背景


メモを電子化するときの課題

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。

3Dモデリング


計測

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。

使う部品の計測

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。

3Dモデリング

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。

印刷

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。

失敗①

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。

失敗②

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。

再び3Dモデリング

電子工作によって、ユニバーサル基板を使うことになったのでコネクターとユニバーサル基板が入るスペースを作った。

3Dモデルが完成した。

ここからPaperbackup3Dデータをダウンロードできます。

電子工作


道具の準備

まず、10KΩの抵抗と導線を用意し、このくらいの長さに切る。

半田付け

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。

GNDが不安定になる

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。

完成

ESP32や抵抗などの半田付けが完成した。

プログラミング


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

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/)

ESP32でアナログ入力が使えるピン

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/)

動作確認

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。

完成!


完成

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。

工夫したところ

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。

大変だったところ

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。

値段

〜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