aladdin01チュートリアル第1回：部品調達からLED点灯確認

部品リスト

aladdin01-MをPCから制御するためには以下の部品が必要です。

• aladdin01-M（基板本体）
• LEDモジュール
• 乾電池ケース（または5～6VのACアダプタのどちらか）
• XBeeシリーズ1×2個
• XBeeエクスプローラUSBドングル（型番： SpartkFun WRL-09819）
• LED制御プログラム

aladdin01-M基板側部品接続手順

aladdin01-M基板上には接続用コネクタが実装されています。

BATTERY、SWITCH、LEDにそれぞれの部品を連結してください。

写真のようにコネクタ名が基板上にプリントされています。

XBeeモジュールを写真（下）の向きで基板上に挿し込んでください。

乾電池を入れ電源スイッチを押すとLEDが点灯します。

PCへの送信機取り付け

XBeeエクスプローラUSBドングルへ送信機設定がされているXBeeモジュールを挿しこみます。

XBeeモジュールを搭載したXBeeエクスプローラUSBドングルをPCのUSBポートに差し込みます。

LED制御プログラムのダウンロードと設定ファイル書き換え

LED制御プログラムは下記からダウンロードしてください

http://www.spinbox.jp//dlsfhadklsf/7haishgab/aladdin01SampleGUI_20130714.zip

LED制御プログラムを動作させるためにはMicrosoft .NET Frameworkのインストールがあらかじめ必要になります。Microsoftのサイトからダウンロードの上事前にインストールを完了しておいてください。

LED制御プログラムからaladdin01を制御するためには設定ファイルの書き換えが必要になります。

送信機に割り当てられているCOMポート番号を設定ファイルに記述する必要があります。

ダウンロードしたプログラムのzipファイルを任意の場所に解凍してください。解凍するとディレクトリの中にはLEDCtrl.exeとconfig.iniが存在します。

config.iniに記載されているcomPortNameの行を書き換えてください。

COMポートの番号の調べ方は後述します。

例はCOMポート番号が3番の場合の記述例です。
また、XBeeのボーレートもXBee側の設定に従ってここで変更することができます。BaudRateの設定に合わせてここの数値を書き換えてください。工場出荷時のXBeeのボーレートは9600に設定されています。

comPortName=COM3
BaudRate=57600

送信機に割り当てられているCOMポート番号の調べ方

[コンピュータの管理]からデバイスマネージャを開きます。 ポート（COMとLPT）を開きUSB Serial PortのCOM番号を確認します。 自分のPCの場合例えば図の例のようにCOM3が割り当てられていることが 確認できます。

以上でaladdin01-Mの組み立てと送信機のPCへの取り付け、LED制御プログラムの設定は完了です。

次回サンプルプログラムから実際にLEDを制御する手順について説明します。

aladdin01小型基板が完成しました

aladdin01の小型基板aladdin01-Mが完成したのでご紹介いたします。
aladdin01-Mは単4電池4本または小型ACアダプタ（5～6V）でフルカラーLEDを制御することができるAVRマイコンを搭載した基板です。
XBeeを経由したPCから基板の無線制御が可能で、付属のフルカラーLED、乾電池ケース、電源スイッチ、XBeeと接続すればサンプルプログラム等によりPCからの無線制御を容易に実現することができます。
ACアダプタ接続時には乾電池からの電源供給が切断され、AC電源から優先的に電源の供給を行います。

以下PCからのLED無線制御をはじめるために必要な部品構成（例）です。
今後XBeeの設定方法や、aladdin01-MをPCから制御するサンプルプログラム等について本blog上に公開していきたいと考えています。

• aladdin01-M
• LEDモジュール
• 乾電池ケース
• XBeeシリーズ1（PCに接続する送信機側）
• XBeeエクスプローラUSBドングル
• XBeeシリーズ1（基板に搭載する受信側）
• LED制御プログラム

各モジュールはコネクタで連結可能な仕様で作成してみました

インタラクティブワイヤレスモバイルLED

PCから無線制御可能なLEDシステムです。乾電池、ACアダプタ両対応可能なタイプの開発を行いました。
iPodなどのオーディオ機器やPC上で再生する音楽に合わせてインタラクティブなフルカラーLED演出を行います。PC上ソフトを書き換えることでさまざまな演出を可能にします。
複数台を1台のPCから一括制御することが可能です。

aladdin01 音楽の演奏に合わせて光るイルミネーション自動制御システム

前回記事にしたリアルタイムサウンドスペクトラムアナライザーを改良し、フルカラーLEDの制御を行えるようにしました。今回の改良はCDや楽器生演奏に対して感度良く自動でフルカラーLEDの制御を行えることを目標としました。音の変化に対しての実際のLEDの輝度・カラーの変化の分かりやすさを重視しました。

前回の記事ではギターの生演奏によりLEDを制御したのですが、今回はYouTube上の色々なジャンルの違う曲を集め、勝手にコラボしてみました。ジャンルが違っていてもほとんど手をかけることなく曲に合ったイルミネーション演出を行うことができます。

PC上でCDをかけたりインターネットからストリーミング形式で音楽を再生させることでこのような自動LED制御を行うことができます。また、楽器のライブ演奏や他のオーディオ機器からのライン出力を、LED制御を行う本ソフトウェアが動作するPCに入力することでLEDを制御することが可能です。



元の動画

ギター演奏の時と同じく、音のエッジ（急に音が大きくなる部分）を検出してLEDを制御しています。検出する音のエッジにに対する閾値を設定し、その閾値を超えた時にLEDが色々な色にランダムに変化するようにプログラムを作成しました。ピアノ演奏の微細なタッチで照明制御を行うため、GUIから閾値を自由に変更できるようにしました。実際に音を聞きつつ照明を見ながらリアルタイムに確認と設定変更を行うことができます。

その他下記のようなパラメータの設定がGUI上から可能です。

LightOffset：
GUI上に照明の輝度・カラーを表示するシミュレータを実装しているますが、実際の照明の輝度と異なるため、その調整のためのオフセット値を設定するパラメータです。

LightReduction：
LEDの点灯状態から消灯状態まで滑らかに変化させられるよう除算により光を減衰させていますが、その除算値により消灯状態までのスピードを調整するためのパラメータです。

MinimumTimeInterval:
実際に音のエッジ検出の度合いが頻繁に発生し、照明のカラーが変わりすぎる場合に、カラー変化の間隔を調整するための値をパラメータ化しました。ここで設定した値（msec）より短い間隔でLEDの色が変化しないよう調整を行うことができます。

その他各種ジャンルの曲を試してみました。

スーパーマリオドラム： 元の動画



鉄琴の自動演奏： 元の動画



ドラムソロ： 元の動画



リズムギター： 元の動画



エレキギタータッピング： 元の動画

aladdin01 生演奏にリアルタイムに反応して光るLEDギター

リアルタイムサウンドスペクトラムアナライザーを開発しました。各周波数帯毎にボリュームを検出することができます。

このリアルタイムスペクトラムアナライザーを、開発したLED制御BOXと組み合わせることで、楽器の生演奏にリアルタイムに反応するLED演出を行うことができます。

今回はギター演奏に対してのLED制御を行いました。演奏に対してできるだけ感度良くLEDを反応させるための工夫として、音のエッジを検出しました。音が急に大きくなる部分（サウンドのサンプリング毎のボリュームの差分）をプログラムで検出しています。
今回はエレキギターをアンプに接続せず生音で録画しました。そのため人の声や周囲の音についてもボリュームを検出し、LEDが発光します。

この仕組みを応用することで、既存オーディオプレイヤーのラインアウトをサウンド解析ソフトを動作させているPCにライン入力することで、CDプレイヤーの音楽に反応させるLED制御を実現することができます。

aladdin01 製品情報

aladdin01は無線制御可能なインタラクティブなフルカラーテープLED制御システムです。



楽器の生演奏やCDプレイヤーの音にリアルタイムに反応して光ります。

音とインタラクティブなプロジェクタ映像などを絡めたイベント演出、店舗内装飾を実現します。
PCから無線により制御を行うため、敷設時の配線の手間も大幅に省けます。
1台のPCから複数LEDユニットの一括制御を行うことが可能なため、必要に応じて台数を増やすことにより規模に合わせて照明演出を行うことが可能です。



特徴・機能

楽器生演奏やオーディオの再生に対してフルカラーでリアルタイムLED演出を実現します。事前に照明制御のための準備が不要で音への反応による自動制御を行うことができます。
（詳しくはこちら）

カラーピッカーインタフェースを備えており直感的にフルカラーLEDの制御を行うことが可能です。
（動画）

（※上記動画のiPhone版は開発途中のコンセプトモデルです。PC版はご提供可能です。）

あらかじめ制作・登録しておいたLED点灯パターンを任意のタイミングで呼び出し、同時に音の演出を加えることが可能です。

各種映像コンテンツと連動した光の演出を行うことが可能です。
（詳しくはこちら）

カスタムソフトを開発することで自由なアイディアによりフルカラーLEDの制御を行うことが可能です。独自にご自身でソフト開発対応可能な方には制御BOXのみのご提供も可能です。
mtools Labでもカスタムソフトの開発を承っております。
（音声認識ライブラリを使用した言葉による命令制御サンプル）

独自照明装置をお持ちのお客様にはソフトのみカスタマイズの上ご提供することが可能です。


構成・仕様

• 制御BOX （W15×D10.5×H4cm）
• フルカラーテープLED
  制御BOX1台あたり30cm×10本まで連結可能です。またはリールタイプのテープLEDの選択も可能です。
  増幅器を使うことで延長もできます。
  
• ACアダプター
• 制御ソフトウェア（カラーピッカー、サウンドスペクトラムアナライザー、 カラームービーLEDコントロールプレイヤー）

PDF資料はこちらです。

制御BOXの製造はメーカーと提携しておりますので、量産対応可能です。
価格・納期についてはこちらまでお問い合わせください。

現在乾電池及びACアダプタで駆動可能な小型タイプの試作開発にシフトしています。準備が整い次第改めて公開させて頂きます。

aladdin01 音声認識によるフルカラーLED制御

音声認識によるフルカラーLED制御デモを開発した。
言葉によりLEDのカラーや点灯状態の制御を行うことができる。
キーワードの「命令」「解除」の音声命令により、音声認識によるLED制御状態のON/OFFの切り替えを行うことができる。命令モードの時のみ音声制御の受付を行い、雑音による誤認識を防止する。
あらかじめ音声認識辞書に認識対象キーワードを登録しておくことでかなり正確にキーワード識別による音声制御を実現することができた。

This is a demo for speech recognition RGB LED controlling system.
You can control RGB LED with your voice command.
Being able to change command mode and non command mode with some specific keywords.
When only in the command mode, the system receives the voice commands and this will escape unexpected error with noise.
By adding the keywords in the voice command index list, the accuracy of the speech recognition can be much improved.