くらげアクアリウムの仕組み(前編)

   

こんにちは! ShibaLabのPIC MANです。

今回は2016年芝浦祭で展示した「くらげアクアリウム」の仕組みについて解説したいと思います。

まず初めにくらげアクアリウムとは?

くらげアクアリウムは芝浦祭で展示してあったくらげに見立てた電球の色をスマートフォンPCなどから好きな色に変えることができる作品です。実際に操作している画像がこちら↓↓

スマートフォン上からこんな感じのサイトへサクセスしてもらうと、床に置いてある5つの電球の色をそれぞれ好きなように操作することができます。色の三原色であるの成分をスライドバーで調節し、色を変えるクラゲをチェックボックスから選んで決定ボタンをおすと色が変わります。

またどこかの電球の色を変えると、壁にプロジェクターから投影されているクラゲの色が変わり増えてゆきます。

増える緑のクラゲ

増える赤のクラゲ

 

暗いところなので写真がぼけてますが許してください…

くらげアクアリウムのしくみ:概要

さてこのくらげアクアリウムですが、大きく分けて3つの部分に分けることができます。

操作画面(WEBサイト)を提供し、色データの保存・提供を行うサーバサイド、色データを呼び出し出力する電球サイド、プロジェクターでクラゲの増えるエフェクトを表示する映像サイドです。

このうち、僕はサーバサイド電球サイドの部分を担当しました。今回は上記二つ仕組みについて説明していこうと思います。

ちなみにくらげ増殖の映像はUnityを使って.okaくんが作りました。

はじめに色を変える際の概要を図にしてみました。

  • スマホ①などからWEBサイト②へアクセスし色データを送信する
  • サーバ②は色データを保存し、親マイコン④から要求があったときにデータを返す
  • 親マイコン④はインターネット経由でサーバ②からデータをもらい、電球に入っている子マイコン⑤へデータを配る
  • 子マイコン⑤はデータをもとにLEDの色を変える

といった流れになります。

くらげアクアリウムのしくみ:使用機器

今回利用した機器はこんな感じです。

Arduino UNO

https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

  • Atmel社のAVRマイコンを用いた初心者でも使いやすいマイコンボード
  • 子マイコンとして利用、各電球に1個ずつ使用
  • 親マイコンからのデータをもとにフルカラーLED(NeoPixcel)を制御

NeoPixcel

  • フルカラーLEDとして利用
  • 各電球1個につき8個のLED(写真の物を5本用意)
  • 信号線1本で複数のLEDを自由に制御できる

Twe-Lite

  • 無線通信機
  • 親マイコン(Raspberry Pi)と子マイコン(Arduino)の通信に利用

Raspberry Pi

https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b/

  • Linuxが走るArduinoより高性能なマイコン(シングルボードコンピュータ)
  • 親マイコンとして利用
  • サーバへインターネット経由でデータを取りに行く
  • サーバからもらったデータを子マイコンへTwe-Lite経由で配信

レンタルサーバ

  • WEBサイトの提供
  • 送信されたデータの保存と配信
  • (画像はイメージです)

スマートフォン

  • 色の操作に利用

その他電材

  • ブレッドボード
  • ジャンプワイヤー
  • モバイルバッテリー
    • 電球内のArduino用電源

といった感じになっています。

さて次に回路とソフトウェアの解説を…と思ったのですが記事を書くのが疲れてきた大分長くなってきたので、それらは後編に書きたいと思います。

次回の更新でまたよろしくお願いします。

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