isolation cube : neon の開発動機と技術的背景について説明しています． パワポ内のリンク一覧 p2-みんなのラズパイコンテスト：https://project.nikkeibp.co.jp/pc/rpic/rpic17.html p2-Make:Japan：https://makezine.jp/blog/2019/08/mft2019_report_04-2.html p3-neon POV：https://www.youtube.com/watch?v=hCldVeiU54k p5-コンタクトジャグリング：https://www.youtube.com/watch?v=knowhnbCV-E&t=32s p6-MovaGlobe：https://www.youtube.com/shorts/b0QLBZQhfP0 p8-isolation cube @MFT2023：https://twitter.com/kasanetarium/status/1714123037363331145 p14-https://www.youtube.com/watch?v=FoM4IvFu58s p14-https://www.youtube.com/shorts/elMfgW_gMVQ p15-https://www.youtube.com/watch?v=w3pRgsE_wJo

1. つくったもの
センサ連動型
球体(?) ディスプレイ
@Yakatano

2. 自己紹介
• @Yakatano
• 某自動車会社でデータサイエンティスト
• neon：某東芝のハッカソン優勝メンバーが母体
Make:Japan Maker Faire Tokyo 2019レポート#4｜直
径約8cm、45×120解像度の球体ディスプレイ「neon」
みんなのraspberry PIコンテスト2017 グレープシティJoxo賞
「ハロウィン用 喋る帽子」

3. Motivation
• 2022年：POV-neon としては最終年
• フルカラー画像呈示
• 回転軸、構造体の精度・強度向上
• シェル内に収めてボールとして使用可能
• neon初期からやりたかった機能
POV-neon Final

4. Motivation
• 2022年：POV-neon としては最終年
• フルカラー画像呈示
• 回転軸、構造体の精度・強度向上
• シェル内に収めてボールとして使用可能
• neon初期からやりたかった機能
POV-neon Final
こうなりたい
イメージ

5. Motivation
• 2022年：POV-neon としては最終年
• フルカラー画像呈示
• 回転軸、構造体の精度・強度向上
• シェル内に収めてボールとして使用可能
• neon初期からやりたかった機能
POV-neon Final
コンタクトジャグリング

6. Motivation
• 2022年：POV-neon としては最終年
• フルカラー画像呈示
• 回転軸、構造体の精度・強度向上
• シェル内に収めてボールとして使用可能
• neon初期からやりたかった機能
POV-neon Final
コンタクトジャグリング
これ，なんて言うんでしょう？

7. Motivation
• 2022年：POV-neon としては最終年
• フルカラー画像呈示
• 回転軸、構造体の精度・強度向上
• シェル内に収めてボールとして使用可能
• neon初期からやりたかった機能現
POV-neon Final
コンタクトジャグリング
これ，なんて言うんでしょう？
こんなのできたら
エモくないですか？

8. • 実現したかった機能を実装
• IMUセンサの傾きに応じて、テクスチャマッピングを更新
• 実は初代neonからIMUは内蔵
• 表示系の課題とセンサ連動系の課題を切り分けたい → 市販品で実現
Maker Faire Tokyo 2023
でもやっぱり球がイイ！ → いろいろ試作

9. • レイアウト案
• 完全市販品による機能検証用Cube （8x8）x6面 ＝384 LEDs
• 自作基板によるCubeディスプレイ （9x9）x6面 ＝486 LEDs
• 自作５角形基板による正１２面体 （50）x12面 ＝600 LEDs
• ディスプレイマトリクス版 （64x64）x6面 ＝24576 LEDs
Variation of Display Unit

10. • レイアウト
• 市販のLED matrix (8x8、WS2812B)
• CPU : M5stampS3 （シングルスレッドで実現、デュアルコアでさらに高速化可能）
• 電源 : 乾電池（CR123A 3V, 1200mAh）x2 DCDCで5V
• IMU : BNO055 9axis IMU Sensor
Isolation sphere (仮）
Aliexpress で1.65$/枚
CR123A x 2 = 6V
TPS63020 → 5Vに降圧
↓
1.5時間くらい稼働
M5Stamp S3
専用基板を起こしてBNO055を配置

11. • 手順
1. 事前に用意するデータ
• LEDの3次元的な位置情報
• 表示するテクスチャマッピング（正距円筒投影図法（いわゆるパノラマ）画像を用意）
2. IMUから全体の姿勢(quaternion)を取得し，全点を回転
3. ３次元LED位置をテクスチャ座標に変換し， 画像上の色を取得
計算方法
1) 2) 3)

12. • レイアウト
• 市販のLED matrix (8x8、WS2812B)
• CPU : M5stampS3 （シングルスレッドで実現、デュアルコアでさらに高速化可能）
• 電源 : 乾電池（CR123A 3V, 1200mAh）x2 DCDCで5V
• IMU : BNO055 9axis IMU Sensor
Isolation sphere (仮）
すべてのLEDの
3次元的位置を記録

15. 画像入力による
パターン変更

16. • やったこと
• センサ連動型球体ディスプレイ「Isolation Sphere」の作成
• ジャイロセンサを使って，表示されている物体が空中に固定されているような絵を作るディスプレイ
• ディスプレイのいろいろなバリエーションを作成
• 良かったこと
• もっと遅くなると覚悟していた割には早い更新レート（35fps前後）
• 近似計算でarctan2計算（2万倍以上）とかSQRT計算（3.5倍）を高速化 詳細はブログに書いています
• ESP32-S3 けっこう早い
• バッテリーも覚悟していたより長持ち (WiFi殺したり，Brightness制限したり)
• 苦労したところ
• φ100に収めるには配線などパッケージングが大変 →dodecahedronはMFT前に死亡
• 表面はLEDが密集するので配線，コネクタ固定方法などは基板の裏側で解決
• 次は
• １２面体作って，クラウドファンディング出したい
• マトリクスディスプレイ作って，高精細な絵を回転させたい
• いいかげんLチカから卒業したいｗ
まとめ

17. 以上
次回，NT東京でも展示します
@Yakatano
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