MagicFlute Proto10

Created Date: 2015-11-04/ updated date: 2018-03-13
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    Summary
    電子吹奏楽器MagicFluteをFabLabで作るためのプロジェクト。
    MagicFluteは6つの穴で3オクターブもの演奏が可能な独自運指のMIDI Controller。これをFabLabにある機材を使って、誰もが安価に作れるような試作品を開発中。

    Materials

      Tools

        Blueprints

          Making

          • MagicFluteで必要な電子部品モジュールを入手します。
            また、専用オリジナル基板を入手、あるいは基板製造に発注します。

            メイン基板はこちらから発注出来ます。ガーバーデータのダウンロードも可能です。

            気圧センサー用基板はこちらから発注&データダウンロードできます。

            その他、ピンヘッダ、ピンソケット、抵抗(10Ω、100Ω、10KΩ)、タクトスイッチ、フルカラーLEDも揃えます。
          • FabLabにあるレーザーカッターと3Dプリンターで筐体の部品を作ります。
            レーザーカッターで切る材料は、2.5mm厚のMDFと、1mm厚のアクリル板です。
          • 気圧センサ基板ユニットを製作し、3Dプリンターで出力した吹き口にユニットを装着します。
            • 写真のように気圧センサ基板ユニットを作るための部品を用意します。ピンヘッダは気圧センサLPS25Hモジュールのパッケージに入っています。
              あと線4本のケーブルを用意します。
            • ケーブルは気圧センサ基板の裏側に取り付けます。
              気圧センサ基板に「g、c、d、v」と書いてありますが、それぞれメイン基板のGND, SCL, SDA, 3.3vのコネクタと繋がるようにします。
              メイン基板と気圧センサ基板では、対応する配線の位置がちょっと違っているので、気圧センサ基板にケーブルをハンダ付けする際、写真のように3.3vの線(ここでは茶色)だけ順番を変えてあげます。
            • 気圧センサ基板に、気圧センサモジュールについていたピンヘッダをハンダ付けします。ピンの長い方がケーブル側。
            • まず、基板裏に飛び出ているピンヘッダを全てニッパで切り取ります。
              次に3Dプリンターで出力した吹き口の配線用の穴に、今作った気圧センサ基板ユニットのリード線を通し、ユニットと吹き口を接着します。接着剤は水場で使うような防水用のセメダインを私は使用しています。
              また、四角ナットをナット用の穴に嵌め、落ちてこないようにテープなどで蓋をします。
            • メイン基板に繋げるためのコネクタを取り付けます。ケーブルを5cm程度に切った後、6ピンのピンヘッダに写真のようにハンダ付けします。ハンダ付けの後は、絶縁テープなどを巻いておくと良いでしょう。
          • メイン基板に各電子部品モジュールをハンダ付けしていきます。
            • PIC18F14K50のマイコンボードに、線材を介してピンヘッダのコネクタを装着します。ピンヘッダ側は隣り合うハンダ付け部分が接触しないように絶縁テープで保護しておくと良いでしょう。
            • 10Ω二つ、100Ω、10KΩの四つの抵抗をハンダ付けします。抵抗は基板の裏側に装着します。また、タクトスイッチをハンダ付けします。
            • 各モジュールのピンヘッダをハンダ付けします。また、気圧センサを接続するコネクタもハンダ付けします。(6ピンのコネクタの両側のピンを切り取ります)
            • メイン基板に乗せる各モジュールをハンダ付けします。ハンダ付けするのは、PICマイコンボード、タッチセンサーモジュール、加速度センサーモジュール、I2C電圧レベル変換モジュール、三端子レギュレータです。
              ハンダ付けした後、ピンが出ている部分はニッパーで切っておきます。
          • 6つの穴が空いているMDFの筐体部品(以下、タッチスイッチ版)にアクリル板を取り付け、銅箔テープを貼ります。
            • レーザーカッターで切った、MDFのタッチスイッチ版と丸いアクリル版を用意します。
              丸の穴にアクリル板を入れて、接着します。綺麗になるように、接着の方法はいろいろ考えてみてください。私はセメダインと木工用ボンドの二つを試してみました。
            • 銅箔テープを1.5cmくらいの長さに切って、タッチスイッチ板の裏側にアクリル版を覆うように貼ります。
          • MDFの筐体部品を一部組み立てて、その中にメイン基板を通し、タッチスイッチと配線します。
            • カットしたMDFのうち、上側斜めに位置する二本の棒と、五つの円状の部品を写真のように組み立てます。その後、接合部を木工用ボンドで接着します。
            • 組み立てた骨組みの胴体の穴の中に、メイン基板を挿入します。ピンヘッダを切らないと引っ掛かって入りません。
              挿入する向きは、写真を見てください。基板の裏が上側になります。
            • タッチスイッチを筐体のそばに置いてセロテープなどで仮固定します。そして、先ほどハンダ付けしたリード線をそれっぽい長さに切った後、銅箔テープにハンダ付けしていきます。
              また、このタイミングでメイン基板の端にあるフルカラーLED用端子にもリード線をハンダ付けしておきます。(裏側にリード線が出るようにします)
          • タッチスイッチとメイン基板をネジで留め、フルカラーLEDを取り付け、吹き口とともに残りの筐体部品を組み立てます。
            • タッチスイッチとメイン基板の二カ所のネジ穴の位置が一致していますので、この場所をネジとナットで固定します。15mmくらいのネジと、5mmのスペーサーと、ナットが必要です。
              また、ネジ締めの際は、リード線がきれいに中に収まるようにうまく押し込んでください。
            • フルカラーLEDを筐体用部品の四角い穴に取り付け、接着します。その後、メイン基板のフルカラーLED用リード線をLEDの端子にハンダ付けします。4つの配線を間違わないように!
            • 吹き口のケーブルをメイン基板に接続し、吹き口本体と基板ユニットを本体にネジで装着します。
            • USBケーブル(A to miniB)をマイコンボードのUSB端子に接続。
              残りの筐体部品を本体に嵌めていきます。うまく嵌ったら、木工用ボンドなどで接着します。
              これで組み立ては完成です。

              フルカラーLEDには、必要に応じて光拡散キャップを付けるなど、色がよく見えるように工夫してみてください。
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