ハードウェア開発 - sense. CONNECTの舞台裏

CONNECTでは映像や受付などのソフト面だけではなくハード面も僕らで制作しました。

会場設計

CONNECTを開催するにあたって初期段階でぶつかった壁が、"会場作るのかなり難しい"ということです。会場は大学の教室ですが、そこに様々な設営を施して非現実空間を作り出していきます。映像、制作やデザインといったメインコンテンツを引き立てるためにもしっかりとした会場を作って行かなければならないのです。壁とか照明とか。

そんなわけで会場設計・制作を担当した加藤です。
人生で壁など制作経験が無く、何から始めればいいかわかりません。
例えばテレビ番組で使われているような大掛かりなセットがどんな素材で作られているか考えたことがありますか？？
調べるとあのようなセットの内側には木枠が組んであるそうです。
確かに木で作っちゃえば加工も比較的容易だし価格も抑えられるのではなかろうか、、、

ということでパソコン上で木枠の設置をシミュレートし、、、、

本数を算出、、、、、

買っちゃいました。

なんとなく覚悟はしていたものの、トラックに積まれた豪快なる木群にどよめきが起こる一同。

倉庫に搬入している様子。

現場作業なんて素人ばかりだったのですが、数をこなしていくうちにどのメンバーもみるみる腕が上がって行きました。けたたましい速度で壁が出来上がって行きます。
メンバー総動員の甲斐もあり、27枚の壁制作の作業がわずか3日で完了しました。

並べて収納するとかっこいい

当日は早い段階から中止が決まり、彼らすべてが教室に並ぶ姿を見ることはできなかったのが心残りですが、実際に自分たちの手を動かすことで得た経験は非常に色濃いものとなりました。
恐ろしく電動工具等の備品が増えましたし今後sense.建築作業部への展開が考えられるかもしれません。

自動改札

入り口に近未来的なゲートがあって自動認証で開いたりなんかしちゃったらめっちゃロマンだよね
senseのメンバーには機構作れる人も内部のシステム作れる人もいるので夢のある認証ゲートシステムが作れちゃうのです。

システムはさっぱりですが機構の設計・制作ちょっとだけできます加藤です。
今回の自動改札では限られた予算の中で如何にカッコよくロマンある物が作れるかを重点において設計しました。

制作にあたりやはり一番に連想するのが駅においてある自動改札機。ゲートが開く機構もシンプルで再現はしやすそうなのですが、そのまま再現するだけではちょっとカッコよくないのでゲートの部分を少し工夫して、、

光る棒をたくさん追加しました。
これならアクリルパイプの中にLEDを仕込むだけで実装可能なので、比較的安価かつ簡単に実装できますね。後はその他電飾や光り方のパターンを決めて行き、

いよいよ実装。

木材、アクリルパイプ、アルミ板、LED、モーター等購入して、、、

自宅にて組み立て開始。

これで概形は完成。こうやって置いてみると結構な存在感あります。

ここから配線を行って、
通電させると、、、、

かっこいい！！！！！

遂に……遂に…自動改札機動いたぁああああああ！！！！！！！！！#sense_connect pic.twitter.com/Sw6yIxdB6F

— sense.｜デジタルクリエイティブ集団 (@senseartjp) October 7, 2019

これはもう踊ってしまいました。

電気制御

こんにちは！ハードウェアの電気系統を担当した飯森優斗/ Masato Iimoriです。CONNECTでは自動改札機の配線、はんだ付け、自動改札機の制御を担当しました。自動改札機の制御はArduinoで行っています。具体的にはQRコードリーダーの情報がRaspberry Piからデータベースで照合され、Raspberry Piからシリアル通信で人数などのデータが送られます。そしてArduino側でその任数にあった時間開くように指示をしています。Raspberry Pi側の詳しい処理はソフトウェア編をご覧くださ

工程は簡単な回路図を作成し、ブレッドボード上で回路を組みテストをして、制御を試し、半田付けという流れになっています。回路図と言っても今回の自動改札は複雑ではなく、同じようなものが複数ある形なので簡略化したものメモとして書いたくらいです。

最も大変だったのは半田付け。回路自体はシンプルなのですが、その数が多くとても時間がかかりました。また配線などもとても苦労しました。また半田付けの作業なのに、深夜に熱収縮チューブがないことに気づいたりなど様々なミスもありました(深夜2時のツイートに反応して熱収縮チューブを貸してくれたのんたんさんには感謝しかないです)。このような大掛かりなものは今まで作ったことがなく、他にも様々な反省点が見つかりました。例えば、線をすべて作業場所で半田付けなどしてしまったため、運ぶ際に自動改札をうまく左右に分割して運搬できなかったり、運搬中に部品が取れてしまったりなど様々な問題が起こりました。改善点の例として次回からこういったものを作る際はコネクタを付けて取り外しと管理を容易にすることなどが挙げられます。

上の写真は点灯テストをしている様子です(とてもごちゃごちゃしていてお見苦しいですが)。

さて反省に話がそれてしまいましたが、自動改札に利用しているLEDは光の広がり方にこだわりがあります。パイプの個所のLEDは照射角が狭いものを利用してパイプの先まで光が届くようにしています。反対に自動改札の左右に取り付けられているLEDは照射角が広いものを使用して美しく光るようにしてあります。また電力はなるべく手持ちのもので済ませたかったため、Arduinoを2台使っています。1台は制御に、もう1台は電源を9vACアダプターを使いコンセントからとり、Vinピンから9Vを供給しました。1台のみでVinから電源供給を行うと使ってるものが非純正だったためかシリアル通信をしている際に供給がとまるというエラーがあったため2台のArduinoを使用しています。

自動改札の制御は先にも述べたようにArduinoを用いました。利用した理由としては僕や加藤が使い慣れているため、Raspberry Pi側のコードを下手にいじることがなく開発することができるためです。制御はいたってシンプルでRaspberry Piから来た信号に合わせて色が変わり開閉しています。ゲートが開く際は左右に取り付けられているLEDが順番に手前から奥へ向かって順序良く赤色から青色に光っていきます。そして来場者の目が先へ行ったところでゲートのパイプの色が赤色から青色に代わり開きます。

完成した自動改札は一般に公開されることなく廃棄となってしまいました。しかし、そこからたくさんのノウハウを得ることができました。sense.の次回の作品にご期待ください。