スタートレックのコミュニケータを作る 7(回路編)

スタートレックのコミュニケータを作る企画の7回目です。
前回でコミュニケータの外装は完成しました。
(前回のコミュニケータのボディ部の製作についての記事は、以下のリンクをご覧ください。)

今回の最終形です。
まだ、静止画ですが TFT 画面にモアレなどの画像を表示できました。

今回の製作部分

今回の製作部分は、TFT ディスプレイと音声再生回路で出来た電子回路です。
しかし、組み込んでしまうとプログラムの書き込みが大変なので、開発環境としてブレッドボード上に同じ回路を準備しておきます。

配線図を描く必要もない簡単な回路なので、接続図を作りました。
端子番号は ESP32 以外は製作用に仮番号を付けています。また、DFPlayerMini の信号線の抵抗(1 kΩ)や電源部のコンデンサなどを省略しています。

本当は消費電流などを考えて電源を 3.3 V に統一したかったのですが、今回使用した DFPlayerMini(互換機)は電源を 5 V にしないとノイズが多くて、まともに動作しませんでした。
そこで、電源回路はリチウムイオン電池の出力(約 4V)を昇圧回路で 5V にしています。
(それぞれの基板の画像は、販売店の HP より引用)

接続の表です。

ESP32TFTSDDFPlayerスイッチ類
0RX
1TX
2CS
3DC
4 SCKSCLCLK
5 MISOMISO
6 MOSISDAMOSI
7 SSCS
8 SDAアンテナ開閉
9 SCL送信
10RST
20 RXLED(予備)
21 TXチャンネル切替(予備)
5V5V
3.3V3.3V3.3V
GNDGNDGNDGND

スピーカには百均のイヤホンを使いました。
色々なスピーカを試したのですが、普通のスピーカではサイズが大きすぎました。
圧電素子も色々な種類を試しましたが、音量が小さくて聞こえません。
最後にイヤホンを試しました。
イヤホンは耳を近づけないと音が小さくて聞こえないと思ったら、DFPlayerMini の音量を半分以下に設定しても良い音で鳴ったので採用です。

インジケータの取り付け

前回作ったインジケータ用の LED を電源に接続します。
現在のところ、LED は個別に MCU で制御する予定はありません。
(本当は3つの LED を別々に制御したかったのですが、ESP32 のピンに空きがありません。)

コントロールパネル

コントロールパネルのスイッチとアンテナ回転部のスイッチを MCU に接続します。
(設定資料では、コントロールパネルのスイッチは左側が送受信、右側がチャンネル切り替えです。)
マイク部の裏側には、音声再生用のスピーカが付きます。

設定資料

ここで引用している「設定資料」とは、「Star Trek Star Fleet Technical Manual」です。
国会図書館などの蔵書情報をネットで調べたら、この資料は住んでいる市の図書館にありました。(寄贈図書でした。)

ちなみに、Wiki 情報でこの本は1975年に出版された Franz Joseph Schnaubelt 氏によるアメリカの書籍で、「宇宙船USSエンタープライズ号が奇妙な事故で誤って過去に飛ばされ、このマニュアルの内容が現在閉鎖されているオマハ空軍基地のメインコンピュータに誤ってダウンロードされた」設定です。
Schnaubelt 氏は、大好きなスタートレックの設定資料を作るのが趣味でしたが、その資料がスタートレックの製作者である Gene Roddenberry 氏の目に留まり、テレビ作品の小道具や資料を自由に見る許可を得ます。

そして作られたのが、この本です。
この本の初版は、本物の軍のマニュアルのようにファイルに綴られていて、非常に好評を得ました。
この資料の中ではコミュニケータ以外にもフェーザー銃や制服の形状・型紙なども掲載されています。

完成

前回紹介した、外観までが出来上がったコミュニケータです。
ボディ下部には電源スイッチと充電用の USB コネクタが付いているので、プログラムさえ出来上がれば動作するはずです。
(TFT での画像表示と DFPlayerMini 単体での音声再生には成功しています。)

この状態でも静止画は表示できるので、グルグルの画像を出してみました。
(静止画を表示するだけなので、まだ回転はしません。)

SD カード内の画像は表示出来るので、こんなこともできます。
エンタープライズのロゴマークです。

次回の予定

次回は、Arduino IDE でプログラムの開発です。
ソフトウエアは苦手部分なので、とっても心配です。
しかし、コミュニケータと言えばアンテナ部を開けると「きゅーきゅきゅ」と独特の音がして中央の表示部がグルグルして欲しいです。
そして、コントロールパネルのスイッチを押すと「転送」の効果音が鳴る。
夢はいっぱいです・・・

現在、私の能力で出来るのは、
・静止画の表示
・音声の再生
それぞれを独立して動作させることですが、

・電源 ON の後、独自の起動画面を表示してメニュー画面に推移する。
・アンテナを開けると音を再生して、同時に「グルグル」の動画を表示する。
・「グルグル」再生中にコントロールパネルのスイッチを押すと、「転送(Beam me up, Scotty)」のギミックを再生する。(割込み処理?)
などを実現したいです。

まずは、SD カード内の画像を高速に表示できる「LovyanGFX」グラフィック・ライブラリの使い方を勉強して簡易的な動画再生を目指します。

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