初版

32面体フルカラーLED球体ディスプレイを作る

製作品

(CC BY-NC 4+) Creative Commons Attribution-NonCommercial CC BY-NC version 4.0 or later

# はじめに [180枚の三角形基板からフルカラーLED球体ディスプレイを作る](https://elchika.com/article/6b589db6-c959-4ec8-82f1-32e137fd2f0c/) という記事を作成して半年近く… あまり制作されたという話は聞きません。 また、展示会等に出展して 180面体を出してみると - これは無理 - 誰もまねできない といった声が聞こえてきたり - 売り物じゃないのか といった声が聞こえてきたりしました。 180面体はさすがに作るにはハードルが高すぎる様です。販売しないのかという話についても、販売するとしたら作成する（１つ最低でも１か月ほどはかかるので）手間がかかりすぎてとても量産に耐えられません。 もう少し手軽に簡単にという事で 32面体でやってみるとどうなるのか試してみたら、表現力は少ないながらもなかなかのインパクトのあるもので、かつ製作時間も３日程となりました。 基板の発注も本作品の様にガーバーデータが揃っている場合は最近はそれほど難しくないのですが、経験ない方にとってはハードルは相当高いようです。 というわけで、Maker Faire Kyoto にて思い記事にします。 まずは、部品セットをキット販売として提供できるように試してみようと、組み立てに必要な最低限の情報から優先して書いていきたいと思います。 # キットの構成 キットは以下の３種類を用意しています。 - Aセット：マイコン込みフル部品バージョン よくわからないけど、まずは作ってみたいという方に最適です。 付属している CH32V003 という RISC-V マイコンにプリセットデモを書き込み済みです。 改造すれば別のマイコンに置き換えることも可能です。 組み立てれば動作するので、プリセットデモをそのまま使いたい場合はこれで充分ですし、プログラムを作成する知識は必要ですが追加で書き込み機さえ購入すればプログラムの変更も可能です。但しマイコンが貧弱なのであまり大規模な物は作れませんし、WiFi 等は一切使えません。 - Bセット：マイコン以外部品バージョン NeoPixel を使用経験があり、別のマイコンで自分でプログラムを書き込みたい方に最適です。 本製品を自分の作品の一部として使用したい場合等、単なるNeoPixel 搭載ディスプレイとして使用する形です。 Arduino R3、ESP32 シリーズ 、M5Stackシリーズ、ラズパイ、RasPi Pico、XIAOシリーズ 等、NeoPixelライブラリが使えるものであれば、何にでも使用できます。 NeoPixel とCh32 以外のマイコンに接続する方法が判る方には、本キットで十分かと思います。 - Cセット：基板のみ 部品は自分で入手できるとか手持ちがあるからとか自分で Alli で入手した方が安く済むとか、自分で色々試したいという方に最適です。 生基板のみです。電子部品店舗や通販で部品をそろえて組み立てます。 # 準備 部品を用意するところから入るのですが、まずはキット取得前提で書いていきます。 LED球体 に必要な部品は大まかに以下の通りです。 詳細説明は、以降の詳細記載箇所に掛かれた章に記載していきます。 |品名|型番 or SPEC|個数|含まれるキット|参考価格|詳細記載箇所|備考| |:---|---|---|---:|---|---|---| |RISC-Vマイコン|CH32V003|1|A|40|制御モジュール|| |五角形基板|LED_Sphere_Easy32_Hex.zip|12枚分|A, B, C|300|基板発注|基板製作業者に発注| |六角形基板|LED_Sphere_Easy32_Hex.zip|20枚分|A, B, C|400|基板発注|基板製作業者に発注| |NeoPixel RGB|Adafruit WS2812B ( 5050) 又は WS2012C (2020) |32|A|1600|オンボード部品|サイズの違う２種類のNeoPixelのパターンが用意されています | |コンデンサ|表面実装 積セラコン(1608) 0.1μF 50V |32|A, B|100|オンボード部品|電源安定用のパスコン| |電源コード|5V 1A|1|-|100||USBケーブルを切り離して使う| |はんだ|共晶半田で可|適量|-|200|消耗部品|| |すずメッキ線|Φ0.5|数m|-|350|消耗部品|ジャンパー接続用| |プローブクリップ|赤、黒、黄|3|-|300|テスト用|各色１個| 以下、入手に時間のかかる順に記載していきます。 ## 基板発注 とりあえずキット限定なのでいったん割愛しますが、写真の様な基板を基板屋さんに発注すると５セット分の基板が入手できます。  # 製作 ## 基板切り離し 下の写真の基板の赤線部分に、Vカットという、基板を簡単に切り離すための溝が入っています。 なるべく全体を覆うように指で持って、前後に少しずつ曲げると簡単に切り離せます。 また赤丸部分は細くなっている部分には、真ん中に穴が開いていて手で簡単に割れる様になっています。 これも前後に少し曲げてみると簡単に折れるようになっていると思います。 但しこの部分は穴の形状によるバリ（でっぱり）が残りますので、ニッパー等できれいに切って整えてください。きれいに切れていないと基板を組み合わせるときに隙間が出来てしまいます。  ## 部品実装 実装する部品は、小さい基板１枚につきNeoPixel (LED) と コンデンサの２点のみです。 ## 基板組み合わせ 端から順番に組み立てていくと経験上形がいびつになる事が判っています。全体を７つ（２種類）のブロックに分割して組み立てるのが楽で形も整います。 すべてのグランドラインをジャンパー線で接続することで形も安定し、グランドの強化も図れます。 基板の各辺が隣り合う辺にぴったりくっつくように組み合わせていくことで自然と形は整うのですが、それを意識しながらのはんだ付けはかなり難しいです。 いったん裏側をテープ等で止めると楽になりますが、成形型を使うと楽です。3Dプリンタがある方は以下の STL をダウンロードし、プリントすると２種類の成形型出来上がりますのでご利用ください。 ない場合は以下のをプリントアウトし、プラバンを組み合わせて作ると似たようなが成形型が作成できるかと思います。 ### 天板・底板パーツ 下の図の赤枠部分で、五角形基板を中心にその周りに５枚の六角形基板を配置した単位です。天板と底板の２セットを作ります。 ### サイドパーツ 下の図の青枠部分で、隣り合う六角形基板２枚と、その横の辺を対角上に配置した４枚構成のセットです。５セット作ります。 うち１セットは六家計を１枚余らせて３枚にしておいてください。その部分を最後に防ぐ穴にします。 ### グランド線の配線 下の図の赤枠の部分を接続していきます。 以下の X (旧Twitter)の投稿の指導がの要領で、確辺のグランド（一番外側）の穴通しをつないでいきます。 https://twitter.com/TakSan0/status/1783491344712802428 ### 信号ラインの配線 一度それぞれの基板が以下の順番になる様に番号シールを張っていきます。