No.11 服装の色に合わせて光る蝶々ネックレス

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★蝶々のプログラム・ファイル

butterfly_src.zip ←ここからダウンロードしてください.

 

●蝶々の作り方

 蝶々のネックレスが,その日の服装に合わせた色に光ります.このネックレスをしていれば,今日のパーティの主役の座は,あなたのものかも!?(注意:保証はできません) フォーマルでもカジュアルでも,いろいろな服に合わせて光ります.ほかの人の服や,服以外の物にも蝶々を当ててみて,どんな色に変化するか試してみてください.

 

写真1_tyo.JPG
 蝶々型の基板は普通売っていないので,四角いユニバーサル基板を蝶々の形に切ってから作ります.

 

図3_tyo.JPG また,部品は表面実装部品は小さく,はんだ付けが難しいので,やや大きめのDIP(ディップ)部品を使った製作方法を紹介します.


図1.jpg上の図は,チップ部品で作ったものです.
 専用基板ではなく,ユニバーサル基板から作成するのは結構大変ですが,パーティの主役になるために頑張りましょう♪(面倒な人は,無料プレゼントをしますので,どしどし応募ください.詳細は最後!)

●工具
(1)ニッパ
(2)ラジオペンチ
(3)ピンセット
(4)ドリル,キリなど
(5)はんだゴテ
(6)USBSPYDER08
そのほか,あれば便利な道具
・糸のこぎり(基板を蝶々の形に切る)
・ヤスリ(基板のエッジをなめらかにする)

●材料(クリックすると大きくなります!)

表1_tyo.JPG●蝶々の作り方
(1)四角いユニバーサル基板を蝶々の形に切り取ります.ドリルや,キリを使って,バッテリ・ホルダを取り付けるための穴(φ=1.7mm 程度)も4か所あけておきます.

 

e-1.jpg(2)低い部品から取り付けた方が楽なので,最初にジャンパ線からはんだ付けします.バッテリ・ホルダ部分のジャンパ線は,電池のマイナス側電極になるので,必ず皮膜のない導線を取り付けてください.

 

e-2.jpg(3)広げておいた穴に,バッテリ・ホルダを差し込んではんだ付けします.

 

e-3.jpg(4)抵抗とセラミック・コンデンサを取り付けます.この部品は向きがないので,どちら向きに取り付
けても大丈夫です.抵抗の足を曲げるときは,根元から直角に曲げるのではなく,ゆるやかに曲げてあげてください.

 

e-4.jpg(5)電圧レギュレータとIC ソケットを取り付けます.この部品には取り付け方向があるので,注意してください.図と同じ方向になるように取り付けてください.

 

e-5.jpg(6)照度センサと,フルカラーLED(DIPタイプ) を装着します.図と同じ向きになるように注意して実装してください.また,センサとフルカラーLEDの部品の高さが同じになるように装着します.

 

e-6.jpg(7)基板を裏返して,はんだ面から表面実装部品を取り付けます.フルカラーLED(表面実装タイプ)は図と同じ向きになるように注意してはんだ付けしてください.スライド・スイッチも図のように取り付けます.

 

e-7.jpg(8)パソコン上のフリースケール・セミコンダクタ社の統合開発環境CodeWarriorからUSBSPYDER08を使って,マイコンにプログラムを書き込みます.書き込みが終わったマイコンを基板上のICソケットに同じ向きに挿入します.

 

e-8.jpg(9)最後に,照度センサとフルカラーLEDを図のように曲げます.横から見て,LED から出た光が対象物に反射して照度センサに入るようにしてください.これで完成です.電池を入れてスイッチを入れてみましょう!

 

e-9.jpg●ユニバーサル基板の基板のカット方法
 図のように,油性ペンなどでユニバーサル基板に最初に外形を書いておいてから,カットします.蝶々はこんな形じゃないなど,こだわりのある方は好きな形に変更しても大丈夫です(ただし小さくしてしまうと部品が実装できなくなるので注意).


図4.jpg カット方法はNCフライスなどがあれば簡単ですが,普通は持ってないと思いますので,根性で頑張りましょう.糸のこぎりでこつこつ切ることもできると思いますが,お勧めは少しずつ外側からニッパで切り取っていく方法です.切り取ったあとは切断面(バリ)で怪我をしないように,基板のエッジをヤスリで削っておくといいでしょう.

●マイコンへのプログラムの書き込み方法
 フリースケール・セミコンダクタ社製の統合開発環境「CodeWarrior」から,プログラムをマイコンに書き込みます.まず蝶々のプログラムを以下のURL からダウンロードしてきます.
http://www.eleki-jack.com/


 まずUSBSPYDER08 にフリースケール・セミコンダクタ社のマイコンMC9S08QD4をセットしてからCodeWarriorを起動します.続いてダウンロードしてきたプロジェクトを読み込み,マイコンに書き込みます.書き込みデバイスとしては,図 のようにUSBSPYDER08を選択してください.書き込みが完了したらUSBSPYDER08からマイコンを取り外して蝶々の基板上のIC ソケットに差し込みます.

 

図5.jpg●作り方9の照度センサの調整とキャリブレーション
 より正確に色判定を行うには,図 のようにバッテリ・ホルダとマイコンの上にゴム足などを貼って,照度センサとフルカラーLEDが対象物の間と,一定の距離になるように調整してください.


図6.jpg マイコンのプログラムには平均的なセンサおよび使用環境の校正値が記録されていますが,キャリブレーションを行うことで正確に色判定を行うことができます.白い紙の上で図の2か所(マイコンの1 番ピンと4番ピン)をピンセットなどでショートさせると,LEDが一瞬赤く点灯し,キャリブレーションを開始します.数秒でキャリブレーションは完了して,通常の動作になります.

 

図7.jpg

 

図8.jpg

図9.jpg●色判定の仕組み
 人間の目は,対象物の色を赤,緑,青の光の強さで判別しています.つまり赤く見える物は,自然光の光の赤成分を多く反射し,青く見える物も同様に青成分を多く反射しています.


C1.JPG それ以外の色の場合はどうでしょうか?その場合も,人間の目は赤,緑,青の組み合わせで判断しているのです.黄色の物は,赤と緑,紫色の物は,赤と青といった組み合わせで認識されます.


C2.JPG この原理を利用して色を判断します.通常照度センサ(フォトトランジスタ)では,光の強弱は判断できても色は判別できません.フルカラーLEDの光を赤→緑→青と切替えて対象物に光を当て,順次その反射した光の強さをマイコンのA-Dコンバータで測定することで,対象物の色が判定できるのです.
 今回の蝶々は赤,緑,青のそれぞれの色を5msずつ照射して,反射光の強さをA-Dコンバータで測定することで判断しています.よく見ると,フルカラーLEDがゆっくり点滅している一番暗いタイミングで,ピカッと一瞬LEDが光ります.そのときに赤,緑,青と順次発光させて測定しています.


C3.JPG また白と黒は別の条件で判定しています.赤,緑,青の3色の反射量が大きい場合は白,小さい場合は黒と判定しています.そのため色があっても極端に明るい色は白,暗い色は黒に判定されます.

 

C4.JPG 色確認シートで確認してみてください!

 


C5.JPG●「服装の色にあわせて光る蝶々ネックレス」を100 名様にプレゼント!
 今回紹介した「服装の色に合わせて光る蝶々ネックレス」(チェーンなし)の簡易キットを,抽選で100名の皆様にプレゼントいたします!半完成基板にマイコンをはんだ付け
するだけで完成します.


※プレゼントの応募は締め切らせていただきました.たくさんのご応募,誠にありがとうございました.C6.JPG

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