メディアデザインウィーク2014
「フィジカル・コンピューティング」ワークショップ
13:30-14:00 スケッチングとシステムの拡張について
長嶋洋一
インスタレーションやインタラクティブ展示とは
- 時間の関係で過去の作品事例の紹介は省略しますので、後日、以下のリンクを参照して下さい
- 出来たて楽器を使ったパフォーマンスは本日18時からご覧下さい(^_^)
- 参考資料リンク集
GainerでPCと実世界を結ぶ
- Gainer - PCと実世界とのインターフェース
- Max, Flash, Processingに対応
- いくつもの動作モードがある
- 「+5V」系
- 詳しくは小林さんのgainerサイトをどうぞ(^_^)
Arduinoでスタンドアロン動作
- PCナシで閉じたシステムを実現
- 外部インターフェースにはXBeeが使える
- アナログ入力6ポート
- ディジタル出力6ポート
- PWM出力6ポート
- MIDI送信は出来る
- MIDI受信は出来ない ※データを落とすのは音楽用途には致命的(^_^;)
- 「+5V」系
- 詳しくはArduinoサイトをどうぞ
代表的な5種類の入出力とその対応法
- ディジタル入力
- 電源/信号電圧(H)とGND(L)とのいずれかをとる
- ディジタルICの出力を接続する
- スイッチを使う場合にはpull-up回路を使用する
- クロック(周波数)出力タイプのセンサは低周波数なら対応可能
- アナログ(電圧)入力
- 電源電圧とGNDとの間の電圧を連続値として入力
- 規定範囲外の電圧は素子破壊するので厳禁(保護回路)
- サンプリング時間に注意(→S/H)
- 電源供給・電圧出力型センサは直結
- 電圧生成型センサもレンジを検討して直結
- 抵抗値が変化するセンサは分圧抵抗を使用する
- 交流信号は規定範囲に変換する回路が必要
- ディジタル出力
- 電源/信号電圧(H)とGND(L)とのいずれかを出力
- LEDのドライブは電流供給能力に注意
- LEDのドライブには正論理と負論理がある
- モーター/リレー等は専用のドライバ素子を使用
- 「R-2Rラダー」を使用するとアナログ電圧出力できる(ビット数の精度で)
- 疑似アナログ(PWM)出力
- LED点灯でMaxとゼロの中間値を表示する
- 細かく時分割したON/OFFの比率(デューティ比)を制御 - PWM Pulse Width Modulation
- モーター等には適さない
- 最小値あたりでチラチラして、最大値近くでは視覚的には飽和する
- アナログ電圧出力
- GainerやArduinoでは出ない
- AKI-H8では出る
- ディジタル出力に「R-2Rラダー」を使用すると出来る
- 電圧制御システムのコントロール用に使用
「多数」の入力/出力に拡張する方法
- スリーステートゲート : ディジタル入力の拡張
- ここの「13. ディジタルIC回路」を参照下さい
- 入力をスルーするだけのバッファゲート
- 制御入力Gにより出力禁止にすると、出力がハイインピーダンス(絶縁)状態になる
- 多数の出力を結線することが出来る、ただし出力が許可されるのは必ず排他的にどれか一つだけ
- 74HC245
- ラッチ : ディジタル出力の拡張
- ここの「13. ディジタルIC回路」を参照下さい
- 入力はクロック入力CKの立ち上がりで保持(記憶)されて出力される
- CKが変化しなければ入力は変化しても出力は変わらない
- ある信号線を多数に分配してそれぞれ必要なところでラッチすることで多重化
- 74HC574
- デコーダ : 多チャンネルを管理するカギ
- 8ビット等のまとまりを1つのアドレスとして管理
- アドレスの2進状態を解読して排他的な選択信号を与える
- 一般的に負論理である事に注意
- 74HC138
- アナログスイッチ : アナログ入力/アナログ出力の拡張
- 規定範囲内の信号電圧であることを厳守する
- 半導体スイッチなので抵抗がそこそこある事に注意
- 簡単なシステムではとても重宝する
- 74HC4053