Loopian::QUBITとは
Loopian::QUBITは、Loopian::ORBITの小型版として構想されました。
ORBITは大型のため、専用のスタンドの上でのみ使用できますが、QUBITは直径が半分以下の30cm。より気軽にLoopianデバイスを楽しめます。
以下に、Loopian::QUBITの特徴を挙げます。
小型で持ち運びも簡単
直径30cmのリング状の楽器。持ち運びも可能ですし、持ちながらの演奏も可能です。
NeoPixel搭載でフルカラー化
今回はLEDにNeoPixelを使用したので、フルカラーでの点灯が可能になりました。
静電センサーをQTouchに変更
これまでかなり長い間、CypressのCY8CMBR3110を使用してきました。この静電センサは非常に精度も信頼性も高かったのですが、一つの接点あたりOn/Offしか取っていませんでした。アナログ値を取ろうとしたのですが、基本的にデバッグ用でしか提供されておらず、読み込み時間がかかるため断念。
今回は、AtmelのQTouchシリーズであるAT42QT1070というチップを使用します。サイプレスに比べ機能や精度は劣るものの、アナログ値がすぐに取れるため、今回このチップを試してみることにしました。
利用用途の拡大
Loopianは、これまで誰でもピアノを弾けた気分になる楽器というコンセプトで製作してきました。
Loopian::QUBITは、アナログ値を取ることができるので、このコンセプト以外にももう少し新しい表現にもトライしてみようと思っています。
部品の入手
以下の主要な電子部品、機構部品を入手します。(SMDのコンデンサ、抵抗などは省略)
30AWGのワイヤー
以下を購入
https://amzn.asia/d/eTR4jWi
AT42QT1070
7chの静電センサー用IC。16個必要です。
TCA9544A
I2Cデバイスを4分配するIC。4個必要です。
PCA9600D
I2Cのバッファ。1箇所です。
NeoPixel SK6812RGBW
こちらから購入
。96個必要です。
バネ
直径5mm、長さ10mmの
バネを購入
。全部で32個必要です。
有機ELディスプレイ 0.95インチ for 2025
こちらから購入
。
74AHCT1G125
NeoPixelへの信号を5v駆動するために使用。
Seeed XIAO RP2350
マイコンボードは
Seeed XIAOを使用します
。
OLEDディスプレイ for 2026
2026版は白黒にして、
こちらから購入
。
74HC4052
2026版では、アナログマルチプレクサをAD入力用に使用します。
基板設計&製作
以下の3種類の電子基板を設計および製造、そして部品のハンダ付けします。
LED Boardの設計
図のようにKiCadにて、LED Boardを設計・製造します。6つのNeoPixelを繋げ、5Vで駆動するための端子を備えます。
LED Boardの製作
NeoPixelと0.1μのコンデンサを、リフロー炉を使ってハンダ付けします。
Sensor Boardの設計
図のようにKiCadにて、Sensor Boardを設計します。
AT42QTを使って、6つの静電センサと繋げます。電圧は3.3Vです。
Sensor Boardの製作
AT42QTと0.1μのコンデンサを手ハンダします。
Connector Boardの設計
図のようにKiCadにて、Connector Boardを設計します。I2Cを分配するTCA9544Aを使用して、4箇所のSensor BoardのI2Cと接続しています。
Connector Boardの製作
Connector Boardは、TCA9544Aが搭載されたもの(以下9544Board)を4枚と搭載しないもの(以下Non9544Board)を4枚の二種類製作します。
9544Boardは、
9544と0.1μのコンデンサ、4.7kの抵抗をR1-R8
に、それぞれ手ハンダした上で、
JP3,5,7,9の1-2を導通、JP4,6,8,10を導通
させます。また1枚だけ、PCA9600Aをはんだ付けします。
Non9544Boardは、
JP3,5,7,9の2-3
を導通させます。
下の「
Connector Board JP接続表
」も参照してみてください。
MCU Boardの設計
全体のセンサーの値を読み取り、NeoPixelを点灯させ、MIDIを送信するためにSeeed XIAOをマイコンボードとして使用します。これを搭載するためのMCU Boardを設計、製作します。
これは全体で一つのみ作ります。
回路図はこちら
です。
MCU Boardの製作
MCU Boardに部品を手ハンダしていきます。
DCJack, 三端子レギュレータ、および周辺のデバイス、さらに、Seeed XIAO, OLED, tact Switch, 74AHCT1G125などを取り付けます。
MCU Board2の設計 for 2026
MCU Boardを再設計しました。
基本的にはほとんど変わりませんが、5V電源を外部に繋げ、大電流に対応できるようにしたり、表示器をI2Cのモノクロのものに変更しています。
さらに、アナログマルチプレクサを追加し、AD変換を4つ受信出来るようにしました。
MCI Board2の製作
写真のように各パーツをハンダ付けします。表面はリフローでICをハンダ付けし、その後、電解コンデンサ、DCジャック、マイコン用ピンソケット、XHコネクタ、2つのtaktスイッチをハンダ付けします。また最後に、表面のハンダを絶縁した上で、OLEDディスプレイをJ2のコネクタにハンダ付けします。
3D Printによる部品製作
inner sensor holder
PLA白のフィラメントで
このデータ
をプリントします。16個必要です。
outer sensor holder
PLA白のフィラメントで
このデータ
をプリントします。16個必要です。
bed
PLA黒のフィラメントで
このデータ
をプリントします。8つ必要です。
tube
透明のPETGのフィラメントで
このデータ
をプリントします。8つ必要です。
PETGで印刷する際は、フィラメントをセットする際の温度を250℃にします。
印刷する際、インフィルのパターンをConcentricに設定し、サポート材を有効にします。
MCU Board Box
PLA黒のフィラメントでプリントします。
MCU Board2 Box
MCU Board2用に新しい3Dプリント用データを作りました。
first bed
MCU Board2 Box と繋げる bed です。
foot
圧力センサを取り付けるfoot部分です。
Sensor Unitの製作
6つの透明電極を使った静電センサと、6つのNeoPixelをひとつの部品にしたSensor Unitを製作します。本デバイスのタッチとLED光の動作を決定する重要な部品ですので、取り付ける前に動作チェックをしながら慎重に進めていきます。
Sensor Boardの取り付け
Sensor Boardをouter sensor holderに
M2×6mm
の皿ネジで取り付けます。
余っているリード線の先端を曲げ、そこにハンダを盛って透明電極との接点を作り、そのリード線のもう片方の端を、outer sensor holder の6箇所の小さな穴を通して、Sensor Boardにハンダ付けします。
LED Boardの取り付け
NeoPixelを取り付けたLED Boardの裏面の端子にケーブルをハンダ付けします。
J1: 5v(赤), J2: Ground(黒), J3: signal input(白/橙), J4: signal output(緑)
signalの白と緑はAWG30の細い線を使います。
LED Boardの配線をinner sensor holderの二つの穴に通し、inner sensor holderとLED Boardを接着します。
Groundのケーブルは
17mmくらいで切断し
、先端の被覆を剥いておきます。
innerとouterの仮止め
innerの裏側の6つの穴に四角ナットを入れ、ケーブルを穴に通しながらouterの中に配置します。outerの両側にある穴から、
M3×8mm
の非金属の皿ネジで6箇所仮のネジ止めをします。
透明電極の取り付け
透明電極の切り出す線が描いてあるファイルをプリントアウトし、透明電極をプリントした紙の上に貼ります。線に合わせて、透明電極をカッターで切り出します。
その後、切り出した透明電極を真ん中で折り、innerとouterの間に挟み込みます。電極の太い方をouterの外周側に、細い方を内周側に6枚差していきます。
電極を折った場所が同じ位置になるように調整して、innerとouterを留めているネジを強く締め込み、電極を固定します。
ケーブルの取り付けとチェック
また、Sensor Boardの以下の端子にケーブルをハンダ付けします。
J1: 3.3V(赤)、J4: SCL(黄)、J3: SDA(青)
30AWGの細い線を使います。
GNDと、3.3Vは近接しているので、ハックルーで絶縁しておいたほうが良いでしょう。
その後、各透明センサーが正常に電極と繋がっているか、テスターを使ってチェックします。
必要に応じてリード線による接点の調整を行います。(この調整のため、LED Boardのケーブルの接続はまだ行わないほうがいいかもしれない)
GNDケーブルのはんだ付け
innerにはんだ付けしたGND(黒)を Sensor BoardのJ2端子にハンダ付けし、さらに同じJ2端子にもう一本のGNDケーブルをハンダ付けします。
RELX主機與他牌對比優缺點深度評測
RELX主機
是市面上最受歡迎的電子煙產品,但電子煙產品與其他產品相比,最終的優缺點是什麼?本文主要比較
RELX電子煙的
性能、設計、煙油選擇、使用體驗等,以及消費者對Akechi的評估。 1. 性能比率 就目前效能而言,主機本身輸出的煙霧量高效且釋放均勻,使用者非常滿意。對比之下,一個細微的差別是電子煙煙霧的釋放量並不穩定,顆粒密度也不均勻,這會影響吸入體驗。而Relx第五代主機採用先進技術,確保每次吸入的煙霧量穩定均勻,讓機器使用起來更方便。
Sensor Unitの動作チェック
6つの接点と6つのNeoPixelが正常に動作するかをチェックします。
ケーブルを仮ベッドの穴に通す
bedの突起にバネをとりつけ、センサー側のケーブルをバネの内側にある穴に通していきます。青黄緑白をひとまとめに、赤黒をひとまとめにして穴に通します。
Tubeの取り付け
印刷したTubeを、センサーを押さえ込むようにbedに取り付け、両横のネジ穴から透明のネジ
(3×10皿)
で固定します。
配線して動作チェック
ケーブルをマイコンと接続して、動作チェックします。
赤: 5V
赤: 3.3V
黒: GND
白: NeoPixel
黄: I2C SCL
青: I2C SDA
Rust: 動作チェック時は、cargo run --features test_mode とビルドします。
Arduino: 動作チェック時は、constants.h の
#define TEST_MODE のコメントを外して
ビルドし、マイコンに書き込んでおきます。
加熱式タバコとVAPEの違い:どちらを選ぶべきか比較ガイド
對於想要戒菸或尋求更健康替代品的人來說,加熱型菸草製品和電子煙是兩種主要選擇。雖然兩者都被認為比傳統香菸的健康風險更低,但它們的工作原理和特性卻存在顯著差異。了解這些差異對於選擇適合自己的產品至關重要。我們的
電子煙部落格
提供了加熱型菸草製品和電子煙之間的詳細比較資訊。 加熱型菸草製品透過加熱菸葉產生蒸氣。由於它們允許攝取尼古丁,因此對於吸煙者來說,它們是一個容易的過渡選擇。另一方面,電子煙設備加熱的是液體,而日本銷售的煙油通常不含尼古丁。想要攝取尼古丁的人需要自行從海外進口。此外,電子煙設備提供的口味種類也更加豐富。
電子煙資訊網站
提供了每種產品功能的詳細比較。
bedの組み立て
黒でプリントしたbedを連結し、図のようにConnector Boardを配線していきます。なお、この図は上から見た図であり、裏側から基板を見た場合、方向が逆になることに注意してください。
bed同士をネジ止めする
3×10mmの黒タッピングネジ
で、3Dプリントした部品のbed同士を両横からネジ止めしていきます。8個ねじ止めすると円になります。
四角ナットの装着
上側の両内側に窪みがあるので、そこに四角ナットを挿入していきます。
窪みにはあらかじめ接着剤を塗っておき、挿入する四角ナットが落ちないようにしておきます。
裏側にConnector Boardをネジ止めする
Connector Boardをネジ止めします。
Connector Boardは、
9544Board
と
Non9544Board
の2種類があります。この2種類の基板が交互になるように配置します。
導通しないワッシャーを入れて
3×8mmのタッピングネジ
でねじ止めした後、隣り合うConnector Boardの両端にある端子をリード線でハンダ付けし、電気的に繋げます。ただし7枚目と8枚目、それから8枚目と1枚目は、
7pin,8pin
を繋ぎません。
Connector Board接続方法
裏側から見て、基板の順番は右回りとなります。
4つの9544Boardのうち、右回りに
(JP1,2): off,off -> on,off -> off,on -> on,on
となるように配置します。
9544Board/Non9544Boardともに、
JP13は基本的に繋ぎ
ます。8枚目は繋がず、あとで端子の片方をMPUBoardと繋ぐことになります。
Connector Board JP接続表
Connector BoardのJP Swを文章で書くとややこしいので、表にまとめてみました。
Sensor Unitの取り付け
Sensor Unitと、tube、bedを組み立てます。
Sensor Unitのケーブルを通す
まずbedの突起に5×10mmのバネを挿しておきます。それから、Sensor Unitのケーブルを、bedの穴に通しながら、Sensor Unitをbedのバネの上に置いていきます。
tubeを上から被せる
センサーを真上から均等に押さえ込むように、PETGで印刷したtubeを bedに押さえ付け、両横のネジ穴から透明のネジ(3×10皿)で固定します。
ケーブルをはんだ付けする
穴から出ているSensor Unitのケーブルを、近くの端子にはんだ付けします。
まず、ストリッパーで皮膜が取れる程度に、ケーブルを2cmくらいに切断します。
それから4本のケーブルは左回りに、
緑、白(橙)、黄、青
の順に、3本のケーブルは左回りに
5v赤、3.3v赤、黒
の順にはんだ付けします。
MCU Board用のケーブルをハンダ付けする
XHコネクタのついている6pinのケーブルを、Connector Board No.1のJP7にハンダ付けします。
ケーブルはあらかじめ、7cm程度に切っておきます。
MCU Board Boxの接続
MCU Board BoxとQUBIT本体を配線します。
2025版は写真のように分離してケーブルで繋ぐことにしましたが、2026版は、MCU Board Boxは本体と一体化します。以下では一体版について説明します。
MCU Board2用カバーとBedの3Dプリント
図のようなデータを3Dプリントします
電源基板の配線
Amazonで購入した電源基板(9-12v → 5v)にケーブルをハンダ付けします。
ケーブルは入力側を5cm、出力側を7cmにカットします。
電源の電圧を調整する
この状態で9v以上の電圧をかけ、調整ネジを回して出力が5vになるように調整します。
MCU Board2とケーブルを接続する
写真のように、入力と出力のケーブルをMCU Board2にはんだ付けします。
MCU Board2に残りの部品を取り付ける
上側の面のピンが飛び出している部分を絶縁テープで覆います。
そのあと、残りの部品であるOLEDとtakt Switchをハンダ付けします。
MCU Board2をMCU Box2に取り付ける
MCU Box2を本体リングに取り付ける
M3×25のネジを使って、本体とMCU Box2を合体させます。
ファームウェアについて for 2025
ファームウェアは
ここにあります
。
以下にファームウェアの特徴などを記しておきます。
Arduino IDEで動作
Arduino-pico(Raspberry Pi Pico/RP2040/RP2350 by Earle F.Philhower,III) をインストール。ボードは"Seeed XIAO RP2350"を選択
USBはAdafruit_TinyUSBを選択
ライブラリは
Adafruit_TinyUSB
RPI_PICO_TimerInterrupt
Adafruit_SSD1331
MIDI Library
PIOでSK6812のNeoPixel制御
Whiteも含む4色分のNeoPixelのシリアル出力は、RP2350のPIO機能を使って、プログマラブルなハードウェアにて実現しており、その分、プログラム処理が軽量になっているはずです。
Core1でI2C処理
Arduino::APPと連携して動作
ファームウェアについて for 2026
新たに開発しなおした
ファームウェアはこちら
です。
Rust & Embassy で動作