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Fooping 2025年01月25日作成 © MIT
製作品 製作品 閲覧数 303
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SPRESENSEと赤外線add onボードで作る魔法の杖(CYBER WAND)

SPRESENSEと赤外線add onボードで作る魔法の杖(CYBER WAND)

作ったもの

CYBER WAND(魔法の杖)

サイバーで近未来なデザインの魔法の杖を作りました。
杖を振った軌跡を分類して魔法を発動するデバイスです。
SPRESENSEのとてもコンパクトかつハイスペック、AI機能内蔵かつ省電力な特徴を最大限活用しています。

外観

最大の特徴はこのコンパクトなサイズです。片手に収まります。
本物の魔法の杖との比較画像

動作の様子

杖の軌跡に応じて魔法の種類を特定し、赤外線信号を送信します。

内部構造

コンパクトに仕上げるために赤外線通信用のadd onボード、IMU 6軸add onボードを自作しました。
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赤外線通信add onボード

新規設計したadd onボード基板
UART信号を赤外線で送信するアドオンボードを製作しました。
このボードでは、37.9kHzのキャリア周波数とUART信号をNANDやANDなどのデジタル回路で合成し、赤外線LEDを使って信号を出力します。
また、UART通信の安定性を確保するため、ボーレートを下げて設定する工夫を加えています。これにより、通信エラーを減らし、長距離やノイズ環境下でも安定したデータ伝送が可能です。
さらに、本ボードにはWS2812b用のレベルシフタも搭載しており、LEDによる光の演出が行えます。LEDは基板上に取り付けるだけでなく、配線して離れた場所に設置することも可能です。これにより、状態表示やデバッグ時の視覚的確認など、多様な用途に応用できる点も大きな利点です。
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ソフトウェア側では、Serial2.print("hogehoge");のように1行記述するだけでデータを送信できるため、簡単に利用可能な点が特徴です。
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ソフトウェア

ソフトウェアは以下のリポジトリに記載しています。
Spresense_magic_wand_ir_transmission

学習モデルの作り方

学習モデルの作り方は別記事で投稿しておりますので以下を参照してください。
https://elchika.com/article/36d2318e-f1a6-45ce-92c1-c1d168493275/

受信デバイス

赤外線を受信すると音と光で反応するインタラクティブデバイスを製作しました。このデバイスは、M5Atomに赤外線受信機を組み合わせ、UART信号を受信します。受信した信号に基づいて光と音でインタラクションを行い、直感的な操作が可能です。また、各デバイスには赤外線受信機が搭載されているため、魔法の杖のように特定のデバイスを狙って反応させることができます。
今回の実装では、製作を簡単にするため専用基板を設計しました。この基板は、市販の降圧DCDC基板、M5Atom、DFPlayer(MP3プレーヤー)を接続できるよう設計されており、ユニバーサル基板を使った煩雑な配線作業を省略できます。これにより、光と音によるインタラクション機能を簡単に追加できる点が特徴です。
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回路図

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子供達に体験していただきました

展示イベントでは、延べ200人以上の子供たちに体験してもらいました。最初は振り方のコツを掴むのが少し難しいものの、慣れてくると自分が出したい魔法を思い通りに発動できるようになり、適度な難易度に仕上がったと感じています。
また、SPRESENSEは省電力設計のおかげで約8時間連続稼働することができました。さらに工夫を加えれば、稼働時間をさらに延ばせる可能性もありそうです。
あなたも魔法の杖を作ってみませんか?
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愛知県のちくわ好きなエンジニア
  • Fooping さんが 2025/01/25 に 編集 をしました。 (メッセージ: 初版)
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