causal SW拡張ユニット:トリガーSW出力対応LED controller

完成 2025.01.19 公開（2025.01.22 更新） © CC BY 4+ visibility311

完成 © CC BY 4+

2025.01.19 公開（2025.01.22 更新） visibility311

causal SW ver2のトリガーSW出力に接続するLED controller。
causal SWは標準のままで、センサー入力の都度音に加えて10種以上のLEDパターンのいずれかが点灯。

link https://sunshine150.wixsite.com/kzjs

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動画

開発素材: デバイス

causal SW (コーザルスイッチ)

システム構成

causal SWに搭載されている回路基板PCBのver2.改訂版を前提に説明しています。
このリンクで、causal SW関連ProtoPedia作品一覧をご覧いただけます。

causal SW 拡張ユニット：トリガーSW出力対応LED controller

causal SW本体のトリガーSW出力ジャックに、本拡張ユニットトリガーSW出力対応LED controllerを、3.5mmミニジャックケーブルで接続すれば、センサー入力に対し、音に加えてLEDの光でも応答するようになります。
いわゆる「スイッチ教材」に接続するスイッチを、3.5mmミニジャックケーブルで接続すれば、（causal SW本体なしで）そのスイッチによってLEDを点灯させることができます。

<本拡張ユニット> トリガーSW出力対応LED controller：

トリガーSW入力に、トリガー信号（HIGH→LOW）が入力されると、LEDを点灯。
内蔵マイコン: xiaoSAMD21（xiaoシリーズであれば使用可能な見込み。紹介動画内で 8x8LEDを駆動しているのは、xiaoESP32C6）
接続するLED: WS2812B、接続数はプログラム内の諸元に反映して書き込みが必要
LED点灯パターン：紹介動画では例示として10種以上のパターンを表示。使用目的に合わせ、選択や修正が必要。現状は、2秒程度の再生時間で終わるパターンとしている。
mode SW（上記システム構成図の本ユニット内に記載）を2秒以上長押しすると、トリガーSW入力なしでもLED表示パターンを順次連続表示するデモンストレーションモードに入ります。もう一度長押しすると通常モードに戻ります。

causal SW本体：

causal SW(ver2)本体は、標準のままでプログラム変更なしで使用可能です（causal SW本体のトリガーSW出力ジャックには、何も接続していない時もセンサー入力の都度トリガー信号が出ています）。
従前版(ver.1A)の場合も、部品追加にて同様機能を果たすことは可能です。本動画にて使っているcausal SW本体も、ver1A版に部品追加をした改造版です。
紹介動画では加速度センサーしか使っていませんが、タッチセンサーを接続しタッチ検知すれば同様にLEDが点灯します。

音源ファイル：

紹介動画では、音源サイト「Springin’ Sound Stock」よりダウンロードした音源ファイルを使用

ストーリー

causal SWの機能拡張ユニットとして、次を意識して作りました

音に加えて光の応答を簡単に実現するためのユニットです。
自分で操作できる大きなタッチセンサーや加速度センサーで、音に加えて派手な光りモノも応答すれば、さらに興味をひき、活発な動きや因果関係の気づきなどにつながることを期待します。
なお、内蔵マイコンに、接続するLEDの数や点灯パターンなど、arduinoのプログラムを書き込む必要がありますので、記事タイトルを'作例'でなく'拡張ユニット'としました。

作ってみての所感

causal SW:応用調理例_打ち上げ花火にては、内蔵の拡張端子に直接LEDを接続した上で、causal SW本体内蔵マイコンのプログラムも個別対応で機能追加をしました。その本体を外部LEDを接続しない標準的な用途に使うことはできるのですが、LEDパターンの表示完了待ち時間だけ、センサー入力の新規反応までの待ち時間が増えてしまいました。
よって、普段はcausal SWを素のまま使いつつ、必要な時には外部LEDを接続できるようにするために、LED点灯制御機能を持つ機能拡張ユニットを制作しました。
本機能拡張ユニットでは、内蔵マイコンに、接続するLEDの数や点灯パターンを含むarduinoのプログラムを書き込む必要がありますので、すでにcausal SW本体を使用している現場に、使用するLEDパネルと共にセットとして提供する前提で制作しました。もちろん、arduinoのプログラミングも取り組む先生よりのご希望があれば、雛形としてソースコードを提供します。自由に改造してもらえれば、なお良しです。
使用するLEDパネルの仕様やその点灯パターンは、使用する目的や場所に応じて最適化する必要があります。本記事の制作物は、4m四方x厚さ0.5m程度の大きなエアートランポリンに乗って身体運動を促す授業での使用を想定しましたので、ある程度離れても目立つように、60cmx45cmの比較的大きなパネルに、30点LEDを7本仕込みました。
加速度センサーにトランポリン自体や乗っている人の振動を検知させることで、動くとLEDが点灯して応答することに気付き運動促進につながる、という目論見です。紹介動画で、クッションの上に加速度センサーを置いたのも、その用途をイメージしたものです。
実際の使用環境にセットしたら、どのような動きに反応して欲しいかに応じて、causal SW本体のTh.ボリュームで加速度センサーの応答閾値の調整も大事です。