モジュラーシンセ用　フェイス・パネルの作り方

2024/ 03/ 08    2025/ 06/ 29

概要：フェイスパネルの作り方の備忘録

今注目しているHAGIWO/ハギヲのモジュラーシンセ自作ブログを読むと、これらを自分でも作ってみたくなる。
自作電子工作のレタリングは前々から興味を惹かれていたが、深掘りをしないでいた。GitHubにHAGIWOシンセをモディファイしたトリプルVCOが載っていたので、今回、これを題材としてパネルの作り方を１から備忘録としてまとめることにする。この事例は、3種類のVCOを4HPのパネルに収めるといった、最もコンパクトに密集/集約させたパネルである。練習の題材としては好都合と考えた。


下図は左が題材にしたトリプルVCOパネルで、右が本ブログの手順で作ってみた2Lサイズ（5in x 7in）レイヤーのpdfファイル画像である。

大まかな流れは、次のブログのやり方を倣う。パネルのレタリング画像をIncskapeでつくり、ローソンで写真印刷する流れになっている。

ローソンのコピー機を活用して自作デバイスのパネルを作る

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  ファビコンb.meso.tokyo

Inkscapeはいわゆるイラスト作成ソフトであり、素材のレイアウトは感覚的に行う。（数値指定もできるが、非常にやりにくい。）そこで、CADでパネルのレイアウトを設計し、そのデータをInkscapeに取り込むことにした。

手順：

  1. Fusion360を使って、部品配置を検討したパネルのレイアウトモデルを作り、それを".SVG" ファイルでエクスポートする。
  2. エクスポートには、Fusion360の無料アドインソフト(Shaper)を使う。
  3. ".SVG" ファイルをInkscapeに取り込んで、パネル画像をつくる。
    • 目盛を配置するには、モジュラーシンセのパネル作り用 Extention (Synth Panel Designer)をつかう。
      • 穴中心を描くために使ってみたが、その目的には使い勝手がよくないので、穴中心はFusion360で描くことにした。
    • 同様のExtentionにはKnob Scaleもある。
    • Front Panel Designerというパネルレイアウトソフト（ネットで見ただけ）もある。
  4. 作成したパネル画像を.pdf で書き出し、ローソンで印刷する。

本文

パネルの3Dモデルを作成

Fusion360で3Dモデルを作る理由

  • レイアウト検討が３Dでできる。

  • 使い慣れている。

  • パネルだけを選んで、Inkscapeで扱う"SVG"データを書き出せる。（無料アドインが必要）

  • パネル穴あけに必要な円の中心を"SVG"データに書き出せる。（これは結構重要）

    穴あけの中心位置が描かれた"SVG"ファイルを探してきて利用するなら、Fusion360を経由して"SVG"データとして書き出す必要はない。
    だが、穴中心を描いたパネル画像とか、穴中心の描いていない"SVG"ファイルならネットを探したら出てきたが、穴中心が描かれた"SVG"ファイルを見つけることができなかった。さらに、穴あけ位置は寸法で指定しないと気持ちが落ち着かない。こういった理由からFusion360を経由した。

Fusion360に参考画像を取り込む

1からレイアウトするよりも、先人の実績を使うのが得策である。ただし、上述したような穴中心の問題があり、先人のデータを参考にFusion360で新しくモデリングすることにした。

問題１：不要な模様

参考にした"SVG"ファイルをFusion360で開く(SVGを挿入)と、下図のように模様も含まれたデータだったので、これを削除する編集をInkscapeで行う。
panel_design.svg

Inkscapeで開いて、『全レイヤーを表示』させると下図の状態になる。ここから模様のレイヤーを選んで『削除』する。（『非表示』では、Fusion360に取り込んだ時に前述の状態になるので、不要なレイヤーは『削除』する。）

問題２：尺度が合わない

再び、Fusion360でSVGデータとして挿入すると、スケッチとして取り込まれたデータは今度は尺度が実体と異なってしまった。スケッチの編集状態では拡大/縮小することができない。

解決策は、次の記事に出ていた。（AUTODESK公式サポート）

  • SVGファイルを誤った尺度でFusionにインポートする

    4. スケッチを終了します。
    5. [ソリッド] > [修正] > [スケール]を選択します。

    問題３：穴が円ではない

    取り込んだSVGデータからスケッチを作り、これを押し出してボディにする。これで作られた穴は円ではなく、多角形（ポリゴン）だった。したがって、直径を測定することや中心点を割り出すことができない。
    Fusion360を使った理由がパネルの穴あけ中心点を描画することだったのだが、それができない。

    解決策は、ポリゴンから3点指定の円を作ること。全てのポリゴンに対してこれを行い、元のポリゴンを削除する。（削除しないと、ボディにした時、ポリゴンもボディ化される。）

    円から作られた穴だと、中心点や直径を測定することができる。

    完成した3Dモデル

    Fusion360上でパネルに部品を乗せていくと、レイアウトや干渉の検討ができる。GitHubから引用した冒頭のモデルは、HAGIWOと同じノブを使うとお互いが近すぎて操作性に問題がありそうだ、

    （補足）Adobe IllustratorのファイルがInkscapeで開けない

    イラストソフトとして有名なAdobe Illustratorのファイルは、".ai " だ。Inkscapeは".ai "にも対応しているらしいのだが、GitHubで見つけたshades.aiを開こうとすると、Inkscapeが固まってしまう。

    これを開くためには、Scribus で".SVG"に変換すると開けるらしい。

    方法
    Inkscapeで開けないイラレのデータはDTP（デスクトップパブリッシング）ソフトウェアの「Scribus」で開くことができるので、それ経由で「.svg」形式でエクスポートすればInkscapeで開けるようになります。
    萌え萌えmoebuntu　Inkscapeで開くことの出来ないイラストレーターファイル（.ai）を開けるようにする方法

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    ubuntuを萌え萌えにするmoebuntuのブログです。

      ファビコンmoebuntu.blog.fc2.com

    Fusion360から".SVG" ファイルをエクスポートする

    Fusion360から".SVG" ファイルをエクスポートするには、Shaper Utilities というFusion360のアドインを使う。

    ［Fusion360］モデルからsvgをエクスポートする話 - 古民家カフェ

    ［Fusion360］モデルからsvgをエクスポートする話 - 古民家カフェ

    ブログをご覧いただきありがとうございます。 久しぶりの投稿です。 今までモヤモヤしていたことが解決したので、備忘録としても紹介したいと思います。 今回はFusion360で作ったモデルをsvgファイルにする方法を紹介します。 結論から 結論 Fusion360のアドイン”Shaper Utilities”を使用します。 あるNCのためのアドインのようですね。 背景 今ままでFaboolLaserMini用のカットデータを作る際にInkscapeを使用していました。しかし、CADのように精度がうまく出せなかったり操作が慣れなかったりしたため、Fusion360から直接svgファイルを作成できない…

      ファビコンko5mi2n8ka.hatenablog.com

    上記のブログでは、

    • Fusion360モデル→図面PDFエクスポート→InkscapePDFインポート→svg保存

    という方法にも触れているが、無料のFusion360ではPDF書き出しが使えないので、Shaper Utilitiesを使うのが唯一の方法だと思う。Shaper Utilities はスケッチを指定して、それを .SVG ファイルに書き出すことができる。

    上記のブログに書いていない使い方（円の中心線を描く）を説明する。

    （補足）円の中心線を.SVG に書き出す方法

    1. パネルのスケッチを編集して、Construction (半線)で円の中心線を描く。
      ・このとき、下図のようにConstruction が円からはみ出すとそれが仕上がりのパネル画像に出てしまうので、はみ出さないようにする。（下図は良くない事例）

      1. ユーティリティからアドインのShaper Utilities を開いて、下方にあるAdvanced にチェックを入れると、Input Type が選べるようになる。
      2. Input Type を "Entire Sketch" にして、その下にあるExport Construction にチェックを入れる。
      3. Selection で、左のブラウザ欄にあるパネルのスケッチを選ぶ。
        ・スケッチを選んでいるので、アッセンブリモデルであっても他の部品が書き出されることはない。
        ・また、スケッチに寸法線などか書かれていても、書き出されるのはパネルの形状とConstruction 線だけである。
      4. OKを押すと、所望のフォルダとファイル名を指定して .SVG ファイルが書き出される。

    Inkscapeでパネル画像を作る

    Synth Panel Designer でバカでかいKnob（ノブ）になる

    書き出された .SVG ファイルをInkscape で開いたのが、下図である。この図を利用してパネル画像を作成するのだが、この状態からモジュラーシンセのパネル作り用 Extention (Synth Panel Designer)を利用すると、10倍大きなノブやスライダーがとんでもない場所に描かれてしまう。


    Synth Panel Designer ではdimension (単位)を設定するオプションがない。PANEL 機能でパネルの大きさなどを設定するときは、"mm" のつもりで設定して想定どおりの形状が得られた。同様にそのつもりで、KNOBS 機能の項目を設定したら、バグなのか、仕様なのか10倍大きな"cm" 単位と思われる図が出力されてしまう。


    この現象は、Synth Panel Designerに限ったことではない。同じような機能のエクステンションのKnob Scale でも同じようになった。
    Knob Scale

    Synth Panel Designerで正常の大きさのKnobを得る方法

    トライ・アンド・エラーで解決策を見つけたのが、次の方法である。

    ”新しいドキュメント”を作る

    Inkscapeを”新しいドキュメント”を指定して立ち上げると、レイヤーの大きさはデフォルトの設定（A4サイスだった）になっている。下図はSynth Panel Designer のPANEL機能を有効にするまえの様子で、ドキュメントのプロパティではA4を示している。

    Synth Panel Designer のPANELを適用

    Synth Panel Designer のPANEL機能を有効にすると、次の図のようになる。ドキュメントのプロパティはピクセル尺度に変わり、レイヤーはSynth Panel Designer で指定した大きさ（3U x 4HP)に変化する。

    （ 別法 ）”ドキュメントのプロパティ”をパネル（レイヤー）サイズに設定する

    ”Synth Panel Designer のPANEL機能を有効にする” ことで、これから描画するキャンバスのサイズを設定できる。なお、Synth Panel Designer を使わなくても、Inkscapeの”ドキュメントのプロパティ”で同じことができる。

    まず行うべきことは、下記のように ”ドキュメントのプロパティ”を設定して、デフォルトのキャンバスサイズ（レイヤーサイズ）で立ち上がったInkscapeを4HP (6HP) x 3U サイズのレイヤーに変更することである。


    Fusion360から書き出した"***.SVG" をインポート

    ファイルメニューから、インポートを選び、Fusion360から書き出した"***.SVG" をインポートする。下記のようにポップアップが出るが、そのままOK すると、SVGのパネル画像が取り込める。

    左下図のように、SVGのパネル画像が取り込まれるので、続いて右下図のようにレイヤーの位置合わせをする。
    SVG画像には枠線(Stroke)があり、画像の塗りつぶし(Fill)よりも枠線分大きくなっている。図形の左上の隅が原点（0, 0）であるが、枠線の幅の1/2（画面上の測定で、0.38mm / 2 =0.19mm ）をオフセットした位置合わせを行う。

    パネル画像には円の中心線が青色で表示されている。見てわかるように中心線が円よりも大きいと不要な中心線がパネル画像の黒塗りに重なるので、Fusion360でConstructionを描くときに要注意である。

    正しい大きさのKbob描画

    以上の手順のあと、Synth Panel Designer のKNOBS機能でKbobを描くと、"mm" の設定値として所定の位置に所定の大きさの円を描くことができる。
    （x, y) =(10.25, 22.78)、円の直径 4.00

    Synth Panel Designer の使い方（仕様とノウハウ）

    仕様：操作

    • Synth Panel Designer には、"PANEL", "KNOBS", "KNOB SCAL", "SLIDERS", "SLIDER SCALE", "JACKS" の機能（メニュー）がある。
      それぞれの機能を有効にするには、"which part do you want to draw?" で機能に対応する描画パートを設定する必要がある。
    • また、ライププレビューにチェックを入れると設定を確定させる前にプレビューすることができる。
    • 確定は、”適用(A)”の押下にて行う。

    • 最も重要なことは、機能の左から順番に行うことである。
      "PANEL"を作らないで先に "KNOBS"をつくるとか、 "KNOBS"を作らないで先に "KNOB SCAL" を作ることはできない。下記のようなエラーになる。マニアルを読まないで進めて、これにつまずいた。

    • ただし、"PANEL"を作らなくても、”ドキュメントのプロパティ” を設定して所望の大きさのパネル（レイヤーサイズ）を決めることもできる。

    • "KNOBS"には中心線を描く機能がある。"KNOB SCAL"で目盛スケールを描画するにはその位置を確定するための"KNOBS"が必要である。（"KNOBS"で作られる Main Colorを選択すると"KNOB SCAL"が有効になる。）

    • マニアルにはこのように出ている。
      • First of all, to draw a scale for the knob, you need to draw the knob first. If you don't need the knob, you still have to draw at last one simple knob with only the Main Color, this is because SPD needs a reference point to draw the scale which is the center of our Main Color, otherwise all the pieces of our scale would end in cyberspace. To draw the knob scale you have to select the Main Color before.
      まず、ノブの目盛りを描くには、最初にノブを描く必要があります。ノブが必要ない場合でも、Main Color のみを使用して少なくとも 1 つの単純なノブを描画する必要があります。これは、SPD にはMain Color の中心であるスケールを描画するための参照点が必要であるためです。そうでない場合は、すべての部分が必要になります。私たちの規模の場合、サイバースペースで終わるでしょう。ノブスケールを描画するには、前にMain Color を選択する必要があります。

      仕様：Fill, Stroke と寸法

      ものさし機能やパス測定を使いInkscapeの寸法表現を確認したら、以下の様であった。

      SVGデータをインポートした図形について

      • 図形のStroke幅：0.38 mm （矩形、円とも）
        • 図形の寸法：Fill + Stroke 0.38、Strokeの中点間(0.38 / 2 )が図形の寸法 （矩形、円とも）
          Fill部 19.94 + Stroke部 0.38 = 20.32mm


      SYNTH PANELS DESIGNERのPANELについて

      Eurorackの規格寸法に対して、高さは規格通りだか幅寸法がわずか小さい。
      高さ 3U = 128.5mm、幅 4HP = 5.08 x 4 = 20.32mm

      円と円中心の座標について

      円は左上点の x､y座標とx軸幅、y軸高さで表現している。また、円の中心は左上点の x､y座標にx軸幅、y軸高さの半分の偏差を加えたものになる。
      それぞれの線の幅はStroke値なので、座標は線の幅を考慮する必要がある。

      KBOB

      目盛スケールを描画したいならば、先にKNOBを描かねばならない。50%の透過設定にすると、元の円や中寸線を隠さないでKBOBを描ける。

      KNOB SCALE

      ノブ・スケールは 5 つのパートで構成されている。

      アークとアウターアーク

      円弧はスケールの主要部分であり、そのサイズはノブのメインカラーの中心から計算されるスケール半径パラメータによって決まる。たとえば、ノブの半径が 8 mm の場合、より大きくなければならないアークのスケール半径は 10 mm になる。これは、ノブから 2mm の距離に円弧が描かれることを意味する。

      アウター アークは、容易に想像できるように、メイン アークの外側に設計された追加のアークのこと。そのサイズは、外側円弧の半径をスケール半径 + 外側円弧オフセットに設定する円弧オフセット パラメーターによって指定される。外側の円弧のオフセットは負の値にすることができる。負の値は、メイン円弧の内側に外側円弧を設定する。

      デザイン例


      ローソンで写真印刷するためのPDFを作る

      ローソンのコピー機を活用して自作デバイスのパネルを作るで示されているように、2Lサイズのパネル印刷用PDFを作る。2LサイズのPDFをローソンの印刷機で2Lサイズ用紙に印刷することで、寸法どおりのパネル用シールが出来上がる。

      概要の手順は下記になる。

      1. Eruorackサイズ（4HP x 3U または 6HP x 3U のレイヤー）のパネル画像をInkscapeで作る。
      2. 新しく、2Lサイズ (127mm x 178mm) のキャンバス画像を作り、1. で作ったパネル画像を貼り付ける。
      3. これをPDFとしてUSBメモリなどに保存し、ローソンで印刷する。

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      ローソンのマルチコピー機にUSBメモリを入れてPDFや写真、はがきを印刷する際のやり方、操作手順をご紹介。USBに保存したPDFとJPEGをマルチコピー機で印刷することができます。

        ファビコンconvenienterprise.com

      Eurorackサイズのパネル画像（SVGファイル）

      下図はアドインのShaper Utilities でFusion360 からで書き出した .SVG ファイル。（上下が逆転している）円の中心線はConstruction線で描いたので、青色線になっている。

      このファイルを元にして、着色やテキストのレタリングを施したパネル画像を作る。このとき、作成の取りかかり方には下記の2通りの方法が考えられるが、Inkscapeでのレイヤーの概念と使い方を理解しているなら、どちらの方法でも良いと思う。

      注意点は、ファイル作成の途中で”ドキュメントのプロパティ” を使ってサイズ変更すると元ファイルの大きさが変わってしまうことである。（例えば、元ファイルで直径7㎜の円が7mmでなくなる。）

      • Eurorackサイズの新規画像に元ファイルをインポート
      • 元ファイルにEurorackサイズのレイヤーを追加する


      このファイルの”ドキュメントのプロパティ” は、2cm x 13.25cm となっている。ミリ単位で表すEurorack規格の高さは128.5mmであるが、高さ132.5mmの独自サイズにしている。

      完成したパネル画像


      印刷用の2Lサイズのキャンパス画像

      2Lサイズのシートに幅4HP のパネルが4枚取れるので、予備を思って、VCOとPSU用のパネルを2づつ並べてみた。また、位置決めや分割用の作業線も書き入れたものが下図になる。


      PDFファイル出力

      InkscapeからPDFファイルを書き出す方法には、

      1: ”名前を付けて保存” からPDF出力を選んで書き出す方法と、
      2: ”エクスポート” からPDF出力を選んで書き出す方法がある。

      後者は書き出すサイズを設定しないと、思ったような大きさ（倍率100%）にならないので手間である。両方でPDF化してみたが、見た目は同じだった。

      また、1: ”名前を付けて保存” からPDF出力を選んで書き出す方法ではラスタライズ（解像度）を設定できるが、いくつにすると良いのかわからない。デフォルトの96dpi と360dpi でPDF化してみたが、このやり方でも見た目は同じだし、おまけにファイルサイズも同じだった。




      印刷と修正

      フチあり印刷

      ローソンのプリンタで印刷した結果が下図になる。2L版のシールを選んでの印刷である。印刷物を見るといわゆるフチあり印刷で、印刷されない余白ができている。したがって、余白分だけサイズが縮小してしまっている。もっとも、フチあり/なしを選ぶオプションはなかったとように思う。

      したがって、フチなしで作ったPDFがフチありになり、少し小さめの印刷結果になってしまう。

      黒色の矩形部で言えば、127mm であるべき幅が122mmしかなく、高さは155mm であるべきが149mmである。縦横の縮小率を計算すると、縦横ともに0.961倍の縮小印刷になっている。


      調べてみるとコンビニの印刷機の仕様上、フチなし印刷はできないらしい。

      ■コンビニエンスストアで葉書にフチなし印刷
      セブンイレブン・ローソン・ファミリーマート・ポプリを含めて、コンビニに設置してあるマルチコピー機では、フチなしの全面印刷をする事が出来ません。

      フチなしの全面印刷を行いたい場合は、自宅で全面印刷に対応したインクジェットプリンターを利用する必要があります。
      引用元：コンビニエンスストアで葉書・ポストカードに印刷する方法

      PDFファイル修正

      0.961倍に縮小されたときに等倍になるように、PDFファイルを拡大しておく。元データは本来の寸法で作るべきなので、PDFに書き出すときに拡大すれば良いが、Inkscapeを探しても印刷（若しくはPDF化）のときに拡大できるオプションが見当たらない。

      ”ドキュメントのプロパティ”に尺度オプションがあったので、これを利用することにした。1.041倍（= 1/ 0.961）したときに印刷範囲が2Lサイズになるように、パネル画像間の隙間を調整したファイルが下記である。

      この方法は、ここまでに描いてきた全ての画像が1.041倍されることになる。つまり、

      \[\begin{align*}4HP&=4\times(2.54\times2)=20.32\\3U&=128.5\end{align*}\]
      が、1.041倍されて、

      \[\begin{align*}1.041\times4HP&=1.041\times20.32=21.15\\1.041\times3U&=1.041\times128.5=133.77\end{align*}\]

      になる。


      PDFファイルの画像は、パネル部の幅や高さを拡大する分だけ、パネル間の間隔を詰めている。


      100%寸法（原寸）印刷結果

      修正したPDFの印刷物について、黒色矩形部寸法を測定してみると、構想どおりになって一安心。
      [mm]
      幅高さ
      PDF原稿127 x 0.961
      = 122      		139 x 0.961
      = 133.5
      印刷シート実測122133.5


      （ 補足 ）原寸印刷

      再度、印刷機を操作しているとき、下図のオプションがあることに気づいた。”用紙にあわせる” をデフォルトの”する” から”しない” に変えると、原寸印刷ができるようだ。前項でフチなし印刷を調べたときに、フチなし＝原寸印刷ができないと思い違いをしていた。


      ”用紙にあわせる” を”しない” オプションで原寸印刷を選んでも、フチなし印刷にはできないので原稿の端が欠けることになる。

      今回のように2L幅のめいっぱいを使うような原稿にした場合には、前項の1.041倍した原稿を作る方が想定どおりの仕上がりにできる。しかし、四隅に余裕を持たせた原稿の配置ならば、 ”用紙にあわせる” を”しない” オプションが原稿どおりの原寸印刷ができるので便利である。

      フチ（余白）については、今回印刷したものを測ると、左長辺 3.3mm 右長辺 1.7mm 上短辺 3.5mm であった。しかがって、5mmの余白を考慮したレイアウトにすれば、”用紙にあわせる” を”しない” オプションで原寸どおりの印刷が可能と考える。

      穴あけ

      アルミ短冊に印刷したパネル画像を貼り付け、ステップドリルを使って少しずつ大きくしながら慎重に穴あけを行った。予想はしていたが、結果は下図のように悲惨な状態だった。

      ±12Vなどの$\phi 6.3$ 穴までは何とかなりそうだが、Push ONの$\phi 12$ 穴では周囲がめくれて破れてしまった。


      予備のパネル画像に貼り換え、デザインナイフで穴をくり抜いたものが下図である。縁取りが少しガタガタになったが、この程度なら隠れるでOKとする。

      まとめ

      できあがった2種類のパネル（電源とトリプルVCO）



      HAGIWO/ハギヲの組み立て動画を見ると、パネル画像とパネルはそれぞれ事前に穴あけをしておいて、それぞれの位置を合わせて貼り合わせている。穴の位置決めの考えると、自分にはこの方法は無理だと思う。

      自分の技量で考えられるベストな方法は、

      1. 穴あけの中心位置を描いたパネル画像を普通紙で印刷（自家プリンタ）
      2. これをアルミのパネル短冊に貼り付けて、穴あけ。バリ取りなど。
      3. レタリングを施したパネル画像（ローソンプリンタ）をパネル短冊に貼り付け
      4. パネル短冊の穴に沿って、カッティングナイフで穴あけ

      穴あけ用パネル画像（Fusionで出力、Inkscapeで整形）
      103%の印刷で実寸と一致

      パネルの印刷素材（穴の画像は削除）
      ローソン印刷機で”用紙にあわせる” を”しない” で実寸どおりの印刷が可能


      関連リンク

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