MagicTreeLight

Created Date: 2018-10-17/ updated date: 2019-01-30
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MagicTreeLight by drleonardo1010 is licensed under the Creative Commons - Attribution license.
Summary
遊べるおもちゃ クリスマスツリーの飾り付けをイメージしたおもちゃ
プロフラムで複雑に組まれたシステムではなく、単純配線による機械的変化がそのままアウトプットへつながるシステム。

Materials

    Tools

      Blueprints

        Making

        • 材料

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          電飾用
          フルカラーLED(RGB)
          配線用電線

          接続用
          小型ネオジム磁石
          M3 M4 ネジ

          外装
          主に3DPrinter(PLA)
          マスキングテープ(緑)
          木目テープ

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            • 仕組み

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              ビス同士がマグネットで接続することでBlockの固定と電源との接続を行う。

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                • 特徴

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                  ・簡単に脱着できること
                  ・スムーズにLEDのカラーチェンジができること

                  以上が今回の技術的な重要な要素である。

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                  • 実現方法

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                    ブロックを本体へ固定するためにブロックの底面４箇所と本体の接続位置の４箇所それぞれにマグネットを仕込み、簡単に脱着できる仕組みとする。

                    次にLEDへの電力供給のための電気的接続部分には皿ネジを使用し、鉄製を利用してネジ上部につけたマグネットによって磁力で接続を補助する。

                    キューブ型のLEDブロックは４方向に向きを変えながら接続可能なので、この仕組によて４パターンの接続先を機械的に変更できる。
                    今回はLEDのRGBのそれぞれとダミー１箇所の４パターンを制作した。

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                  • LEDブロックの設計・制作

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                    このプロジェクトの重要な要素であるLEDブロックを制作する。

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                      • 設計

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                        Fusion360を用いて設計を行う

                        内部のLEDの光を透過する必要があるため、ブロックの厚さは使用する３Dプリンタの最少積載密度の0.4mmで設計した。

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                        • 組み立て

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                          光らせると指向性の高いLEDの光が丁度よく拡散させることができた。

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                        • Tree本体の設計・制作

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                          クリスマスツリーをイメージした本体を制作する

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                            • 設計

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                              こちらもFusion360を用いて設計を行う

                              重要な要点として内部でLEDブロックの接続用にマグネットの設置とLED点灯の為の配線作業をする必要があるため、Treeの内部を空洞にする必要がある。
                              空洞な造形物を作る際に3Dプリンタという選択は非常に便利だ。

                              想定するTreeの大きさ的に一度に造形するのが不可能であるため、Treeの葉の部分は4分割しさらに同じデータで統一して出力した。
                              他の部分もなるべく分割して出力し、後に組み立てた。

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                              • 配線

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                                ブロックへの電源供給のためのコネクタとして利用しているネジは、鉄製の皿ネジを利用し、ネジ頭同士がなるべく広い面積で接続し、なおかつネジ頭が露出しにくい設計とした。

                                更にブロック固定用のマグネットを埋め込むことができる溝を予め作っておく。

                                ここで電源供給用のマグネットのSNの向きとブロック固定用の向きを逆向きに設置した。
                                これにより、ハードウェア的に適切なマグネット同士が引き合うようになる。

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                              • 装飾

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                                より外観をTreeに近づけるために、マスキングテープを使ってカラーリングを行った。
                                Fusion上レンダリングを行い、イメージを確認する。

                                幹部分にはフローリングなどに利用される木目テープを利用した。
                                これによりかなり簡単に木目感を表現する事ができる。

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                                  • 全体の組み立て

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                                    全体を組み上げる

                                    自立するように足場を固める

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                                      • 点灯

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                                        ブロックの配置によって点灯する色が変化する
                                        発光量もある程度あるのでとても綺麗だ

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                                        Usages

                                        • YouTube Movie

                                          点灯デモンストレーション
                                          一部の制作過程

                                        Project comments