いろんなセンサーで家の中のいろいろなものを測ってみた

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第３回デジタルガジェット祭り
いろんなセンサーで
家の中のいろいろなものを測ってみた
2016年6月23日
先端IT活用推進コンソーシアム
ナチュラルユーザーインターフェース活用部会リーダー
岡村和英(株式会社テクリエ)

Today’s Topics

3
鉢植えの土壌湿度を遠隔測定してみた
部屋の灯りの色を調整してみた
おまけ

4
おまけ

ガジェット紹介
5

6
土壌湿度センサー（アナログ）
地面に刺して電極間を流れる電流
を測定する

7
温度センサー（アナログ）
定番のDM35。あんまり正確じゃ
ないけど手軽に使える

8
The Air Board（制御用マイコン）
切手サイズのArduino互換機。
バッテリー付きなので単体で使え
る。
ボード中央にRGB LEDを搭載。

9
XBee ZB2（無線通信モジュール）
切手サイズのZigBee通信モ
ジュール。The Air BoardのXbee
規格ソケットに搭載して使う

10
動作確認用LED
測定および通信中に点灯
電池の無駄食いなので動
いたら外しちゃうよ

何が出来るの？
11
約10分毎に
「土壌湿度」「気温」
「バッテリー電圧」
を測定し、
PCに接続された親機に
送信
受信したデータを
plotlyに送信し、
リアルアイムでグラフ
描画

12
TheAirBoardなしでも
XBeeだけで出来るんじゃね？

13
TheAirBoardを
使いたかったんです！
おまけとして
バッテリー電圧の測定や、
土壌湿度に応じたLED点滅制御を
行ってみました

作ってみてわかったこと
TheAirBoard
✗アプリの書き換えが面倒！
• 付属のBLE通信モジュールで書き換
え可能だが技適が無いので国内で
は使えない
• UART接続も出来るが通信モジュー
ルを都度とりはずす必要あり
14

TheAirBoard
✗バッテリーの減りが早い！
• 容量が小さいこともありフルに使
うと１時間持たない
• 長時間使うためにはセンサーや通
信モジュールへの電源供給管理な
どが必要
15

Codebrender
オンラインでつかえるArduino
IDE
• 主要なライブラリが提供済み
• 互換機対応も豊富
• リビジョン管理が無いのが残念
16

XBee ZB
技適認証済みなので安心して使える
• 海外のベンチャー製品はほぼ全滅通信
モジュール
✗電波状態が悪いと省電力モードから
の復帰が間に合わずにデータが抜け
る
• 中継用にルーターモードに設定した
XBeeを追加設置することで改善可能
17

Plotly
複数データを１つのグラフにリアル
タイムでストリーム描画することが
可能
• １分間無通信状態が続くとタイムアウ
トするのでヘルスチェック送信が必要
バッテリーの消費具合を可視化でき
たのが最大の収穫
• 間欠動作ということもあり数値だけだ
と回路やプログラムによる改善効果が
わかりずらかった
18

19
おまけ

20

21
カラーセンサー（デジタル）
入射光のRGB値を測定する
センサー横につけられたLEDを点
灯し物体からの反射光を測定する
ことも可能

22
Tessel2（制御用マイコン）
LinuxベースでJavaScriptを動作
させるマイコンボード

• Philips Hue ( http://www2.meethue.com/ )
– ワイヤレス制御が可能な
LED電球
– ブリッジと呼ばれる有線
ハブと、複数のLED電球の
間をZigBeeで無線接続
– ブリッジの提供するHTTP
APIにアクセスすることで
電球の制御が可能
23

何が出来るの？
24
カラーセンサーで
環境光を測定
補正色になるように
調光

Tessel2
✗技適未認証
• 有線接続はできるけど残念
✗IC２ピンの配列
• GND/VCCに対してSCA/SDAの順
序がArduinoなどと逆
• 既存のブレイクアウトボードを直
挿しできない
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Tessel2
CoffeeScriptで書いたアプリも動作可
能
• ちょこっとしたこつが必要
• でも、メモリが少ないのでオーバーヘッ
ドが大きい
• 元々はデジタル光量センサーと測定色確
認用にカラーLEDを使っていたが、メモ
リ不足のために削除した
• Hue APIアクセス用の既存パッケージも
サイズが大きすぎたので、必要な機能の
みを自作した
26

✗リアルタイム処理
• センサーとデジタル通信を行うた
めにマイクロ秒単位の同期が必要
だったが、時間的な余裕がなかっ
たので空ループの実行時間を測定
して回避。たぶんこんなやりかた
じゃ駄目
27

Tessel2
✗WindowsでUSB接続できない
• 最初にUSBで接続してsshキーの登録を
しないとLAN側からの接続も出来ない
• ファームウェア更新はUSB接続でしか出
来ない
• Macに繋いで初期認証とファームウェア
更新を行った後、秘密鍵をWindowsにコ
ピーすることでWindowsからも取り敢え
ずの利用はできるようになった
28

29
土壌湿度センサーの
データ受信側に
Tesselを使えば
よかった・・・

30
おまけ

31
気温、湿度、気圧

32

33
JonnyFive
でいいよね

34
超指向性スピーカー＋ Hue

• パラメトリック・スピーカー実験キット
( http://www.tristate.ne.jp/parame.htm )
– 超音波を使用した、超単一
指向性可聴スピーカー
– 50個の超音波発振子
– 超音波は非常に直進性が高
く、広がりが少ない
– 狙ったところに音を届けることが可能
35

デモンストレーション
36

デモシステムの構成
37
空間OS
在室状況
起床時刻
睡眠度
状態取得起床制御

デモシナリオ 1-1
38
空間OS
在室状況
起床時刻
睡眠度
07:30
2 of 9
在室
起床時間にはちょっと
早いけど、睡眠が浅いから
起こしはじめよう！

39
空間OS
在室状況
起床時刻
睡眠度
起床制御
07:30
2 of 9
在室
環境音楽と優しい照明で
ゆっくりと起こすぞ！

40
空間OS
在室状況
起床時刻
睡眠度
07:30
4 of 9
在室
起床時刻なのに
まだ寝てるぞ！

41
空間OS
在室状況
起床時刻
睡眠度
起床制御
07:30
4 of 9
在室
うるさい音と激しい照明で
はげしく起こすぞ！

42
空間OS
在室状況
起床時刻
睡眠度
07:30
在室
無事に起きれたみたいだ。
音を止めて
普通の灯りをつけよう！
0 of 9

43
空間OS
在室状況
起床時刻
睡眠度
07:30
0 of 9
不在
部屋に誰も居なくなった。
灯りを消そう！

44
電子マネーリーダー

45

何ができるの？
46
電子マネーカード
や
おさいふケータイ
を
リーダーにかざす

何ができるの？
47
各種電子マネーの
残高が表示される

48
Arudinoと同じマイコンチップに
FeliCaリーダーの制御プログラム
を格納

最新情報は
こちらをご参照ください
http://aitc.jp
https://www.facebook.com/aitc.jp
ハルミン
AITC非公式イメージキャラクター
49

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