いよいよフラッシュデビルスティックから、ネオピクセルデビルスティックへと変わります。
ここまで フラッシュデビルスティックが完成するまでの流れを３回のブログに分けて書いてきました。
モノ作りをする人とか、エンジニアは大抵の人がこれで完成って言っていても、どこかで「もうちょっとできること、あるんじゃないの？」などと、納得などしていないものです。
で、フラッシュデビルスティックもナイトパフォーマンスや室内では圧倒的に光っている効果はありますが、デイライトの晴れている日、逆光の場所などでは光っていることが「わかりますよ」ってくらいの感じで、色に変化もなく単調。
では、もっとハッキリと光らせてみましょうとなったのは前ブログで書いたようにコロナ自粛生活とセーバースピンパフォーマンスのおかげなのですが、今回からネオピクセルデビルスティックの製作のレポートです。
ネオピクセルについて少し解説をしたいと思います。
現物はこんな感じです。
このように映画のフィルムのようになって送られてきました。
テープ状になっていてLED１つ１つに対してICが組み込んであり、カラーや動作方法などを細かくプログラムできるのが特徴で、１mカットという単位で販売されていることが多いんですが、1mに十数個という製品から1mに144個のLEDが付いているものまでタイプも様々。ライトセーバーや今回のようにネオピクセルライトセーバーに使用するのはできるだけ多くなめらかな光の流れを狙うため144個をチョイス。長さは1ｍですがカットの仕方さえ理解していれば自由な長さでカットして変えられるのも特徴です。
規格なのかどうか？それとも生産上の都合なのか？は、よくはわからないのですが、どのメーカーのも１列72個目で一区切りされており、ハンダ付けで張り合わせてつないである場所があります。なので一番人気の製品 WS2812などは72個×2で144個という数字で販売されています。
必要数が86個なので、14個目を残しカット。僕はカットするときにいつも注意しているのは…
できるだけ15個目の直前でカットします。
配線をハンダ付けする時に少しでもやり易いように、使用する14個目までの接点部分を多く残すため。
デビルスティック用として今回は片面86個×２を使用するのでこの位置でカットしました。製作工程の話題の続きはちょっと横に置いておきます。
もう少しネオピクセルについての話題。
既にいろんなメーカーからいろんなタイプが市販されています。購入するときにネオピクセルはバリエーションがあり、LEDの個数の他、テープカラーがブラックとホワイト、防水仕様になっていてシリコンコーティングされているものもあります。随分買いやすい価格になりましたが、まだ日本国内ではちょっと入手しにくいパーツではあります。また、LEDテープだけを入手できても光らせることはできません。コントローラーが必要になります。
僕はコントローラーもネオピクセルストラップテープも中国から入れました。
コントローラーは値段もピンキリでしたが、RFコントロールが遠隔操作可能で基盤は直径20mmほどのポリカーボネートパイプに入ることが条件なので、できるだけ小さなものを探しました。
専用のコントローラーが付属して1000円以内でしょうか。安いです。信頼性の確認ができないので10セットほど買いました。この部分がワイヤレスコントロールの受信部とネオピクセルをコントロールするための基盤です。
幅が12mmほどでパイプの中に仕込むには十分なサイズの小さな基盤です。とりあえず、皮膜を解剖します。
アートナイフで慎重に切り裂いて基盤を取り出しました。
あまり上手な半田付けとは言えませんが…。ま、値段相応なんでしょう。
はい、反対側もチェック。赤、緑、白のワイヤーがネオピクセルへ接続する配線となります。
半田付けの状態や失礼ながら中国からの輸入なので、ここで一度点灯チェックをしておきました。
ついでにどんな光り方をするのか、動画も撮影してありましたのが、これ。
撮影時はネオピクセルとコントローラー基盤と、USB充電器からの5V2Aのパワーで点灯させました。いわゆるスマホ用のUSB急速充電器です。
そうなんです、このコントローラーは5Vで作動するんです。問題はここ。電源として考えているのは14500サイズのリチウムイオン電池。サイズ的には単三型の乾電池とほぼ同じなのでパイプに収めるのは難しくないでしょう。バッテリーホルダーを使用したとしても大丈夫なのは確認しておきました。
ただし、リチウムイオンバッテリーは3.7ｖでデビルスティックの両端にバランス良く配置するとすれば、各両端に１本ずつで計２本。並列なら3.7v、直列に接続するなら7.4v。公表されている数値よりも若干多めなので、１本4ｖほどで、２本なら8ｖくらいはありますので5ｖに落とさないとこのコントローラのパワーソースとしては使えません。
ちょっとネットで検索して 降圧コンバーターのモジュールを探してみると、アタリ！！このモジュールがバッチリでした。
ただし、購入して届いたらすぐに使えたわけではなく、５vを取り出すための加工が必要でした。取り出したい電圧を半田付けして一部分をカッターナイフなどで回路を切断するだけ。
これで5ｖが無事に得られました。このモジュール、大きさが切手サイズほどしかなく、あまりにも細かい作業で基盤のカットもハンダ作業も大変でした。
最終的にはこのような配線になります。
先ほど解剖したコントローラーの基盤ですが、このコントローラーによってLEDの色や光る順番、時間などをプログラミングでコントロールされています。
ライトセーバーで言うのなら、ヒルトの中にプログラミングが可能なProffie Boardなどのマイコン搭載の基盤があり、ネオピクセルのFXコントロールと効果音などのサウンドフォントを記録したSDカードからの音の呼び出しを行っています。これはかなり高価なパーツなので今回は使用せず。
ネオピクセルはデビルスティックの長さに合わせて86個でカットして、背面のステッカーを張り合わせました。
貼り合わせる時にも注意いたことがあります。裏面のステッカー保護シートをめくるとわかりますが、ハンダ付けのための接合部があり、粘着フィルムで覆われてはいるので通電してはおらず、いきなりトラブルにはなりませんが…
デビルスティックという使い方を考えれば結構乱暴な扱いになるので、張り合わせたときに下の写真のように短絡しないように交互になるよう少しズラして張り合わしました。
保護シートは一度に全部はがしてしまうと、結構粘着力が強いので大変なことになります。少しずつ慎重張り合わせました。
貼り合わせたらコントローラー基盤に接続する作業をします。
と、ここでまた材料の話題。
あとはポリカーボネートパイプと拡散用のスポンジチューブ（これも日本では入手できなかったので中国製です）を必要な長さにカットして…
まずは拡散用のスポンジチューブにネオピクセルを張り合わせたストラップAssyをチューブに入れてからポリカーボネートパイプに入れました。拡散用チューブにネオピクセルストラップを入れるときにネオピクセルが入れ曲がらないように注意して作業しました。
更にスポンジチューブに入れたネオピクセルがどのように点灯するかもチェックしておきました。ここから先は組み上げてはみたものの「光らなかった」と悲しい結末にならないように慎重に。
リモコンでの操作も大丈夫かを確認。
実際にテストで光らせてみたときに、ＯＫ！ヒロヤもKeikoママも見ていたんですが一斉に「おおおおお～～」と声を上げていました。（笑）
あと、ポリカーボネートパイプに押し込んでいくのですが、スポンジチューブに少し洗剤など滑りやすい液体を塗るなどしないと、かなり長いので本当に苦労します。
これで大体の電気周りの作業は終了。実際にパイプに組み込む段階でカットオフのスイッチくらいはあった方が電池消耗が抑えられて良いかな。
ふと気が付けば、このブログも以前にもましてマニアックになってきたな。（笑）
