DIYクラウドコスチューム: LEDストリップ、Arduino Nano & SparkFunパーツで光る雲に

必要なパーツと用品

パーツ	数量	備考
SparkFun DCメスバレルジャック	1
SparkFun LED RGBストリップ - 5Vアドレサブル、密封型 (5m)	1
Arduino Nano R3	1
SparkFun プッシュボタンスイッチ 12mm	1
SparkFun DCオスバレルジャック	1
バッテリーホルダー 5V	1
コンデンサ 1000μF	1
抵抗 330Ω	1
30インチペーパーランタン	1
ポリフィル (綿)	1
No-Burn 布用難燃スプレー	1
バッテリー充電器	1

必要な工具と機械

グルーガン (汎用)
ハンダゴテ (汎用)

プロジェクト概要

このプロジェクトはShawn Hymellの「クラウド接続クラウド」チュートリアルから派生したものです。

家やオフィスの照明器具として、ふわふわの雲が吊り下げられているのを見たことがあるかもしれません。これを着用可能なウェアラブルにアレンジします。そう、巨大でふわふわの雲型ウェアラブルです。クラウド接続ではありませんが、ボタンでパターンを切り替える方式で、こちらの目的には実はより適しています。

材料を揃える

DIYクラウドコスチューム: LEDストリップ、Arduino Nano & SparkFunパーツで光る雲に

手持ちのArduino Nanoを使用。新しいものを買う前に古いハードウェアを使い切るのが好きなので。

回路

回路はUSBモバイルバッテリー(図示せず)をArduinoに接続。5V LEDストリップにはグランドと電源間に1000μFコンデンサ、330Ω抵抗を介してArduinoピン6に接続。ボタンをピン3に接続。

バレルジャックは電源に接続。バレルジャックには極性の違いがあります。私が使ったもの(SparkFun製と思われる)は以下の接続：

お手持ちのものは中心ピンをグランドにする必要があるかもしれません。

プロジェクトの電源

着用型なので、2つの携帯用5V電源を用意。LED用に単4電池4本ホルダー、Arduino用にモバイルバッテリー。Nano 3.0を使用。

ドキュメントによると：

使用するモバイルバッテリーは1アンペアで調整済み。5V出力なので問題なし。

LEDの電源

LEDとマイクロコントローラーを別電源で駆動。マイクロコントローラーにはシンプルなバッテリーパック、LEDには単4電池4本ホルダーを使用。

LEDに給電する方(矢印が「離れる方向」を向いている側)に、8〜12インチの3線コネクタをハンダ付け。

なぜLEDのグランドと電源の間にコンデンサが必要？

NeoPixelを大容量電源(DC「ウォールワート」や大容量バッテリー)に接続する前に、コンデンサ (1000μF、6.3V以上) を+と-端子間に追加。ストリップが引き起こす急激な電流変化をバッファーします。

なぜデータピンから330Ω抵抗が必要？

Arduinoデータ出力ピンと最初のNeoPixel入力の間に 300〜500Ωの抵抗 を配置。抵抗はNeoPixel側のワイヤー末端に、マイクロコントローラー側ではない位置に。一部製品は既にこの抵抗を内蔵…不確実なら追加しても害はありません！

なぜボードから電源のグランドへグランドワイヤーが必要？

マイクロコントローラーとNeoPixelが別電源(それぞれ別バッテリー等)の場合、両者の間にグランド接続が必須です。

コンデンサと抵抗を省略するとLED寿命が大幅に短くなります。青色LEDが最初に死んで退屈な赤と緑だけになるでしょう。ベストプラクティスを守って苦労と醜い色を避けましょう！

回路でトラブルがあれば、Adafruitの完全なNeoPixel Uberguideのベストプラクティスを参照: https://learn.adafruit.com/adafruit-neopixel-uberguide/best-practices

電池はパーティーが終わるまで持つ？

300ピクセル、ピクセルあたり約20mAと見積もると：

300 NeoPixels × 20mA ÷ 1000 = 6アンペア

標準的なアルカリまたはNiMH単4電池は2〜3Ah。4本で8〜12Ahなので、約1.5〜2時間持つ計算。予備電池が必要です。

実際の結果は異なる場合があります。

私の場合はチェイシングパターンで消費電力が少なかったため、午後7時から深夜まで持ちました。

長持ちさせる工夫

ホットグルーが長持ちの秘訣。初回パーティーで6時間ほど激しく踊ったら回路基板が落ちて壊れました。2回目再作成時は全ワイヤーをホットグルーで固定。基板もウエストポーチに入れました。

雲の制作

回路ができたら難関の雲制作。ペーパーランタンに枕用綿を接着して、ハロウィンパーティーで耐えられるようにする作業です。

ペーパーランタンの上下からワイヤーを取り除き、上部の両側に4インチの切り込みを入れて折り返し、腰が通せる大きさの穴を作って接着。下側も同様に繰り返し。

ポリフィルを小さく裂いてひねり、面白い形に。ランタンにしっかり接着。指を火傷しないよう手袋着用推奨。ホットグルーガンは私が最も頻繁に怪我するツールかもしれません。

ランタンの全面を覆う必要はありません。ポリフィル1袋で十分。厚みを変えて綺麗なふわふわ感を出すとLEDと相性が良いです。

ストラップ用にゴム紐を2本、1フィート(約30cm)ずつカット。これである程度バウンスします。短く見えますがゴムはよく伸びるので雲は腰の辺りまで下がります。ストラップの両端をランタンのワイヤーサポートに結び、上部から2-3インチ下の位置で約6インチ離して固定。接着剤も少量追加。両腕があれば反対側も同様に。上部のワイヤーサポートには結ばないでください(引き抜かれます)。

LEDストリップを内向きにコスチューム内部に接着。5メートルで3周でき、綺麗に見えました。

認めますが、8時間踊り続けたら私のコスチュームはボロボロ。2回目のパーティー用にもっとたくさんのグルーで再作成しました。

難燃スプレーをコスチュームにかけるのを忘れずに！ ショートしたときに燃え上がるのは避けたいです。