サーボコントローラにはPCA9685を、ミラー駆動用のサーボにはSG90×16を使用します。
サーボ一つで一つのピクセルを動作させるため、PCA9685ひとつにつき4×4pixelのサーボアレイを構成し、1display unitとしています。
I used PCA9685 as the servo controller and SG90 x 16 servos for mirror control.
To operate one pixel with one servo, we configured a 4x4 pixel servo array for each PCA9685, considering it as one display unit.
最終的には16ユニットを4行4列のマトリクス状に配置して16×16=256pixelのディスプレイを構成しました。
ディスプレイの制御にはM5SickVを使用しています。M5StickVはカメラ搭載、I2Cポート有り、micropythonにて画像処理も可能と、今回の用途には使いやすい機能を保有しているためです。
制御系の接続はシンプルですが、256個のサーボが大きな電力を消費する為電源系は入念に強化しています。12V30A出力AC-DCコンバータから16個のDC-DC降圧コンバータに12V電源を供給、DC-DCで5.5Vに降圧し5FのEDLCでバックアップしてピーク電流に対応しています。
M5StickVのI2C Busに16個以上のデバイスを接続するとエラーが発生することが判明しました。 M5StickVはカメラ画像の取得やアニメーションの合成を行い、Raspberry Pi PicoにUARTで画像データを送信。Raspberry Pi PicoのI2C Busを二本使ってディスプレイ表示を行う様にシステムを変更しました。
In the end, we arranged 16 units in a 4x4 matrix, creating a 16x16=256-pixel display.
For display control, we are using the M5StickV. The M5StickV features a built-in camera, I2C ports, and supports image processing in MicroPython, making it well-suited for this application.
While the control system connections are simple, powering 256 servos requires careful consideration. We have reinforced the power system by supplying power from a 12V 30A output AC-DC converter to 16 DC-DC buck converters, which step the voltage down to 5.5V. We've also included 5F EDLC capacitors for backup to handle peak current demands.
It has been discovered that an error occurs when connecting more than 16 devices to the I2C bus of M5StickV.
The M5StickV is used for capturing camera images and synthesizing animations, and then it sends image data to the Raspberry Pi Pico via UART. The system has been modified to use two I2C buses on the Raspberry Pi Pico for display output.
※最新状況 更新 :8/18 Latest Update - Updated on August 18th
現在、疑似カラー化用レンチキュラーレンズプレートを開発しています。 Currently, we are in the process of developing a lenticular lens plate for pseudo-colorization.
歪みが出てたり工作精度が甘かったりしますが、自作レンチキュラーレンズで概ね狙った感じの効果が出せました。
— airpocket (@AirpocketRobot) August 16, 2023
2mmと4mmピッチを試作して視覚効果は2mmピッチの方がいいけど、精度がシビアで歪みやバラツキ大きくなるなど問題も多いので悩ましい。#メカニカルディスプレイ#マウザーアワード pic.twitter.com/2eQYU0BjWB
詳細はelchikaさんにアップしています。 I have uploaded the details for Elchika
YouTubeで紹介させていただきました!
https://youtube.com/live/PyXM0EITzZ0
<最終審査員が選出>栗原さん:想像が楽しい作品。鏡のバージョンが特に好きで、映像と情報をどう扱うかを考えたくなりました。
1次元の回転制御で実現できる多彩さに感動し、物理原理を活かした探究心に心を打たれました。(講評を事務局が代筆)
大型のメカニカル ディスプレイ マトリックスです。これは非常に大きなプロジェクトです。16×16 サーボによって駆動されるこのようなアレイには、電源や周波数変調などの機能も含め、多くの制御アルゴリズムと多くのエンジニアリング上の問題が含まれます。レイアウト全体も非常によく設計されており、強力な設計能力と実践能力を備えています。