このアプリではループしながら、少しずつ音楽を作ったり、変容させたりするパフォーマンスが可能です。

Loopian::ORBITはこのアプリと接続することで、タッチした音程が和音に合わせて変わっていきます。

円環状にすることで、同時に複数人が演奏を楽しむことができます。

なお、ORBITの筐体一つで角度が15度となるので、90度分では6個必要。一回り分制作すると24個必要になります。

Bit Trade One の透明電極を使用しています。

基板一つあたり16個、90度分で96個必要です。

CY8CMBR3110 : 静電センサ（90度分で6個必要）

TCA9544A : I2Cマルチプレクサ（90度分で6個必要）

PCA9685 :  I2C PWMコントローラ（90度分で6個必要）

1N4148W : レギュレータ保護用ダイオード(DIP)

先にコントロール基板の作成を紹介するのは、LED基板やセンサ基板を作る過程で動作チェックをしたいからです。

それ以前には、Sparkfun pro micro(ATmega32U4)を使用しましたので、その情報も下の方に載せておきます。

Raspberry Pi picoをメインのマイコンボードとし、各デバイスをI2Cに繋いでいます。また、ジョイスティックをADCに、LEDなどをポートに接続しています。

設計のポイント

LEDが16×6個あるので、1A程度は出力できる電源ICを搭載してあります。

また、Arduino IDEに「MsTimer2」「MIDI Library」「MIDIUSB」のLibraryをインストールします。

ファームを書き込むために、専用の書き込み機を用意します。写真の書き込み機は、Pro Microに書き込み機用のファームを書き、SPI端子を引き出して基板のコネクタに接続できるように製作したものです。

書き込み時のツールメニューの設定は、

「ボード："Arduino Leonardo"」

「書込装置："Arduino as ISP(ATmega32U4)"」

としてください。

その後、ツールメニューの「ブートローダを書き込む」を選ぶと書き込みが始まります。

電源投入時、LED1,LED2,LED Errが3回点滅します。

その後、setup()関数を走っているとき、LED2のみ点灯します。

デバイスに一つでもエラーがあると、LED Errが点灯します。

setup()を抜けて、loop()に入ると、LED2は点滅します。

なお、88matrixLEDは、状況に応じて様々な情報を表示します。

今回使うLEDの型番は以下。(mouserで購入)

IN-S126AT5UW  size:1206  Vf: 3.6v, 20mA, 180mcd 

LEDの電流の流れる方向は、文字を読める向きにして、右から左となります。

次に基板裏面に、LEDドライバ PCA9685を手ハンダします。先にボンドでチップを接着しておくと良いでしょう。

実際には、センサー基板側のI2Cアドレスで設定するので、ここは全てLO,LO,LO（マークの付いているほう）に設定します。

[LED基板チェック方法]

J2の端子に裏側に伸びるようにリード線をはんだ付けします。

ケーブルはあらかじめ20mmほどにカットし、両端共にケーブルストリッパーで銅線を出しておきます。

R1,R2,R11,R12: 10k

R3-R10: 560

C1,C2,C4: 0.1μ

C3: 2.2n

C5: 1μ

3側がLO, 1側がHI になります。

adrs = JP1,JP2,JP3

0 = LO,LO,LO

1 = LO,LO,HI

2 = LO,HI,LO

3 = LO,HI,HI

4 = HI,LO,LO

5 = HI,LO,HI

[センサー基板チェック方法]

透明電極と接する部分ですので、8つのはんだの盛りが均等になるように注意します。接触が悪い場合、あとで調整する可能性があります。

<古い基板の情報＞

TCA9544Aは、端子が0.65mmと狭く、ブリッジすることも多いので、必要に応じて写真のようにあとで修正します。

そのあと、LED基板をねじ止めします。

アクリルの2mm程度の厚さの板を使用します。

あるいはこのデータで3Dプリントします。

また、二つの四角い深い穴に、四角ナットを入れ、動かないように周囲を接着剤で固めます。

リード線をネジ穴横にある小さな四角い穴に通します。また、ケーブルを真ん中の穴に通します。最後にネジで15mmのネジで、基板とホルダーをねじ止めします。

シート上で販売されている透明電極を8mm×42.5mmに切り出します。

まずイラレで書いた切り出しの線をプリントアウトして、その上に透明電極シートをテープで貼り付けます。  

紙に印刷された線をなぞって透明電極をカットし、これを8枚用意します。この電極を導通側を山にして半分に折ります。

センサー基板を8mmの長さのネジでセンサーホルダーにねじ止めします。  

この状態で、いったん透明電極の動作チェックをします。Control基板と接続し、透明電極に触れてセンサーが反応するかチェックします。もし反応しない場合、ハンダの山とセンサーの噛み合わせを調べ、ハンダを盛り直したり、削ったりして調整します。

まずは写真のように、薄い絶縁テープで軽く固定。その後、テープで仮止めした状態のまま、センサー受板で３箇所、ねじ止めして完全に固定します。

これでセンサーホルダーの組み立て完です。

筐体の内側にある四角ナットのポケットに、四角ナットを挿入します。落ちそうであれば、接着剤で固定しておきます。

かまぼこの両端が少しでこぼこしているようなら、やすりがけして平らにし、両隣のかまぼこと隙間なく接するよう調整します。

J7がピンソケット、J6, J8 がピンヘッダになります。

J6とJ7を接続するので、基板と連結スタンドをうまく位置合わせした上で、はんだ付けしてください。

最終的には、このユニットをさらに３つ作ることで、完全なORBIT（軌道）にすることを目指します！

リポジトリはこちらになります。まずは、このリポジトリをクローンします。

環境を整えてから、ターミナルで "cargo build" を行い、エラーが無くなるまで環境の不備を直していきます。