HIDtaiko

低価格で高性能なおうち太鼓プロジェクト

HIDtaikoおうち太鼓自作プロジェクト。

価格
¥800〜
接続器の材料費(最安)
設計
すべて公開
Apache-2.0 / GitHub
対応
PC / Switch
USB接続・ドライバ不要

叩いているところを見るYouTube · RP2040接続器のプレイ動画

HIDtaiko 太鼓基盤の組み立て図
分解 0%

実CADデータ · ドラッグで回す / スライダーで分解する

構成

面以外を全部作る。

おうち太鼓は7つの部品でできています。このうち面(打面)は用意しなければなりません。

  1. 01面既製品AC面 / 太鼓フォース面を流用(AC基盤との互換性なし)
  2. 02上板・下板・足ラワンベニヤ12mm。実寸図面をA4で印刷して切り出す
  3. 03防振ゴム・ネジVD2-2015M6 ×14/M6ネジ・ナット・ワッシャー 各14
  4. 04スペーサー面と縁の高さ調整。0.2 / 0.4 / 0.6mm の3Dプリント品
  5. 05センサー ×4左縁・左面・右面・右縁。AT3040 または GSS-4SA
  6. 06センサー固定パーツAT3040用の3Dプリント品。M3L8ネジで固定
  7. 07接続器4本のセンサーを受けてPCへキー入力を送る。最安800円

02〜04 が太鼓基盤(木工)、05〜07 が信号まわり(電子工作)です。

¥800 は、接続器だけの値段。

部品ごとの費用
部品費用内訳・条件
接続器最安 800円RP2040版の材料費。はんだごて等の道具と送料は別
センサー4本1,733円AT3040 5個 343円 + ケーブル1セット 390円 + 熱収縮チューブ 300円 + 固定用M2ネジ8本 700円
面目安 〜10,000円AC面 / 太鼓フォース面。購入先で変動
板材・金具目安 〜8,000円ラワンベニヤ12mm、防振ゴム14、M6ネジ・ナット・ワッシャー 各14。購入先で変動
3Dプリント品目安 300円程度スペーサー、AT3040固定パーツ。STLは公開済み。購入先で変動

※金額は購入先や相場によって異なります。

選択肢は2つ。RP2040 のほうが最新・最安・最高性能。1.3接続器 を選ぶ理由は、自分でコードを書き換えたい場合だけです。

接続器

注目はRP2040接続器。

接続器は、センサー4本の信号をPCへの入力に変換します。PCから見ると、これはただのUSBキーボード。叩けば D・F・J・K が打たれます。キーボードで遊べるゲームならそのまま使えます。

RP2040接続器と1.3接続器の比較
項目RP2040接続器推奨1.3接続器
制作費用最安 800円
材料費のみ。道具・送料別
約1,500円
制作難易度低(簡単なはんだ付けのみ)中〜高(Arduinoの知識が必要)
対応デバイスPC / SwitchPC
ファームウェアPico SDKArduino IDE
回路ショットキーバリアダイオード クランプ1MΩ抵抗
感度変更感度変更サイト非対応
改造のしやすさ難しい簡単
プレイ動画 YouTube YouTube
制作ガイド GitHub GitHub
RP2040接続器 ver1.3
推奨モデル

RP2040 接続器 ver1.3

最安 800円Pico SDK

材料費のみ。道具と送料は含みません。

ロール連打(1振り)
約13回
旧ダブル連打
約1200回
旧ダブル連打(ver1.0)
約1000回

※一部のシミュレーターでは入力制限を入れないとキー入力が認識されず、この性能が出ません。

構成部品(ver1.3)

RP2040接続器の構成部品
部品数量
RP2040 Zero(ADCピン4本)1
1MΩ抵抗(0805)4
1KΩ抵抗(0805)4
ショットキーバリアダイオード(B0540W)8
スライドスイッチ(SS12D00)1
4×2 ピンヘッダ1
基板(ver1.3)1
M3×5mm ネジ4
3Dプリントケース1

必要な道具ははんだごてとニッパー。はんだ付けの知識と、簡単な回路図を読む力が必要です。完成品はメルカリでも販売しています。

入力を守るクランプ回路

2本のショットキーバリアダイオード(D9・D10)が性能と安定感を上げています。

RP2040接続器 ver1.1 の回路図。センサー入力に1MΩを並列に入れ、1KΩを直列に挟んだADC入力を、ショットキーバリアダイオード D9(+5V側)と D10(GND側)でクランプしている
接続器 ver1.1、センサー1本ぶんの回路。同じものが4本ぶん並びます(ダイオード計8本)

仕組み

振動の大きさではなく、振動の変化速度を見ている。

ピエゾが振動すると電流が発生します。マイコンは直前の電圧との差分(デルタ)を取り、設定した閾値(感度)を超えた瞬間にキーを送ります。急な立ち上がりだけを拾うので、隣の打点の余韻には反応しにくい。そのうえで誤検出を防ぐタイマー(Delay)を4種類持ち、入力後の一定時間は同センサーや隣接センサーからの入力を無視します。

  1. 01ピエゾ振動 → 電圧

    打面・縁の揺れを拾う

  2. 02ADC電圧 → 数値

    マイコンが読み取る

  3. 03差分検出数値 → Δ

    直前サンプルとの差を取る

  4. 04閾値判定Δ > 感度

    超えたら入力。Delayで二重反応を抑える

  5. 05キー入力D F J K

    HIDとしてPCへ送信

キー割り当ては自由

4つの打点に、好きなキーを割り当てられます。初期値は太鼓系で定番の D / F / J / K。使うゲームに合わせて変えてください。

左縁初期値 D
左面初期値 F
右面初期値 J
右縁初期値 K

割り当ては接続器側に保存されるので、別のPCに挿しても同じ設定で使えます。

感度変更

感度はブラウザから変える。

閾値(感度)と4種類のDelay。この数値を、接続器をPCに繋いだままブラウザから書き換えられます。アプリのインストールも開発環境も要りません。叩きながら数値を詰めて、決まったら接続器のフラッシュに保存します。

感度変更サイトで調整できるパラメータ
パラメータ役割
感度(Sensitivity)デルタがこの値を超えると入力。値が大きいほど感度が低い
Adelay同センサーの再入力クールダウン
Bdelay面(ドン)共有クールダウン
Cdelay縁(カッ)共有クールダウン
Ddelay面打後に縁を、縁打後に面を無視する時間

※Chrome / Edge のみ対応。対応ファームウェアは RP2040接続器のみです。

センサー

まずは AT3040 から。

センサーはピエゾ素子(圧電素子)です。振動の大きさに応じて電圧を出す部品で、左縁・左面・右面・右縁の4箇所に仕込みます。おすすめのピエゾ素子(センサー)は2種類。どちらもしっかり固定すれば弱い力で反応します。性能は GSS-4SA が上で感度設定に余裕が生まれますが、価格差がかなり大きい。最初は AT3040 で十分です。

まずはこれ
AT3040 ピエゾセンサー

AT3040

5個 343円1個あたり約69円

安価で入手しやすいピエゾセンサー。3Dプリントの固定パーツ(M3L8ネジ)を使うと、より確実に固定できます。

性能で選ぶ

GSS-4SA

AT3040 より高価価格は未確認のため載せていません

AC筐体で使われているセンサーです。組み立て手順は AT3040 と同じなので、そのまま置き換えられます。

ケーブルをはんだ付けし、熱収縮チューブで保護した AT3040 センサー4本。ケーブルは束ねてまとめられている
4本そろえたところ。ケーブルの長さは自由に決められます(写真は継ぎ足して長くしたもの)

センサーはケーブルをはんだ付けして4本作ります。赤いケーブルが+。熱収縮チューブ(2.5mm)は10mmに切って使います。費用は 構成 の内訳にまとめてあります。

太鼓基盤

ベニヤ板を切って、2〜3時間で組む。

太鼓基盤は、面(打面)を載せてセンサーを仕込む土台です。12mm のラワンベニヤで作ります。

上板と下板のあいだに防振ゴムを14箇所入れて面を浮かせ、隣の打点へ振動が伝わるのを抑えています。

図面は A4用紙4枚分の実寸PDFです。印刷して貼り合わせれば、そのまま型紙になります。板はホームセンターのカットサービスに任せてもかまいません。

上板の実寸図面。外径424mm、内径356mm、Ø7とØ15の穴位置が寸法入りで描かれている
上板の実寸図面(外径 424mm)。下板・足も同じ精度で公開しています
太鼓基盤の仕様
対応面AC面・太鼓フォース面
AC基盤との互換性無
鉄板・スポンジ・樽使用できません
制作所要時間約2〜3時間
板材ラワンベニヤ 12mm

必要な部品

太鼓基盤に必要な部品
部品数量備考
防振ゴム14VD2-2015M6
M6ネジ14M6 L16
M6ナット14ネジピッチに注意
M6ワッシャー14—
ラワンベニヤ—12mm。ホームセンターなど
スペーサー—0.2 / 0.4 / 0.6mm。PLAで3Dプリント、ゴムネジに挟む

ラワンベニヤ以外はモノタロウでの購入がおすすめです。