光による液体の表現を目指す [進捗]
前々回くらいで投稿したアレの進捗の報告です。
アレのリンクです。
円柱形のLEDマトリクスをつかうやつです。
本当なら前回の続きとして「後編」と題して完成までをつづるつもりなんですがサボりまくっていたり躓いたりで完成が遅れていました。
さすがにブログを更新していない期間が一ヶ月近くあるのはいやなので「進捗報告」という形で記事を書くことにしました。
大きなことではないですが今の進み具合や出てきた問題点、それに対する解決点を書こうと思います
アルディーノのピンがたりない！
自作したLEDマトリクスの簡単なイラストです
制御をアルディーノでする上で問題があります。
自作したLEDマトリクスは横に15本のカソード端子、そして14本のアノード端子の計29本の端子で点滅をコントロールするつくりになっています。
端子数が29本で使用するアルディーノのピンはデジタルピンが13本、アナログピンが5本の計18本しかありません。
前回パトランプのように点滅させたのは14本のアノードピンをすべて電源に接続、カソードピンの15本のピンを制御するだけで大丈夫でした。
しかし今回やろうとすることは列での制御ではなく個々のLEDを制御する必要があるので29本の端子をすべてフルにつかわなければいけません。（さらに2本のアナログピンは加速度センサからの情報を取得するためにつかうのでLEDに割けるピンは残り16ほんです）
アルディーノのピンが明らかに足りないんです。
シフトレジスタ74HC595を使う
ピンの増設をシフトレジスタでします
ブレッドボード上でピン増設を試してみます。
シフレジスタＩＣをふたつ使い16個のＬＥＤを滑らかに点滅させています。
一見たくさんのジャンパーワイヤが見え、配線が複雑に行われているように見えますが、実際アルディーノとつながっているのは電源とグランドを別として信号線は3本だけで行われています。ＩＣを増やせば16本のみならず今回必要とされている29本の端子の制御も可能です。
これでピン問題は解決。（簡単に書いてありますがシフトレジスタの使用は僕にとって困難で友人のとても丁寧な解説と説明に本当に助けられました、ありがとうございますって感じです）
ユニバーサル基板にＩＣを実装するためのピンソケットをハンダ付け、シフトレジスタ同士の連結の配線を行います。瓶の中に入れることを考え、あまり大きな基板は使えませんしコンパクトにまとめる必要があります。小さい基盤ってかっこいいですしね；）
ＵＥＷ線を使います。
前々から使いたかったんです、ＵＥＷ線。
絶縁性のポリウレタン樹脂を銅線にコーティングしたものでとても細かい配線ができる奴らしいのですが、あのびっしりと基板上を銅線が這い回っているのがかっこよくていつかつかいたいと思ってたんです。
秋月で友達にオススメされた0.29の太さのを買ったので今回は使っていきます。
ポリウレタン樹脂なので予備半田の要領であらかじめ端子に巻きつかせる線の先の皮膜をはがし銅線部分を露出させ、基板にはめたピンソケットの足に巻きつかせハンダ付けします。
はい！完成！初めての使用で大雑把な僕は空中配線で端子同士をつなぎ出来上がった基板の配線を「えいっ！」と押し付け平たくするというイタリアンシェフもびっくりなスパゲッティ配線を決行しました。
いいんです見た目は...（見た目が好きでUEWをつかったというのに）無事動いたら...
ピンソケットに74HC595シフトレジスタICをピンソケットにいれてきちんと配線されているかブレッドボード上で確認してみます。
抜き差しできるほうが便利かもとおもい、LEDも基板にはんだづけするのではなくピンソケットにしています。
結果は上のとおりです、明らかに挙動がおかしく失敗しています。
反省点としては横着せずにきちんと配線をみなおしUEW線を引きなおす必要があるのだと思います。
やり直します。
設計図ではないですが、紙に書いてどこをどこにつなげるのか整理しておきます。
（IC側からみた配線を書いてしまってあり、裏側の配線するほうからの視点ではない設計図なので実際ハンダ付けする時に混乱する要因となりました。次回からきをつけようとおもいます）
この「一度紙に書く」というのは、配線する先を明らかにするだけではなく、どの端子の配線をどの順番でやればわかりやすいかもわかりやすくなり、とても自分の中で効果的な方法だと思いました。
ちなみにICが5つに増えているのは僕にもわかりません、謎です。4つで事足りるのに...
つかう予定の瓶に入るぎりぎりの大きさです
基盤の大きさも変えました。さっきの失敗したものは「なるべく最小の基板を」という考えでしたが、今回は「瓶の中にフィットできる最大限の基板を」という考えで進めます。 IC同士の間隔を広げ配線時に余裕を持たせてどこがどこにつながっているのかわかりやすくしようと思ったからです。（これも正解でした、途中でのミスがわかりやすく、そして修正のしやすさが段違いでした）
極力わかりやすい配線を心がけハンダ付けしていきます。
今度こそ完成しました。
完成した様子です。さっきのごちゃごちゃした基板より線がどの端子同士をつなげているのかわかりやすくなったと思います。
夜始めて気がついたら朝だったのですが、もうここまでで達成感があります。
慣れていない僕にとってはすごい肩の凝る作業でした。
もうこれが作品の完成でいいんじゃね？
表面です。出ている三本のジャンパーワイヤはアルディーノとの通信用のものです。
前の基板ではLEDとの接続にピンソケットを使っていましたが、瓶の中で外れることを懸念して基板にマトリクスLEDの端子を直接ハンダ付けすることにしました。
加速度センサの上にある空っぽのソケットが本当に謎ですね...当然、必要とされませんでした。
動作確認の様子です、きちんと動きました。
とてもうれしいです。
というか最初から設計しておけばよかった...。
まとめ
3本のピンでの制御が可能になりました。完成まであと少しとなってきています。
今回の作品は自分自身、完成にちかづくたびにわくわくしてきているのではやくできたものをお披露目したいと思っています。
急がば回れ、ではないですがやはりきちんとした設計や計画の重要さが身にしみました。UEW線、難しかった...ですが完成した基板、わりとかっこよくつくれたとおもうのですがどうでしょうか?
あとはプログラミングの過程が残されています。今週中には完成させ記事の更新を行うことを目標にしていきたいと思います。
読んでくださりありがとうございました：）！
[ この記事はブログ投稿者の憶測や考えによりつくられています。
よって書いてある内容に誤りや言い間違いがあるかもしれません。もし修正したほうがいい場所や「こういった言い方のほうが”ソレっぽい”よ」などがありましたら後に記載してあります、リンク先のツイッターアカウントに教えてくださると嬉しいです:) ]
