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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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先端IT活用推進コンソーシアム(AITC)
第3回 デジタルガジェット祭り

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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

  1. 1. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 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)
  2. 2. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. Today’s Topics
  3. 3. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 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. 4. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 4 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
  5. 5. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 5
  6. 6. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 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. 7. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 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. 8. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 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. 9. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 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. 10. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 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
  11. 11. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 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. 12. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 12 TheAirBoardなしでも XBeeだけで出来るんじゃね?
  13. 13. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 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
  14. 14. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 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
  15. 15. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 作ってみてわかったこと 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
  16. 16. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 作ってみてわかったこと 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
  17. 17. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 作ってみてわかったこと 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
  18. 18. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 作ってみてわかったこと 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. 19. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 19 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
  20. 20. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 20
  21. 21. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 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. 22. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 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
  23. 23. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 • 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
  24. 24. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 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
  25. 25. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 作ってみてわかったこと 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 25
  26. 26. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 作ってみてわかったこと 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
  27. 27. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 作ってみてわかったこと ✗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
  28. 28. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 作ってみてわかったこと 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. 29. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 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. 30. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 30 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
  31. 31. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 31 気温、湿度、気圧
  32. 32. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 32
  33. 33. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 33 JonnyFive でいいよね
  34. 34. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 34 超指向性スピーカー + Hue
  35. 35. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 • 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
  36. 36. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. デモンストレーション 36
  37. 37. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 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
  38. 38. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. デモシナリオ 1-1 38 空間OS 在室状況 起床時刻 睡眠度 状態取得 起床制御 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. 39. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. デモシナリオ 1-2 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. 40. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. デモシナリオ 2-1 40 空間OS 在室状況 起床時刻 睡眠度 状態取得 起床制御 07:30 4 of 9 在室 起床時刻なのに まだ寝てるぞ!
  41. 41. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. デモシナリオ 2-2 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. 42. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. デモシナリオ 3-1 42 空間OS 在室状況 起床時刻 睡眠度 状態取得 起床制御 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. 43. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. デモシナリオ 3-2 43 空間OS 在室状況 起床時刻 睡眠度 状態取得 起床制御 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. 44. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 44 電子マネーリーダー
  45. 45. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 45
  46. 46. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 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
  47. 47. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 何ができるの? 47 各種電子マネーの 残高が表示される
  48. 48. Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. ガジェット紹介 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
  49. 49. 最新情報は こちらをご参照ください Copyright © 2016 Advanced IT Consortium to Evaluate, Apply and Drive All Rights Reserved. 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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