Flip Dots上のFLIP Fluid

Flip Dots上のFLIP Fluid 2026年9月24日 進捗：完了 FLIP流体シミュレーションをフリップドット電気機械式ディスプレイに実装した経緯について説明します。FLIPはFluid Implicit Particleの略で、このプロジェクトの主な動機は言葉遊びでした。EMF2026のためのインスタレーションとして制作されました。このページでは主に技術的な詳細に焦点を当てますが、概要と動作デモについては、以下のYouTube動画をご覧ください。 イントロ 一部のパネルへの道 ドットを接続する KiCadへ セカンドサーキット マウンティングドリームス パネルの準備 プロトタイプ ポリッシュ フレームワーク デコーダーボード 電源 ジョイスティック マザーボードと電源バス ロゴ イベント 結論 フリッピン流体シミュレーション 過去数年間、私はあらゆる種類の流体シミュレーションを構築してきましたが、私がビデオにしたのは、体積ディスプレイと流体ペンダントだけです。それらのほとんどはまだ秘密（最終的には公開します）ですが、すべてに共通の欠点があります。それは、LED液体が全く無音であることです。流体シミュレーションでスワッシュ音をシミュレートできるかどうか疑問に思っていましたが、フリップドットのような電気機械式ディスプレイが私たちに音を出してくれることに気づきました。それが素晴らしい言葉遊びにもなることに気づき、決断しました。しかし、フリップドットディスプレイは非常に高価です。私が把握している限り、まだ存在するメーカーは1社だけで、彼らは少数の芸術スタジオと独占契約を結んでいます。Breakfast Studioはおそらく最もよく知られていますが、予算が50,000ドル未満の誰とも話すことに興味がありません。偶然にも、ある時、私は大きなフリップドットディスプレイを所有している会社で契約作業を行い、それを使って遊ばせてもらうように説得しようとしました。私は流体シミュレーションをディスプレイに実装するために給料を放棄することを真剣に申し出ましたが、驚いたことに彼らは断りました。それが決まったのでしょう。私は自分でやるしかないと思いました。 一部のパネルへの道 特にハッカーキャンプで、あちこちで尋ねたところ、多くの興味深い会話につながりました。多くの人がフリップドットに興味を持っています。中国から新しく作られたフリップドットパネルを注文する共同体を形成するという話さえありました。確かに、もし誰かがこれらのディスプレイを安価に生産できるとすれば、それは中国の誰かでしょう。しかし、製造プロセスは驚くほど複雑です。ディスク自体でさえ、おそらく6つの異なる材料のサンドイッチです。私が最終的に使用したディスクの1つを分解したところです。 コイルが磁性部品を動かすという単純なものではありません。ドットは不揮発性なので、電源が切れても位置を保持します。2つの永久磁石（1つはドットの内側、上部、もう1つはベース）と、ドットの状態を設定するために分極できる2つのコアがあります。私が話した人の中には、AlfaZetaの新しいフリップドットディスプレイを持っている人もいましたが、ほとんどの人はeBayで古いものを持っており、ほとんどがHanover製でした。Hanoverはまだ存在しますが、これらのタイプのディスプレイはもう製造していません。余談ですが、私のプロジェクトのいくつかは中国でコピーされています。これを公開した後、中国の会社が安価なフリップドットディスプレイを大量生産し始めたら、それは勝利と呼ぶでしょう。 最終的に、Sam（Look Mum No Computerとして知られる）と連絡を取りました。彼のオブソリートテクノロジー博物館は、彼を奇妙な古い技術のクールな寄贈品を時々受け取るという羨ましい立場に置いており、その寄贈品の1つに古いフリップドットディスプレイの巨大な山がありました。古いバスから回収されたのか、新古品だったのかは不明です。それらの多くはかなり悪い状態ですが、それは保管方法によるものかもしれません。Samの計画は、それらをすべて1つの巨大なディスプレイにすることでしたが、それには途方もない作業が必要になるでしょう。その理由はすぐに明らかになります。彼は私にいくつかのパネルで遊ばせてもらうことに非常に満足しており、もし私がそれらを駆動する良い方法を見つけられたら、さらに提供してくれるとのことでした。ここにそのパネルの1つがあります。 端の近くに衝撃による損傷があったため、スペアパーツとしてこれを保管しておきました。右上には、ドットの1つのグループをハンダ付け解除することに成功しました。日付コードは2007年で、予想より新しかったです。パネルの背面には保護シートがあり、ここで取り外しました。解像度は13x28です。このパネルのドットは7個のグループで製造されており、それが28の由来です。13はおそらくデザイナーが素数を好んだ結果でしょう。 ドットを接続する これらのパネルの最大の問題は、回路基板が端からはみ出しているため、その方向でシームレスにタイル状に配置できないことです。2番目の問題は、既存の駆動回路が非常に遅く、ディスプレイを更新するのに約1秒かかることです。パネル全体が1つの大きなマトリックスとして配線されており、更新速度に制限があります。Samは、元の駆動回路で多くのパネルを動作させることができ、最初にスケッチブックを作成し、次にいくつかのパネルを使用してより大きなディスプレイを作成しました。彼は、少なくとも他の1人も元の回路でそれらを動作させていると述べました。しかし、非常に幅の広いディスプレイを1つ作るだけでは不十分です。垂直方向にもタイル状に配置したいのです！最も進んでいるのはMike（mikeselectricstuff）で、彼のフリップドットビデオは非常に有益で、ドットの仕組みに関する私の主要な参考資料となりました。最も興味深い点は、ドットが反転するのに約60ミリ秒かかるのに対し、コアを分極させるにはミリ秒単位の短いパルスで十分であるということです。より長く、より高い電圧のパルスを使用すると、ドットをわずかに速く反転させることができますが、大幅ではありません。1つの考えは、より高い電圧を使用することで、より短いパルスを使用でき、マトリックスをより速くスキャンできるようになるということです。 Mikeのビデオから直接取ったマトリックスレイアウトは次のようになります。 最初のドットを設定するには、最初の列をハイまたはローに設定し、関連する行線をパルスします。私の理解では、元のドライバー回路は列線を1つの状態に保持し、設定する必要がある各ドットを1つずつパルスし、次に列線の極性を変更して列の残りのドットすべてをパルスし、次の列に進みます。列のすべてのドットを2回のパルスで設定することで、より高速なマトリックスを構築できる可能性があります。列線をハイに保持し、同時にすべての関連行をパルスし、次に列をローに保持して他の行をパルスします。パルスが1ミリ秒であれば、28列すべてを56ミリ秒で更新できる可能性があり、これはドットが反転するのにかかる時間とほぼ同じです。このアプローチには2つの問題があります。1つは、電力要件が相当であることです。各コイルの抵抗は約18オームで、12Vで666mAになります。より高速なパルスの場合、15V、20V、または24Vで、コイルあたり1アンペア以上になる可能性があります。13行しかないこれらのパネルの場合、各列に13アンペアをプッシュおよびプルできるドライバー回路は非常に困難になります。より大きなパネルでは、さらに頑丈な部品が必要になります。複数の小さなマトリックスに分割できるかもしれませんが、次の問題は、どのマトリックスにも目に見えるアーティファクトがあることです。ドットが反転するのに数十ミリ秒かかるとしても、異なるドットがわずかに同期外れで反転し始めると、それらが徐々に変化するにつれて視覚的なグリッチが発生します。8x8、あるいは4x4のような小さなマトリックスであっても、ディスプレイ全体を反転させると、各マトリックスがワイプオーバーする際にチェッカーボードのようなものが一時的に表示されます。私がやりたいことにとっては、それは許容できません。 論理的に次の探求の道は、すべてのドットをハンダ付け解除し、新しい回路基板に取り付けることです。高速な方法についていくつかの議論がありましたが、最終的には時間の無駄だと結論付けました。ドットは非常に繊細で、小さなマグネットワイヤーと溶ける可能性のある柔らかいプラスチックでできており、非常に慎重に行う必要があります。最高のハンダ付け解除装置を使用しても、永遠にかかるでしょう。PCBを事前にいくつかの部分に切断することが役立つかもしれません。一度に14ピンのグループ全体を溶かすための特定の治具が役立つかもしれません。