はじめてのウェアラブル 人間センサの作り方

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BLE でピッ! ARM マイコン×
9 軸センサ・モジュール= My カスタム・デバイス
はじめてのウェアラブル
人間センサの作り方
井田 健太
ホストPC
BLE
筆者の作った中継基板
6cm
センサ・ユニット
PSoC 4 BLE
(サイプレス
セミコンダクタ)
9軸センサ
LSM9DS0
(STマイクロエレクトロニクス)
6cm
SPI
厚さ4.5cm
±200g 加速度センサ
(a)腕につけた状態
ADXL375
(アナログ・デバイセズ)
BLE通信付きARMマイコン
PSoC 4 BLE
9軸センサ
LSM9DS0
SPI
BLE
±200g
g
加速度センサ
ADXL375
SPI
SPI
図 1 ハードウェアの構成
センサはストロベリー・リナックスから,PSoC 4 BLE はスイッチサイ
エンスから購入した
装置は次の思想で設計しました.
1,軽い…基板単体で 27g,カバーまで入れて 60g
2,小さい…6 × 6 × 4.5cm
3,安価…広レンジ加速度センサも入れて 8,000 円
4,好きなセンサを追加できる
My ウェアラブル人間センサの特徴
(b)主な基板
写真 1 製作したウェアラブル・センサ
外形寸法は 6 × 6 × 4.5cm だが本気になれば 3 × 3 × 2cm は可能
センサを腕や腰に取り付け,取得したデータをパソ
コンに転送できるウェアラブル装置を作ります
(写真 1).いろいろな運動をデータ化できるようにな
ります.
スマートフォンにも 9 軸センサや気圧センサなどが
搭載されていますが,スポーツの激しい動きを計測す
るために,100 ∼ 200g と重いスマートフォンを手首
や頭に取り着けるのは無理があるでしょう.
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● 構成
今回,演算や表示が簡単な MATLAB Home を PC
上で利用します.そのため取得したセンサ・データを
リアルタイム(100kSps)に,CSV 形式で保存できる
ようにします.
センサ・ユニットから PC へは無線で接続すること
で,自由に動き回れるようにします.無線規格には電
力消費の少ない Bluetooth Low Energy(以下,BLE)
を選択しました.
図 1 にハードウェア構成を,図 2 にソフトウェア構
成を示します.PC では,センサ・ユニットから送信
されたデータの演算や表示,ファイルへの保存を行い
2016 年 9 月号