4代目、5代目への新入力方式の搭載

Index
　１　概要
　２　静電容量センサについて
　３　製作
　４　実装
　５　テスト・後処理


注意
※本稿は未だ麦粉個人で書き上げた文章なので色々修正・変更がなされる場合があります。
１　概要

　前回、４代目・５代目のメンテを行ったわけですが、
　反応具合はイマイチでした。
　その後、接触端麺をヤスリで削った所、反応はよくなりましたが、まぁ毎度の如くマイコンが落ちるし、ロングノートが安定しない・・・
　機械的接点だから仕方ないね。
　そこで、前々から計画されていたのが「静電容量センサ」の搭載。
　今回、今時期にして、ノリと勢いで材料が揃えられ、プロジェクトが進められた。

　今回のプロジェクトは首謀者にポチ氏、補佐に水飴氏と麦粉の３人で行われた。


　静電容量センサとは、
　モノ自体は、字の如くコンデンサ。
　要は、コンデンサの静電容量の変化を測るセンサです。
　コンデンサについて知らない人は基本だけでも調べておくと後々幸せになれるかもしれません。

　可変容量コンデンサに、(古い)ラジオとかに使われるバリコンとかがあります。空気コンデンサとも言いますかね。
　あれは、ツマミを回すと容量が変化します。
　中身は半円の金属板が互い違いに並んでるもので、平面的に見て重なってる面積が容量に相当するものです。

　で、今回は変化をスイッチとして利用するので、ツマミを回してＯＮ-ＯＦＦなんてものは使えません。
　ではどうやって容量を変化させるか。
　コンデンサの容量は、金属板の面積と距離に依存しますが、詳しい式などはここでは愛割します。
　面積を変えるのはさっきのバリコンが該当します。
　ということは距離を変化するようにしてやればいいんです。

　コンデンサは通常、金属板の間に誘電体なる絶縁体が挟まれています。
　セラミック（陶器）なら、セラミックコンデンサ
　紙なら、フィルムコンデンサ
　電解質なら、電界コンデンサ
　といったように、間に挟まれるモノの誘電率εによって容量は様々で、用途・特性に応じて色々なコンデンサがあります。
　ですが、今回は容量が変化さえすれば良いので中身は気にしません（←
　そこで、金属板の間にスポンジゴム（スポンジとゴムの中間みたいなモノ）を挟んで踏んでやれば金属板の距離が変化し、容量が変わる訳です。
　その容量の変化の差をとってやればスイッチとして出来上がり。となります。
２　静電容量センサについて

　さて、踏むことで容量が変化するコンデンサを作るのは簡単です。
　ですが、その容量を測ってやらないとスイッチとしてはつかいものになりません。

（以下執筆中、もとい水飴氏の文書化待ち
３　製作

　設計思考が出来上がった所で製作の開始です。
　３人でやれば作業進行速度も約３倍だね！

　まず、上下の金属板となる廃基盤を切っていきます。
　廃基盤を切り出すポチ氏↓
　　

　某はと言うと、間に挟む銅板を切っていきます。
　切り出して思ったのが、銅はアルミより粘度が高いせいかカッター切断には向いていないということ。
　まぁ気にせず新刃新刃とポキポキ折りながら切っていきましたけどね（←
　　

　水飴氏はポチ氏が切った基盤に半田付け接続とスポンジゴムの貼り付け
　４隅分でこんな感じ
　

　切り終わった銅板にマイコンへの接続線を半田付けしていきます。
　

　準備が整ったのでセンサを組み立てていきます。
　上記で既にスポンジゴムを貼ってましたが、４つ繋がってる「底」側にスポンジゴムを貼ります
　

　その上に強力両面テープを貼り付けます。
　強力両面である理由は、「厚みがある」からです。
　まぁスポンジゴム側に厚みがある必要は無いんですけどね。
　

　銅板を貼り付けます。
　

　こっち側に厚みの意義有り。
　さらに強力両面テープを貼り・・・
　

　基盤でぺったんこーと貼り付けて完了
　

　同様に残り３つも仕上げます。
　

　横から見るとこんな感じ
　

　で、一応センサは出来ましたが、銅板貼り付けの時点で、この構成は「容量の変化度合い」に疑問を抱いていたのですが
　お二方は気にせず着々とやってたのであまり深く考えてはいませんでした。
　まぁ問題になったときに考えよう。　動いたらそれでいいや。
４　実装

　出来上がったセンサを本体アケコンに組み込みます。
　今回は、今ポチ氏＆水飴氏が作りかけている新アケコンより、５代目に組み込んだほうが早いってことで、５代目に組み込みます。

　センサの位置は、金属接点の所が個人的にいいと思ったんですが、ちょっと面倒そうだったので
　スポンジゴム部分に設置することにしました。
　まずはスポンジゴムの取り外しと掃除（笑）ですね。
　

　大体こんな感じに設置されます。
　

　センサ制御のマイコンに配線していきます。
　

　でもってプログラムの書き込み中・・・
　

　よし、出来た！と思ってセンサ部分を押してみると、どうも思い通りに動いてくれない・・・
　なんでや、とオシロで観測しようとしたらＧＮＤが繋がってない？
　どっかで切れてるんかなと思いつつ、テスターでどこで切れてるか調べていくと、
　繋がっているはずの同一基盤の端同士で繋がっていない！？
　で、あけてみると・・・
　
　基盤の！　ド真ん中に！　パターン（切れ目）がっ！ｗ
　通りで繋がらないわけでｗ
　しかも、このど真ん中パターン基盤が多数出てくるという始末・・・ｗ
　とりあえず手軽にハンダでブリッジさせて接続
　気を取り直して動作確認するとなんとか動いた

　ということで、残りの３つも実装していきます。
　　

　ここで、信号の伝達が、機械接点（スイッチ）から1/0信号に変わるので信号線と制御回路の仕様変更
　

　あとは、ソフト側で感度調整をして完成です。
　
５　テスト・後処理

　さて、とりあえず完成した所で実際に遊んで見ます。

　と、1曲目に早速「←」がおしっぱ状態に・・・
　センサが結果的に厚くなってしまって、パネルとはめてる状態が既に若干押さえつけてる状態だからかな
　パネル止めを緩めて２曲目に挑戦すると、次は「↓」が・・・
　こんなループでこの日は諦めて後日調整ということにした。


　後日ふと部室に立ち寄ると水飴氏にこんなものを渡された
　

　これをね、削ってくれとｗ
　パネルを光らせるためのＬＥＤで、頭を削ることによって光が拡散するようにだと
　　
　これを計16個。
　これで１パネ分

　実装するとこんな感じ
　　
　それでもまだ光の点が目立つけど、許容範囲だろう。
　少なくとも某個人的には別に光らせるつもりは無かったんだが・・・ｗ

　こっちは青色の方
　なんか色々カオスｗｗｗ
　　


　さて、問題のセンサの方は、水飴氏がこの用途にあわせてプログラムを改良してきました。
　詳しくは、水飴氏が文書化してくれないと書けないが、
　パネルの方に電源投入時に、センサの状態を初期値とするようにした？ようです。
　あとは感度の調整・・・みたいな

　これにより、まともに遊ぶことが出来るようになったので、これにて完結