Paperbackup

Created Date: 2020-10-16/ updated date: 2020-10-22
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Paperbackup by shuto is licensed under the Creative Commons - Attribution-ShareAlike license.
Summary
学校でメモを回すときに、お互いが接触していることに気がついた。その時、私はコロナウイルスの感染を予防する為に、メモを共有する時になるべく接触を避ける仕組みが必要だと思った。そこで、手書きのメモを自動的に電子化してくれる「文庫本サイズ」のデバイスを作った。手書きのメモを電子化することで、サイバー空間とフィジカル空間を高度に融合させるというsociety５.０を目指す社会の構築にも役立つと考える。

Materials

    Tools

      Blueprints

        Making

        • 背景

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            • メモを電子化するときの課題

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              書いたものを電子化するデバイスはペンタブレットなどとすでに存在している。しかし、ペンタブレットを使い、メモを電子化する時にいくつかの問題が生じると考える。

              １，専用のペンがないと使用できない。
              　ペンタブレットは専用のペンがないと使用できない。さらに、専用のペンを使うということは同じペンを使いまわすことになるので、消毒する必要がある。しかし、消毒するのには手間と費用がかかる。

              ２，サイズが大きいものもある為持ち運びや、収納に困る。
              　ペンタブレットは重く、持ち運びや収納がしにくいので、メモとして気軽に使用できない。その為、日常生活に無理なくとけ込めるデザインが好ましい。

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            • 3Dモデリング

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                • 計測

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                  持ち運びしやすく、収納しやすいものを作る為に文庫本サイズのデバイスを作ることにした。文庫本サイズならばバックや本棚に入れやすく、使ってない時も収納しておける。

                  まずは、３Dモデルをを作くる為に文庫本の縦と横と高さの長さを測った。

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                  • 使う部品の計測

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                    左のものがタッチスクリーンで、圧力がかかっているところの座標を電圧を使って、感知することができる。右のものはESP32というマイコンでBluetoothを使って、データをスマホやパソコンに転送することができる。ESP32の上にあるものはタッチスクリーンとESP32を繋ぐコネクターである。これらも合わせて計測した。

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                    • ３Dモデリング

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                      計測した数値で、文庫本サイズのデバイスにタッチスクリーンとESP32とこの二つを繋ぐコネクターを埋め込める３Dモデルを作った。

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                      • 印刷

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                        XYZprinting社の「ダヴィンチ mini w+ （https://www.xyzprinting.com/ja-JP/product/da-vinci-mini-w-white）」というプリンターを使い、印刷する。

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                        • 失敗①

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                          印刷物を固定する為にこの両面テープ０１と０２を使っていたが、この３Dモデルが平たく、高さが１cm以上ある為反り返ってしまった。そこで、両面テープ０３を使うことにし、さらに強く固定した。すると、反り返らずに綺麗に印刷することができた。

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                          • 失敗②

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                            計測した値で３Dモデルを作ると、フィラメントが縮んでしまい、使う部品が入らなかった。そこで、計測した値より１〜2cm長くした長さで３Dモデルをつくった。そして、使う部品が入る３Dモデルを作ることができた。

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                          • 電子工作

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                              • 道具の準備

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                                まず、１０KΩの抵抗と導線を用意し、このくらいの長さに切る。

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                                • 半田付け

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                                  このようにコネクターとESP3２とそれらを繋ぐ導線を半田付けする。

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                                  • GNDが不安定になる

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                                    タッチスクリーンから流れる信号を繋ぐ配線GNDの接続が不安定になってしまった。そして、この１０KΩの抵抗がショートしてしまうことがあった。そこで、このユニバーサル基板を使って接続を安定させることにした。そうすることで、抵抗のショートなどを防いだ。

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                                    • 完成

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                                      ESP32や抵抗などの半田付けが完成した。

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                                    • プログラミング

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                                        • ESP32とProcessingを使って、Bluetoothでメモを電子化する

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                                          ESP32とProcessingをBluetoothで接続するコードについては、以下のサイトを参考にプログラミングした。

                                          １，yoppa.org -ProcessingとArduinoを接続する (https://yoppa.org/tau_bmaw13/4772.html)

                                          続いて、ESP32とDSのタッチパネルを接続して、座標を取得するプログラムは以下のサイトを参考にした。

                                          ２，Get Touchy – Nintendo DS Touch Screen + Arduino (https://bildr.org/2011/06/ds-touch-screen-arduino/)

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                                          • ESP32でアナログ入力が使えるピン

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                                            タッチスクリーンを動かす為にはGNDを抜いて４つのGPIOピンが必要で、そのうち２つはアナログ入力が使えないといけない。
                                            Bluetoothと一緒に使う為にはESP32のピンのうち「ADC1」という種類のピンを使わないといけないらしいので、アナログ入力を使うピンは「GPIO32と33」の２つを使った。デジタルのピンはたくさんあるので、近いピンの中から「GPIO25と26」を選んだ。

                                            ESP32の画像はsLab学習サイトから引用（https://kit.socinno.com/1_3_b/）

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                                            • 動作確認

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                                              半田付けやケースに納める前に、ブレッドボードを使ってプログラムのテストをした。
                                              タッチパネルから取得した座標を一度ESP32で受け取り、Bluetoothシリアルのライブラリを使って、ワイヤレスでProcessingのアプリに送信する。

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                                            • 完成！

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                                                  文庫本サイズの電子メモ帳Paperbackupが完成した。そして、ESP32についているアダプターの差込口とデバイスの裏についている電池ボックスにより、単４電池３本やモバイルバッテリーで動かせるようにした。

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                                                  • 工夫したところ

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                                                    このように緩やかにタッチスクリーンの配線を下すことで断線などを避け、デバイスにフィットするようにした。

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                                                    • 大変だったところ

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                                                      １，３Dモデリング
                                                      大きさが合わなかった時に何回も印刷しないと、どのくらい大きさがズレるかがわからず、感覚をつかむのが大変だった。特に、ユニバーサル基板やコネクターのところが一番大変だった。

                                                      ２，電子工作
                                                      エラーが起きた時の対処として、ユニバーサル基板を使ったりと何回も半田付けをし直すことがあり、大変だった。

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                                                      〜パーツ名：ESP32(waves NodeMCU-32) 〜
                                                      ・購入先：Amazon
                                                      ・価格：1,180円 
                                                      〜パーツ名：0.5/4P FFC変換基板 〜
                                                      ・購入先：aitendo 
                                                      ・価格：390円 
                                                      〜パーツ名：Nintendo 3DS LL 専用タッチパネル（修理交換用）スクリーン〜
                                                      ・購入先：Amazon
                                                      ・価格：580円 
                                                      〜パーツ名：単４電池ボックス〜
                                                      ・購入先：Amazon
                                                      ・価格：150円 
                                                      その他抵抗、ワイヤなど

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