份

基本上只要軸心轉得動的都能驅動，沒什麼問題。

4. 馬達主要的故障風險

A. 軸心撞歪
目前是沒有發現到，這部份的機率顯然較低。

B. 定子變型
目前看到卡住的馬達都是定子因為外力造成變形，變形之後造成內部的導磁梳變形，結果就卡住轉子了。詳情請看照片。這部份算是高危險，因為定子的鐵板鋼性蠻低的，只要用力一撞就變形了。這點是未來檢查步進馬達的重點。

總之，整個馬達大概的問題就這些，以後大家可以留意。

[虎頭鍘侍候]

為了快速拆解回收場拿回來的步進馬達齒輪，雖然知道有專門的拆解工具，但那個要拆一顆得轉蠻久的。

原本是想用氣壓缸去頂，不過發現不夠力。我還以為人家用來架裁刀的氣壓缸會很有力，完全誤會一場。

之後有試著去作一個簡易拆解工具，也可以用。但選錯材料，拿了不鏽鋼板，攻的牙又太正，手動轉幾次可以後，想說用電動起子拆。速度是很快沒錯。但忽略了拿來當頂針的螺絲牙距不標準，跟不鏽鋼板的磨擦力太大（用電動的沒感覺），電動起子在退出時，直接把螺絲給轉斷了。

結果睡覺睡到半夜，突然有點想法，就順手拿了幾根鋁擠和角件，花３０分鐘把這個虎頭鍘給組起來。

不過半夜時我不好意思試用，整個人站上去時齒輪還是不會掉，本來以為還是不夠力。但白天起來後，就可以大膽用了。人先站上去，再用另一腳一踩就掉了，整個速度快很多。

不過為了這一個小問題，搞了三種不同的方案，看起來很有事，卻也給我了很多收穫。

1. 數學公式

突然發現所有的機械都是數學公式，因此，工具能不能成立，運作ＯＫ不ＯＫ，甚至可以怎麼設計，似乎可以用公式來看，而不用畫設計圖。這表示似乎可以用 AI 來 deep learning 一下。

2. 氣壓相關模組初登場

之前也收了很多氣壓相關的東西但一直沒有實際派上用場，主要原因在於控制閥。第一次拿到的主要是缸，但沒有合適的閥，其實缸的動作就很笨很死。第二次剛好有很多閥，拿回來之後，兩個合體才能發揮效用。再來就是佈管配線了，免得老是從源頭接，一次只能接一種。

3. 機械領域的環環相扣

雖說是唸機械的，但二三十年沒用，很多東西都忘光，不然就是根本跟唸的不一樣了。要加工一些東西，或維持長期的運作，有很多不同層次的眉角，這些以後可以來慢慢分享。不過基本上就如同公式一樣，怎麼排佈見仁見智，但簡單有效或變化多端，端看作題目者的偏好。