エンジニア達の「完全に理解した」LT資料

1. 心拍センサでIoT
完全に理解した
エンジニア達の「完全に理解した」LT資料
発表 あかみの as 五穀米さらだ
発表日 2023年02月23日

2. 自己紹介
• 技術系 as あかみの
＠minotw996
• バーチャル as →
@vgare2023
当初はセンサーやカメラのGUIを作るはずが、最近はモーター制御したり基板作るハメに
好きな言語はTypeScript
苦手な言語はC++ （←IoT系にとっては致命的）

3. 雀士1: 76-平常 雀士2 : 88-平常
雀士3: 68-平常 ワシ : 70-平常
こんな感じで配信時の心拍数を表示したい
今回やりたかったこと

4. 今回やりたかったこと
雀士1: 76-平常 雀士2 : 88-平常
雀士3: 68-平常 ワシ : 200-異常
友人対戦配信で使ったら、余計な心理戦が生まれておもしろそう

5. 必要なハード
マイコン
ESP32-DevKitC
ESP-WROOM-32開発ボード
1,600円 ＠秋月
その他ケーブルや配線類
1,000円未満
約5,000円なので
技術書1.5冊前後の価格で作れちゃいます！
（人件費含まず）
センサ
GROVE-心拍センサ
2,145円@スイッチサイエンス

6. 必要なもの
マイコン
ESP32
心拍数センサー
GROVE-心拍センサ
サーバー
Firebase
Realtime Database
今回は自分の心拍数をDBに書き込んで、ブラウザ上で確認するところまで実施

7. 必要なもの
マイコン
ESP32
心拍数センサー
GROVE-心拍センサ
サーバー
Firebase
Realtime Database
今回は自分の心拍数をDBに書き込んで、ブラウザ上で確認するところまで実施
約5,000円なので
技術書1.5冊前後の価格で作れちゃいます！
（2回目）

8. アプリケーションの構成
今回は
①心拍データの取得と計算+DB更新 ＠ESP32+Firebase
②ブラウザ上でリアルタイム更新の確認まで実施 ＠React+Firebase
write
リアルタイム
通信
Wi-Fi
心拍信号

9. 心拍の取得とDB更新＠ESP32
電源用の2本と、心拍検知時に信号を送るシンプルなセンサでした
Q.ハードは配線が難しそう
A.今回は秒で終わります
黒-GND
赤-3.3V
黃-番号が振られたピンならOK
（今回は34を使用）

10. 心拍の取得とDB更新＠ESP32
専用のIDEのセットアップは割愛
VScodeの拡張でPlatformIOからもコンパイル可能
Q.Arduino言語とはなんぞや
A.C++をベースにした言語
Arduinoという専用マイコンもあるので
たまに検索がまぎらわしい
IDE経由でライブラリをインストールすると
サンプルコードもそのまま使えることが多い
ので、電子工作入門でよく使われる

11. 心拍の取得とDB更新＠ESP32
Firebaseとの連携には
Firebase ESP32 Client
を使用
Githubの
ドキュメントもサンプルコードも
分かりやすかった。

12. 心拍の取得とDB更新＠ESP32
組み込み系は
1. 立ち上げ時に1回だけ行う処理
2. 電源が切れるまで繰り返し行う処理
で構成される
今回は1で
①センサからの信号を読むINPUTピン定義
②Wi-Fi接続
③Firebaseへの認証
④心拍信号キャッチ時の割込み関数の設定
（上記関数内で）心拍BPM計算、20個移動平均計算、
受信フラグの処理
立ち上げ時の実行部分＠setup()
作った関数の中身は割愛
①
②
③
④

13. 心拍の取得とDB更新＠ESP32
なお、心拍キャッチ時にDBに書き込みに行けば無駄がないと思い
そんなコードを書いたら、ESP32さんがパニックを起こしました

14. 心拍の取得とDB更新＠ESP32
なお、心拍キャッチ時にDBに書き込みに行けば無駄がないと思い
そんなコードを書いたら、ESP32さんがパニックを起こしました

15. 心拍の取得とDB更新＠ESP32
繰り返し実行するloop()内で
変数のoldCountとcountの比較で
フラグチェックをして、
フラグ変更が確認できたら
計算済み心拍データをFirebaseに書き込み
とした。
【ハマりポイント】
前述の割込み関数の中でFirebaseに書き込みまで実行しようとすると強制リセットが起こる
【原因】
割込み関数は優先度が高く、ネットワーク通信は優先度が低いため、適切な切り分けが必要
【対策】
setup()でフラグを持たせ、loop()でチェックして書き込み、と優先度の矛盾と競合を解消
【解決方法】設定されている優先度を理解して、切り分ける

16. で、FirebaseとReactの連携は
皆さんのほうが詳しいと思うので割愛します
全37行のクソシンプルUIがこちら
②ブラウザ上でリアルタイム更新の確認

17. 結果：無事に合成できた

18. まとめ
心拍センサでIoT 完全に理解した！
+
遊び心で技術を使うのは楽しい！