前回OBD2アダプタでの通信に成功したので、早速HUDのディスプレイの制作に取り掛かった。用意したディスプレイはAdafruit製のI2C接続1.2インチLEDマトリクス基板。スイッチサイエンスで購入した。

この基板はI2C通信によりわずか4本の線で8個までのLEDマトリクスをコントロールできる。また、Arduino用のライブラリが用意されているので非常に簡単なコードで済んでしまう優れもの。

上記の写真はLED基板を並列に繋げてサンプルスケッチを実行した結果だが、I2Cアドレスが同一なので全く一緒の内容が表示されている。これでは駄目なので、Adafruitの解説ページを見ながらアドレスの変更を行った。

基板裏面、上記画像ピンク枠の箇所をハンダでショートさせてI2Cアドレスを変更するようだ。A0,A1,A2をショートさせる組み合わせで0x70, 0x71, 0x72, 0x73, 0x74, 0x75, 0x76, 0x77と合計8つのアドレスを指定できる。

2つの基板のうち1つはデフォルト状態で0x70。もう1つはA0をショートさせて0x71に。

処理後。ハンダ付けは相変わらずヘタクソだ。

以前から車載用のヘッドアップディスプレイを作りたいと思っていた。古くはS13シルビア、最近ではレクサスやBMWといった高級車のほか、マツダの各車種にも装備されていて凄く羨ましい。見た目の格好良さもさることながら、実用的にも運転中の視線、焦点をずらさずに時速などを確認できて便利だと思う。実際にHUD装備の車を運転した事があるが、こんな便利な装備がなぜ他の車には用意されていないのか。21世紀をとうに過ぎているというのに未だスタンダードになっていない事態に憤りを感じる。

自作するには以下の方法が頭に浮かんだ。

①スマホ用のHUDアプリを使い、3Dプリンタ製のマウントと併せて運用
②車のEUCから車速パルスを拾ってArduinoに読み込み、7セグLEDに速度を表示

まず挙げた①のGPSを用いたHUDアプリが一番お手軽だ。スマホのアプリを立ち上げてダッシュボードに置けば画面がフロントガラスに反射してHUDっぽくなってくれる。反射する事を考えて予め表示は反転されており、アプリの種類もデザインも様々。3Dプリンタでスマホを固定するマウントだけ作ればいいだけなのだが、車に乗る度にスマホをいちいちセットするのが面倒臭い。GPSは電池の消耗が激しいので、電源の確保も必要と一見お手軽に見えるも実際にはスマートさに欠ける。

②の方法は自分にとっては少々敷居が高い。車速パルスを拾う事は以前乗っていた軽自動車にナビを自分で取り付けた際に経験済みだが、それをArduino上で速度情報に変換する自信もスキルも無い。ネット上に事例もあるが、色々とややこしそうでたじろいでしまう。

最近の車にはOBD2端子という車両情報通信の為の端子が付いており、ここから簡単に情報を読み込む為の機器が販売されているようだ。ELM327というカナダメーカーのICを使った機器がAmazon等で安価に売られているが、これらはBT通信が基本で、端子から取り出した信号をスマホのアプリと通信して車両情報をスマホディスプレイに映し出す用途を主とする。

僕はスマホと通信させたい訳では無く、自分でも手軽に扱えるArduinoと通信させたい（事例はあるけど、要改造）、ネット上を更に調べていると目的に合致するアイテムが見つかった。

Freematicsというオーストラリアメーカー？（多分個人運営だと思う）のOBD-II Arduino Adapterが正に自分が求めているものだった。このArduino用アダプタもELM327を使用しているとの事だ。2本のシリアル線と車両経由の電源、アースの計4本の線で簡単にArduinoに車両情報を読み込ませる事ができる。GitHub上にあるArduinoのサンプルスケッチを見たところ、非常に簡単な記述だった。これなら僕でもいけそう。

39.9$のモデルAと59.9$のモデルBがあり、高い方のモデルはArduino互換ボードやGPS、加速度センサー、I2C通信等を内蔵している上位版のようだが自分の場合は車速さえ取り出せればいいのでモデルAを購入。39.9$+EMS送料10$だった。数日後発送したとの連絡があったものの、発送元は中国上海。上海の空港を出発後なかなか荷物追跡のステータスが更新されず焦ったが、発注から1週間程たってから川崎の通関を通過し、程なくして自宅に到着した。

さすがチャイナクオリティ。緩衝材もなにも無く、この貧弱な紙袋にそのままアダプターが入っていた。しかも袋が臭い。

無事荷物が届いたので早速Arduinoに接続してテストしたい。

先日完成したステディカムは、製作途中の画像や動画をまとめてニコニコ動画へ投稿していた。

ネタに走っていない真面目な内容なのだが、意外と再生が伸びてジャンル別ランキング2位、再生数15,000に到達。動画中のコメントは「田舎」だの「お前んちビニールハウスしか映すものがねえじゃん」だとか酷い言われようだったが、中には有益な情報や好印象なコメントがあったりもした。

僕としては、マーリン型のステディカムとして許容範囲のクオリティに仕上げれたで！と自負していたのだが、「振動がある」とのコメントが多く見受けられた。これは足が地面に接地した際の振動を指しているのだと思うが、NHKの「世界ふれあい街歩き」やマーリンの使用動画においても多少はこのような振動が認められる。これはセッティングを追い込んだとしても構造上仕方の無い事だとして自分を納得させていた。

前からやりたかった車載動画を撮影する為、車載用のマウントを木材で製作した。木材の両端にコの字の溝が掘ってあり、この箇所をフロントシートのヘッドレストフレームに固定するという簡単な構造。ステディカム本体はグリップを外して木材マウントにネジ止めした。

結果、大きな振動は吸収するものの車体の微振動を拾って酷い有様。これじゃあ駄目だ。微振動を吸収したい。

ちなみに助手席で手持ち撮影をするとこのように微振動が確認できない。リジットマウントを行った状態でこのクオリティを目指したいところ。

車体から伝わる微振動を吸収するにはバネだな。という短絡的な思考から、レゴでサスペンションを作って設計の検討を行った。よし、レゴでの試作で仕組みは理解できた。早速CADで設計や。

ジンバルのチルト軸とサスペンションの受け側マウントを一体化させ、グリップにバネの入力側マウントを付けた。車載時の微振動吸収と併せて手持ちでも効果を発揮させたい。はたして効果は如何程のものか。

動画では強めにジンバルを揺らしているが、ショックの吸収はちゃんとできている。しかし、ちょっとバネレートが高いのと、サスペンションアームの距離が短くて可動範囲が狭い事が気になる。再度設計をやり直す事にした。

サスペンションのリンクやバネレートの調整機構を組み込んだ結果、このようにゴツイ風貌と化してしまった。まだ少し設計が駄目な所があるので、引き続き制作を続けたいと思う。

結局完成してねえ。。

前回組み立て、テスト撮影を終えていた自作ステディカム。風に弱くYAW軸がくるくると回ってまともに撮影できなかったが、バランス調整の更なる追い込みを行ったりグリップを短く印刷し直したりしてようやく完成。設計と3Dプリンタでの出力も大変だったが、ステディカムは調整が要なんだな。と今回の制作で理解する事ができた。

YAW軸の回転対策はジンバル部に新しいネジを付け、iPhoneマウントに輪ゴムを引っ掛けるシンプルな方法を取った。スムースな回転を妨げずに適度なダンピングが有り、副次的効果としてパン操作も自由自在に行えるようになって驚いた。

iPhoneで動画を撮影すると画角が狭く、仕上がりがイマイチになる。地元の店でクリップ式の安価なワイドレンズを見かけたので試しに買ってみた。

こんなオモチャに文句を言っても仕方が無いのだけども、画角は広がるもののレンズ周辺部の滲みが酷い。そのうちiPhoneからアクションカムに置き換えたい。

以上で第一作目ステディカムの制作は完了。
触ったことも見たこともないこのステディカムを3Dプリンタと3DCADを駆使して完成まで持っていけたので概ね満足している。次に作るとすれば、グライド式のスタビライザーや電子制御式のブラスレスジンバルにチャレンジしたいと思う。