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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)

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Today’s Topics

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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.
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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

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5

6.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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何が出来るの？
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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.
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12
TheAirBoardなしでも
XBeeだけで出来るんじゃね？

13.
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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

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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
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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
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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
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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
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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
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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

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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

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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

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• 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
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24.
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何が出来るの？
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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

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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
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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
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27.
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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
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28.
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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
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29.
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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・・・

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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.
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気温、湿度、気圧

32.
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JonnyFive
でいいよね

34.
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超指向性スピーカー ＋ Hue

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• 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
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デモンストレーション
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37.
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デモシステムの構成
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空間OS
在室状況
起床時刻
睡眠度
状態取得 起床制御

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デモシナリオ 1-1
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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.
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デモシナリオ 1-2
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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.
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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.
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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.
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デモシナリオ 3-1
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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.
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デモシナリオ 3-2
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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.
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電子マネーリーダー

45.
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46.
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何ができるの？
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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.
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何ができるの？
47
各種電子マネーの
残高が表示される

48.
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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

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