この記事は Adafruit Learning System の Firewalker LED Sneakers チュートリアルの翻訳です。
写真や回路図などは、Adafruit のサイトを参照してください。
概要
URL http://learn.adafruit.com/firewalker-led-sneakers/overview
足下をライトアップしよう！LEDストライプとAdafruitのウェアラブルエレクトロニクスプラットフォームFLORAで、ハイカットスニーカーを最先端のスタイルに。このスニーカーは、踵部分のベロスタット歩行センサーを使って、歩くたびに燃えるようなアニメーションを描きます。
このプロジェクトは、Phillip Burgess aka Paint Your Dragon とのコラボレーションです。すてきな写真は John de Cristofaro が撮影してくれました。Risa Rose によるプロジェクト協力、そしてAnamanaguchi のAri がモデルをしてくれました。
必要なもの
スニーカー1足につき、必要なものは以下の通りです。
その他にも:
- 目の細かい紙ヤスリ
- セロハンテープ
- Permatex 66B 接着剤 (または、LEDのシリコンカバーと靴の素材を接着できる接着剤なら何でも)
- チャコペン
- 普通の糸
導電糸とセンサーを縫い付けるために針を使います。
LEDストリップの取り扱う時はニッパーとワイヤーストリッパーを使います。
よく切れるハサミがあると裁縫が楽しくなります。
*注）ここに書いてある以外にも必要なもの
ハンダごて、ハンダ、ハンダごてを拭くスポンジ、10センチ程度の導線6本
回路図
*注）図は上のリンク先を参照してください。
ベロスタットセンサー（次のステップで説明します）はグラウンド（GND）と、D9と記載されたパッド（このパーツはA9でもあります。アナログインプットとして使用します。）に接続します。
LEDストリップ DIN -> FLORA D6
LEDストリップ +5V -> FLORA VBATT
LEDストリップ GND -> FLORA GND (どれでも)
単4電池パックはFLORAのJSTコネクターに接続し、靴紐の下にしまいます。
ベロスタット歩行センサーを作る
URL http://learn.adafruit.com/firewalker-led-sneakers/make-velostat-step-sensors
踵のかたちに切り抜いたベロスタットに、ループ状にした導電糸をテープで貼付けます。電動糸の片側はベロスタットから45センチ以上はみ出るようにします。
反対側の足用に、同じようにベロスタットを切り抜き、導電糸を貼付けます。
ベロスタットをひっくり返し、裏側にも導電糸をループ状に貼付けます。糸の長い方は、表側と同じようにベロスタットからはみ出るようにしますが、表の糸と裏の糸との間隔は5センチ以上開けるようにします。
回路のテスト
3本撚りのリボンケーブル*をNeoPixel LED ストリップ基板のパッドにハンダ付けします。
*注）私たちは3本撚りではなく、普通の導線を使いました。
回路図を参照に、センサーとLEDストリップをアリゲータークリップで接続します。FLORAに、以下の通りサンプルコードをプログラムします。このコードでは自作センサーの測定*ができます。
*注）このサンプルコードがプログラムされた状態でセンサーをテストすると、Arduinoのシリモニターアルでセンサーが動いているかどうか確認できます。
Arduinoのシリアルモニターを開き、ガムテープやプラスチックのコップなど丸みのある物でベロスタットセンサーを押します。スクリーンにセンサーの値が表示されます。
回路には60個のLEDが接続されているので、USBポートから出力する電力が足りない場合もあります。私たちのパソコンでは、オンボードUSBポートからは60個光らせることができましたが、キーボードのUSBポートからはできませんでした。
以下のプログラムは、どのUSBポートからでもテストできるよう、LEDストリップの最初の10ピクセルだけが光るようにコーディングされています。
*注）実際のコードは上記URLからコピーできます。
センサーをFLORAに縫い付ける
まずは靴のどの位置にFLORAを縫うか決めましょう。私たちはハイカットの上の部分を選び、今回使用しない2箇所のパッド（D12とSCLがちょうど良かったです）に普通の縫い糸を通して縫い付けました。
センサーについている導電糸の一方を針に通し、踵に近い位置から靴に縫い付けていきます。もう一方の導電糸も同じように縫い付けます。2つの導電糸は、あまり離れないように縫い付けてください。
糸をピンと貼って、センサーを踵に固定します。私たちはセンサーを靴の中敷の下に設置しました。
もしも靴の素材が固く、縫い付けるのが大変な場合、ワイヤーストリッパーで針を掴むと縫い付けやすくなります。
それぞれの導電糸をFLORAの近くまで縫い付けます。外から糸が見えるのが嫌な場合は靴の素材にかくれるように縫います。
回路図を参照に、一方の糸をFLORAのGNDパッドに、もう一方をD9パッド（アナログインプットとして使用）に縫い付けます。
導電糸は靴の内側で玉結びにし、結び目を接着剤などで固定し、余った糸を切ります。
これでセンサーのテストができます。長めのUSBケーブルでパソコンと片方の靴を接続し、Arduinoのシリアルモニターを開きます。歩くたびにセンサーの値が変わることに気付くでしょう。もう片方の靴も同じようにテストします。
Neo Pixel LED ストリップを靴に接着する
URL http://learn.adafruit.com/firewalker-led-sneakers/attach-neopixel-led-strip
LED をしっかりと接着できるよう、ソールのつるつるしたゴムの部分に紙ヤスリをかけます。
ソールを完全にきれいにするため、ゴム部分の表面をアルコールで拭き取ります。LEDストリップの裏側も同じように拭き取ります。
できるだけ靴を曲げてみます。チャコペンで、一番曲がっている箇所をマーキングします。チャコペンでマーキングした箇所には接着剤をつけないようにします。
靴の外側、内側、両方とも同じようにマーキングします。
汚れても大丈夫なように、作業スペースに不要な紙を敷いて、ゴム手袋を装着します。誤って接着剤をこぼしてしまった時のためにペーパータオルも手の届くところに置いておきましょう。
のり付けの際に輪ゴムと爪楊枝も使います。
踵の内側部分から、靴のソールに少量の接着剤をつけ、LEDストリップを貼っていきます。
踵の周囲に接着剤をつけていきます。必要であれば爪楊枝で接着剤を広げてください。
LEDストリップを付け、上から輪ゴムで固定していってください。
チャコペンでマーキングした箇所の間は接着剤をつけないでください。そうすることで、靴が曲がったときにLEDストリップがソールから浮くようになります。LEDストリップは横に曲がるようにできていないので、靴に固定されてしまうと、靴が曲がった時にストリップ内の回路が割れてしまう可能性があります。
引き続き全体に接着剤をつけていきます。歩く時に曲がるところは避けるようにしてください。
接着開始地点に戻ったら、ワイヤーストリッパーを使ってLEDストリップを切断します。
防水のため、LEDストリップのシリコンカバーの切断面に接着剤を少量付けて密封し、接着剤が完全に乾くまで、およそ24時間、輪ゴムを使って固定します。
ファイヤーウォーカーコード
サンプルコードで靴をテストしたら、燃えるように輝くアニメーションを描くようアップグレードしましょう。以下のコードをコピーし、Adafruit のArduino IDE を使ってあなたの靴のFLORAにプログラミングしましょう。
*注）実際のコードは上記URLからコピーできます。
履いてみよう！
Neo Pixel LEDストリップは防水ですが、FLORAの回路はむき出しなので、もしも雨が降ってきたら脱いでくださいね。
靴の曲がるところを避けてLEDストリップを貼付けましたが、LEDストリップに圧力がかかりすぎると割れてしまうので、長持ちさせるためには気をつけて着用してください。
