「ANIPOV」展⽰メモ #MTokyo2019

ANIPOV2019
⾃転⾞が光って絵が出る
2019-08-03,04 Maker Faire Tokyo 2019
Suns & Moon Laboratory
https://www.s-m-l.org
Twitter @mikekoma
Maker Faire Tokyo2019公式
https://makezine.jp/event/mft2019/https://makezine.jp/event/makers-mft2019/m0179/

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https://www.s-m-l.org/mft2019/mftokyo2019_memo_ANIPOV2019.pdf

名称
ANIPOVANIPOVmagic
ANIPOV⼑これは何？
「ANIPOV」
⾃転⾞のホイールにLEDを搭載して、画像や動画を表⽰する装置です。
「ANIPOVmagic」
⼿持ちで魔法陣を展開するためのデバイスです。
「ANIPOV⼑」
ANIPOVの基板とソフト使えば簡単にできるかなと安易に考えて作ったら、凄く苦労してます。後悔しちゃうくらい。

なんで⾒えるの？
物を⾒たときに、短い時間⽬に⾒えたものが残る現象があります。
この現象(残像といいます)のため、LEDの点滅を素早く動かすと、⼤きな画像として⾒ることができます。
(20インチ)17Km/hの時、ホイール回転数は3回転/秒(27インチ)23Km/hの時、ホイール回転数は3回転/秒
LEDが12列付いているので、3回転x12列=36Hz
リフレッシュレートは36Hzになります。
※当然、⾛⾏速度によってリフレッシュレートは変化します。

開発動機
⾃転⾞を買おうと思う→ネットで⾃転⾞探す→LadyAdaのSpokePOV⾒つける。
http://www.ladyada.net/make/spokepov/
特にパックマンの絵で、前輪がモンスター、後輪がパックマンのGIFアニメ、おおっと思った。
ただ、単⾊だったのでカラーのを作ろうと。
ついでにアニメーションしたら完璧じゃないかと妄想して開発開始。

現状
メインCPUをESP-WROOM-32に変更
・WiFi経由で画像データを変更可能になった
LEDをWS2812BのテープLEDへ変更
・LED基板が⼩さくなってかっこよく！
・WS2812Bの転送速度が遅いので、12本別駆動。そのためにFPGAを採⽤。
電源を無線給電に変更
・魔⽅陣や扇⾵機では採⽤していたが、⾃転⾞では今回初・取付には3Dプリンタで出⼒したブラケットが活躍
・展⽰中に電池切れを気にしなくても良い！
・今回AC給電のみなので⾃⾛不可...次回は⾃⾛可能にしたい↓
電源を18650x2に変更。20インチのホイールに電池仕込むの⼤変。

ANIPOV⼑・基板・ソフト踏襲しつつ、電池ボックス内蔵可能に持ち⼿を作成。

ネタ・開発開始と同時にMonkeyLight Proが発表されてやる気無くすも、当時$2,000-だったので、やっぱり作ろうと思い直す。
・最初の基板は、FETが燃えた！で、やる気無くすもMFT3をネットで⾒て俄然やる気を取り戻す。
・当初は⾃転⾞買おうと思って始めたのに、開発にお⾦使ってしまったので⾃転⾞買ったのは結局1年後だった。
・暗い夜道の通勤を楽しくしようと思って開発したのに、会社辞めたので通勤の必要無くなった。
・趣味で作っていたのだが、製品化して販売した。

苦労
LEDが多いので試作するときに実装が⼤変
・捨て基板にLED位置合わせ治具作って凄く楽になった→テープLEDにしてLED実装から解き放たれた・さらにテープLEDにしたのでLED実装から解放された
デバッグがやりづらい
・回転しないと絵が出ないが、回転させるとICEつなげない。
・⾃転⾞に付けてしまうとオシロつなぐとか出来ない。⼀度デバッグの為だけに無線ロガーを作成した。
部品代が⾼い・LEDを⼤量に使うので、部品代が⾼い(aliexpress購⼊で安くなった)

開発
設計・開発

・回路と基板設計はEAGLE
・メカ設計はFusion360
・マイコンのソフトはArduino(ESP32)
・PC側はDelphiで画像作成・変換・WiFi転送のアプリを作成

主要部品

部品は秋⽉,マルツ,RSオンライン,digikey,RS,aliexpressで購⼊
・Main CPU ESP-WROOM-32
・ROM 128Mbit SPI
・LED WS2812B 20個 x 12列(20インチは18個)
・!new! LED駆動⽤FPGA Lattice MachXO2 1200
・PCB製造はPCBgogo,PCBway,P板.com
・3DプリンタはCHIRONとAdventurer3を使⽤

電源

従来は電池で給電していたのを、無線給電にした事により⼤幅な軽量化
無線給電はSeeedの5V1Aモジュール↓!new! 無線給電は取付が⾯倒という事から電池に変更。
18650x2 + DCDCコンバータ(5V出⼒)

CPU

変遷 ATmega→PIC→LPC1114→ESP32
LPC1114はタイマーが32ビットなので時間計測が凄く楽。
ESP32はWiFi使えるので採⽤。Rev0のチップバグにかなりはまった。

LEDドライバ

変遷 LEDドライバ(PWM無し)→LEDドライバ(PWM有り)→WS2812B
⼩型化の為にLEDドライバからWS2812Bに変更。
WS2812Bは明るすぎて電流⾷い過ぎが弱点。が、それを補って余りある価格と⼩型化。

消費電⼒

WS2812Bに変更して消費電⼒アップ
1LED max50mAらしいので、24灯x12本x両⾯⇒0.05x24x12x2=28.8A ええぇぇ...。⽩点灯はさけてるけど怖い…

製品版「ANIPOV」
展⽰物とは違うのですが、2012年に製品として「ANIPOV」という名前で販売しています。(在庫僅少)取り扱いショップ
amazon http://www.amazon.co.jp
BTOS http://btoshop.jp

今後の予定(妄想)さらなる⼩型化
⼩型化を⽬指す理由↓

ヤングキングアワーズ 2018年4⽉号「はやめブラストギア」
いつかスポークだけで出来るようにしたいものですw

動画素材
カウントダウン GO

虹：cue_ink / PIXTA(ピクスタ)

アフリカの草原・サバンナ

ループ：millionreason / PIXTA(ピクスタ)

開発履歴2009-04 開発開始 【ANIPOVキット revA】
2009-08 基板炎上
2009-10 MTMに向けて再開 【ANIPOVキット revB】
2009-11 MTM04にて展⽰
2010-05 MTM05 ⾃転⾞購⼊
2010-09 MOM1【ANIPOVキット revC】
2010-11 MTM06
2011-04 基板改版 【ANIPOVキット revD】
2011-06 Badapple 【ANIPOVキット revE】
2011-10 ニコニコ技術⽂化祭(@東⼯⼤)
2011-11 MTM07
2011-12 【ANIPOV製品版開発開始】
2012-08 MOM2012
2012-10 NT名古屋
2012-10 Nico-tech EXPO2012(@東⼯⼤)
2012-10 NODE WORKSHOP
2012-12 MFT2012
2012-01 【ANIPOV製品版発売 】
2012-12 東京ペディション

2013-03 NT京都
2013-04 にこつく3(ニコニコ超会議2)2013-11 MakerFaireTokyo2013【ANIPOVmini】LPC1114
2014-03 NT京都
2014-04 にこツク4(ニコニコ超会議3)2014-08 Ogaki Mini Maker Faire
2014-10 NT名古屋
2014-11 MakerFaierTokyo2014(ビッグサイト)
2015-08 MakerFaireTokyo2015
2016-08 MakerFaireTokyo2016 【ANIPOVmax】
2016-10 NT名古屋にてANIPOVfan 【ANIPOVfan revA】
2016-12 Ogaki Mini Maker Faire2016【ANIPOVfan revB】
2017-08 Maker Faire Tokyo 2017【ANIPOVfan revB】
2017-09 NT名古屋
2018-08 Maker Faire Tokyo2018【ANIPOV2018,ANIPOV⼑】ESP32,LED駆動をCPUx12
2018-10 NT名古屋
2018-12 Oogaki Mini Maker Faier2018【ANIPOV⼑ mech v2】
2019-05 Maker Faire Kyoto2019 【ANIPOV⼑ mech v3】
2019-08 Maker Faire Tokyo2019 【ANIPOV2019】LED駆動をFPGAx1に変更