コピー出回る！？

数年前からマーブルマシン、ボールマシンを作ってはyoutubeにアップしているが、最近ぼちぼちと真似をしてくださるファンの方々がいらっしゃる。


まず、ぼくのオリジナル作品。


国内ではこの方。


BAKUさん、年齢はなんと79歳！
mtm05の会場で実際にお会いしました。




続いてはこちら。

アルゼンチンの強者。
電飾も施していて見た目も綺麗。
わたしまけましたわ！


そして極めつけがこちら。

その前にオリジナル作品　(5:30から)


これが驚愕のコピー作品！！
一目見るなり、「撮った覚えのない動画が上がってる？」
そしてニセモノのと気づいて大笑い！

基台の板を厚いものにして電源を内蔵しているっぽい。
動画の終わりの方、トラックを切り替えてボールが板の中に収納されていくのがわかる。
オリジナルを超されて嬉しいやら悔しいやら・・・



オランダのAlexeyZhukovin さん、今後目が離せない存在だ。

量産型ボールマシンを考える

この手の工作は多くの場合、「marble machine」（マーブルマシン）、直訳するとビー玉機械となりますが、これはビー玉ではなくステンレスボールなのでボールマシン＝ボール機械とでも呼ぶのでしょうか？
youtubeで公開していると、「I would buy one」　「I'd totally buy this. are you planning on making more that you might sell?」などのコメント文が見られ、欲しがる人が結構いることが分かります。しかし、どれも一品モノなので手放すわけに行かず、ディスプレイ越しに鑑賞してもらうか、また最近ならMakeに出展するので会場で実物を見て頂くことしかできません。仮に人の手に渡ったとしても、その人が機械に対してメンテナンスの技術を持ち合わせていなければ、調子が悪くなったり動かなくなってしまったら、そこでもう終わりになります。
そこで、スペースワープ（ボール転がし玩具）が扱える程度のスキルを持った人向けを想定した小規模のボールマシンを作ってみました。



リフト部

ベースには１００ｘ１００の朴木（ほおのき）を使います。その上に簡単なリフト機構であるホイールを立てるのですが、今回は板に少し埋め込みます。こうするとホイールへのボール導入口としてベース自体にスロープを作ることが出来ます。






ノミと彫刻刀を駆使します。

ホイールにボールの入る穴をあけます。ボールの直径は7.14mm（9/32インチ）なので8mmのキリを使います。ホイールに対して若干斜めに穴があくようにジグを作りボール盤にセットします。ホイールは丸のまま売られているのですが多くの場合真円ではないので外形を基準に穴位置は決められません。あくまで中心から等距離であけなければいけません。CADで図面を引き、ホイールとなる丸板にそれをプリントアウトしたものを貼り付けます。そして慎重に穴をあけていきます。深さはボールがすっぽり隠れるくらいです。穴数は適当です。今回は10個にしました。


穴あけジグ


図面を貼って印を打つ


穴あけ断面図









ホイール駆動部

ホイールを回転させるには、小さなタイヤを回してホイールの外周に接触させ伝達するという非常にスマートな方法です。ギヤモータはいつもの通りgizmoszoneで購入しました。香港の模型パーツ通販サイトのようです。国内でも超小型ギヤモータを製造しているところはありますが、高精度ゆえ非常に高価なのでボールマシンのような工作には気軽に使えません。


香港より到着


GH810136V3L

今まで十数個買ってましたが、回転音の静かな7000rpmがギヤヘッドで50rpmになるタイプのGH810136V3Lが良いでしょう。やはり、ボールの転がる音も楽しむ工作ですからモーター音は無いのが理想です。しかも今回は1.5v駆動ですから本当に静かです。ですがこのギヤモータは出力軸に多少のブレがあるという欠点があります。指で触るとよく分かりますが、「グラグラ」感があります。軸に対して横方向から荷重のかかる今回のような使い方には別途ベアリングを用意し軸の先端をそれで受けるように工夫します。モーターユニットが出来たらホイールの外周にタイヤが適度な圧力で触れるようにスプリングを設け、ユニットが揺動するようにします。


小タイヤにはタミヤのミニ四駆用17mmアルミベアリングローラーを流用
ローラーのベアリングを外して木片に埋め込む
ローラーにはタミヤプーリーセットのブッシングをはめ込む


スプリングの取り付け


0:09より揺動部のアップ





完成


ここまで解説しているうちに量産は到底ムリと悟る。

この後、下り部も長いので次回また・・・

Pepper-monakaで遊ぶ

MIDIをベースとしたフィジカルコンピューティング用のプラットフォームを開発していらっしゃるもあさんより、パソコンからMIDIクロックを取り出すことが出来るプログラムが書き込まれたPepper-monakaのモニターをさせて頂いています。つい最近までtwitter上で機能追加や要望、実際にPCにつないだ上でのテストなどを繰り返し、ようやくfixしようとしています。

※今回試用したmonakaはテスト版であり正式リリース品ではありません。

さて、monakaとは「morecat.lab」をご覧頂くと分かると思いますが、コンピュータと物理的(physical)な物体をUSB-MIDIでつなぐインターフェイス装置です。今回はmonakaの中でも一番小さな規模であるPepperを使ってMIDI同期式アナログシーケンサを作りました。超小型のPepperはこのような自作機器に組み込みやすく出来ています。今回のMIDIクロックを取り出すPepperのプログラムはもあさん製ですが、プログラム次第で様々な使い方が出来るようです。彼の著書もあるので、これを機にフィジカルコンピューティングの世界を覗いてみてはいかがでしょうか。

Gainer互換Pepperでフィジカル・コンピューティング 桑田 喜隆 著 CQ出版

今回モニターをさせて頂いたきっかけは、ドラムシンセ XR-NoizBoxIIを試作したときに、Ginger-monaka（中規模monaka）があればパソコンからトリガーパルスが取り出せるという話を伺い、「じゃぁ付けてみるー」と軽い気持ちでGingerを分けて頂いたことが始まりでした。しばらくして、もあさんに「MIDIクロックが取り出せたらLFOと同期できたりするよねー」と話が発展し、トリガーとMIDIクロックだけならPepperで十分ということで今に至ったわけです。



ぼくの場合、いつも入れ物ありきなのでちょうど良さげなケース探しから始まります。一番のおきにーが無印良品のPP（ポリプロピレン）ケースです。Pepperの活用例という意味合いもあって最低限４ステップの電圧設定用ボリュームが4個並べられるPPピル・ピアスケースを利用しました。

部品ストックの中からユニバーサル基板を取り出し、部品を適当に配置して配線。製作過程の様子はエラく端折りましたが、ろくに回路図を書かずに作業したので思ったより手こずりました。以前、16ステップのアナログシーケンサを作ったときにちょっと要領を得たこともあり、今回はオートリセット回路を付けました。Pepperからパルスが来なくなったらカウンタにリセットを掛けちゃおうというものです。リセットの仕組みは、連続したパルスがひとかたまりのHロジックレベルになるよう、エンベロープフォロワを通します。ネットを漁っているといくらでも出てきますがC-MOSインバータのみで作られていた方が何かと都合が良いのでこれを参考にしました。それで得たリセットパルスをバイナリーカウンタの4024のリセット端子に放り込みます。

都合が良いというのはその回路の出力段に微分回路を設けたので、その波形を整形するためのゲートが必要だったり、GATE出力の極性を両方用意するのにも使います。リセットまでの時間はC1によって決まりますが、ちょっと長めですので適宜変更しても構いません。
電圧切り替え（シーケンス）には4ステップなのでC-MOS ４０００シリーズの4052を使いました。4つ切り替えのスイッチが2組内蔵（但し制御は1系統）されていますので、ボリューム用とLED用でピッタリです。
今回の用途のPepperはパソコンから送られてきたMIDIクロックを分周する働きをしますが、分周比の設定をコントロールチェンジにて行います。MIDI規格では4分音符あたり24のパルスを送ることになっていますので4分音符のパルスを得たい場合はMIDIクロックを24で割ります。16分音符でしたら６という具合です。さて、4つ並んだボリュームですが、4024にリセットが掛かった場合4番目のボリュームに止まるようにします。スタートでパルスを数え始めるので4番目の次の1番目からシーケンスが進みます。
ケースの厚みがギリギリなのでCVとGATEの端子には面実装タイプの3.5mmミニジャックを使いました。1.0mmの片面生基板を切り出し、Pカッターでスジ彫りパターンを作りました。あとはケースに穴加工を施して完成です。

ステップ表示のLEDは敢えてパネルに出しません。半透明なケースの中でぼんやり光る様子が美しいのです。

電源はUSBバスパワーなので電池が不要です。


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MTM05終了！

５月の２２（土），２３（日）に東京都内で行われた、Make: Tokyo Meeting 05 が無事終了しました。
denha's channelは愛知県豊山町（イチローの町）からの参加です。



ここ、denha's channelのブースにも老若男女問わずたくさんの方が見に来られました。ありがとうございました。



皆さん食い入るように・・・


お兄ちゃんガン見！



中でも一番の盛況だった機械系の作品、マーブルマシンやボールトラック装置は休みなく稼働させていたのでいろいろ不具合が出てきました。自宅で楽しむ分には数分、数十分ですが、出展となると装置にとっては過酷です。次回、中部圏で初・・・というより東京以外で初のMakeが開催されます。自宅からも近いということで参加を予定していますが、機械系が出来るだけ永く動くように改良と修理などのメンテナンスを念入りにしていこうと思います。

相変わらずのLEDバッヂ販売や、自作シンセ工作も展示します。




次回は岐阜県大垣市のMakeでお会いしましょう！
http://makeogakimtg.org/

お疲れさまmonotron！

MTM05も無事終了し、最後の追い込みで書けなかったネタを含め、monotron改造をまとめます。


１．rateノブのLEDを赤から青緑に換装

２．ノブに白ポチ追加

３．LFO/EG切替スイッチ追加

４．電源ランプ追加

５．CdS（光センサ）による周りの明るさでpitchとcutoffに作用する機能の切替スイッチの追加

６．リボンコントローラの演奏範囲を２オクターブに拡張するスイッチの追加

７．５に伴う２オクターブ分の鍵盤ラベル追加

８．VCFキートラックの調整（控えめに）

以上のレポートはここ

そして、
まさかの440チューニングボタン追加

440機能　改訂



その、440チューニングボタン追加のあと、電池をエネループにしたら動くだろうかと試してみたら動いた!
満タンで1.3Vちょいあるので2本だと2.7Vくらい。ただ、電源表示の青色LEDが点灯しない。赤系に比べてVfが高いからなぁ。
ということで時代に逆行し赤LEDに交換。この方がレトロな感じが出るので良しとしよう。

このmonotron、手に持って振るとわかるが、「カタカタ」と音がする。底面の電池室で電池が踊るのだ。そこで電池蓋の裏に網状の滑り止めシートを貼り付けた。ちょうど良い具合に潰れてくれるので電池がフィットする。



次は、ラインにつなげば良いとは言えやっぱり内蔵スピーカの音量が小さい・・・　当たり前の方法で試した。
LM386をフィルタの出力につないでみたら出音を大きくすることが出来た。なーんだ簡単♪　と思ったのもつかの間、ヘッドホン端子にプラグをつないでも音が出たままだ。そしてラインから音が出ない。結局、あまりお勧めできない方法だがmonotron最終段のアンプ出力、つまり内蔵スピーカの線を外しLM386を挟んだ。そしてゲイン調整。（LM386は、大きな外付け部品の少ないMC34119に変更）
ちょっと音が大きくなった。


仕上げとして、せっかく”naotron”と命名したということで（あれ？いま初めて書いたかもｗ）本体のロゴが”monotron”ではおかしい。
今までパネルにテプラを貼っていたけど、ロゴの下にある小さな文字「ANALOGUE RIBBON SYNTHESIZER」が潰れるだろうということでホワイトフィルムラベルにプリントアウトした。それを切って貼るわけだが、切った断面ってのは白い。ホワイトラベルだから・・・
切ったフィルムの断面は黒い油性ペンで補正した。まぁ、ラベルの段差は仕方がない。特定の角度からパネルを見なければ最初から「naotron」に見える。　あっ、そうだ、ロゴの下の小さな文字、”ANALOGUE”は”ANALOG”に縮めた。”あなろぐぇ”って何だ？



ここで改造が終わったかに思えたが、最後にひらめいてしまった！CdSが付いてるんだから、これを外から照らす物を作ってみようということになり、電圧制御によってLEDの明るさが変わるような回路を作ろうと思った。twitterでChuckさんにアイデアを頂いた”V-I変換”　回路例を探して試してみるも上手く動かず・・・
ある日、風呂で思いつく。「やっぱPWMか・・・」ノコギリ波回路とコンパレータで出来ることを思いだし、早速ブレボで実験。
動いた。
手軽に感動できるネタだった。

（回路図は描き次第アップ）

ストックしてあった無印のヘアピンケースにLi-Po電池、電源ジャック、電源スイッチ、CV入力用３．５ジャック、回路は空中配線して詰め込んだ。



LEDは3chipタイプの強力なやつ。これをケースフタの裏に貼り付けた。このLEDがフタを開けたときにnaotronのCdSの上に来るようになる。なかなかナイスなアイデア!



MTM05終了後なので今書けますが、KORGさんから依頼された即席デモンストレーションでは、この光モジュレータもウケました。

440機能 改訂

実を言うと、現改造では440Hz発振音は内蔵スピーカのみでヘッドホン端子からは出ません。”本体のみで完結”という改造方針に沿ってはいますが、実際のお披露目の場での外部スピーカ接続は必須というわけで、monotron回路中の入力ポイントを真剣に探ってみました。

aux端子に平行して接続・・・
monotronのauxはステレオ受けするようになっています。内部では10kΩの抵抗でミックスされているのでその横に並ぶように新たな10kΩをつけて440を入力してみました。すると、リボンを押さないと音が出ません。aux端子にプラグを差すとゲートを開きっぱなしになる仕掛けがあるようで、440ボタンでその音を個別に出したい場合、ゲートも同時に開けなければいけません。

では、ゲートも同時に開くようにtakedaさんのページ（ソースはmasa921さん）を参考に回路を追加しました。今度はなんと440ボタンを押しただけでmonotronのVCOの音も出てしまいました。それもそのはず、CVを指定しないままゲートを開くので最低のCV（電圧）の音程でVCOが発音するのです。これもダメでした。

あとはボリューム直前のポイント探しです。基板のパターンを追っていくと、peakボリュームの3端子のうち向かって左からボリュームに入っています。と同時にここからVCFの入力にフィードバックしていることも分かります。ここに440を入れることにします。5端子あるボリュームのGNDのとなりの端子付近をパターンカットして10kΩを挿入します。そして同じ端子に440回路からの線をつなぎます。440回路の出力段に設けたCRフィルタの値を調節してちょうど良いバランスになりました。

　　

これで本当に改造が完了しました。MTM05が待ち遠しいです。

まさかのA440機能追加

KORG 俺monotron・・・

昨年、RJBさんの”シンセの素”を利用して製作したスーツケースシンセAVARUSに音合わせ用としてチューナーを内蔵し、後になってLED表示では使いにくいことが分かるという失敗を踏まえ、今回のmonotron改造でリベンジを果たすべく、440Hzの基準音を出すボタンを付けることにしました。

銘機prophet-5にはA440ボタンが付いていますが、こちらは5MHzのクリスタルを分周して作っています。クリスタルだからカシオトロンの様に正確。月差±15秒以内！　でも、monotronはどのみちリボンで音程を出すわけですから適当な発振回路で良いだろう・・・ということで馴染みのあるNANDを使ったCR発振器を採用しました。
　
ブレボでやればいいものを本番ステージで空中配線を敢行！何度か部品を付け替えてようやく値が決まりました。NANDゲートは手持ちのTC7W00Fです。いつか使えるだろうと買っておいたものです。SOP14でも入らない場所にはもってこいの２回路入りパッケージです。

monotronの出力用オーディオアンプIC、TPA6111A2の2番ピンに上の回路を入れました。最初はゲートの出力をそのまま入れたら大きすぎたのでCRフィルタを入れました。

ボタンは小型のタクトスイッチを使いました。取り付け方法は基板片をケース裏にくっつけてそこへハンダ付け。いつものやり方です。

　



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takedaさんのページにmonotronの中身について詳しく書かれています。
参考にしまくりです。