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2018年2月5日月曜日

Arduino nanoで肩こり対策デバイス・その2


■原理■

同僚さんから、「肩こりがひどいので電子工作で何かできないか」というご相談をいただいて作ってみたシリーズ第二弾です。第一弾は首肩の傾斜で振動するパターンでした。

今度は「ふと気がつくとモニタに近づきすぎている。近づいたら警告を」というデバイスです。モニタの上端に貼り付けて使います。

距離計測は超音波とToFを試してみたのですが、超音波は人間の顔だとあまりうまいこと検出できず、手持ちのToFは計測レンジが微妙に遠くてNG。シャープの赤外線距離測定デバイスを使うことにしました。

■製作■

Arduino nanoのパチを使いました。

距離センサー

表示にはNeoPixels / WS2812b的なLED

回路は、それぞれのGND同士をつなぎ、ArduinoのVinとセンサーとNeoPixelsの電源同士をつなぎます。距離センサーは最大約2.8vのアナログ出力なのでアナログ入力A0、ArduinoのA1とNeoPixelsのDinをつなぎます。

今回、0.19mmのエナメル線で配線しました。ワイヤリングペンも作ったので、GND-GND-GNDとつながるような場所が大変楽です…と言いたいところですが、所要時間的には架橋ポリエチレン被覆線とあんまり変わらなかったです。



ワイヤリングペン、シャープペンに通すのに例によって30cmほどに切ったワイヤを先端から差し込んで後ろの本体と接合して引っ張り出す作戦を取りました。が、前回は0.3mmだったので突き合わせでハンダ付けできたのですが、今度は0.19mm、さすがに細くて無理だったので、瞬間接着剤使いました。この時期は空気が乾燥しすぎていてなかなか固まらないので困ったもんです。今度、接着促進剤ってのを使ってみたい。

見た目は悪いけど使い勝手は良いですw


■プログラム■

起動したら、5秒間距離を計測して平均値を取ります。これが基準値で、これより近づいたら=値が大きくなったらLEDを点灯させます。

loop()ではanalogReadからの値を簡易的な移動平均処理で測定誤差をツブして無駄なチラツキを減らしています。距離センサーからの値は最大で500ぐらいなので、上記の平均値と500との中間点までは黄色、それを越えて近づいたら赤で点灯するようにしました。


2018年1月24日水曜日

ストレートネック矯正デバイスw

パチDigiSpark。小さいよかわいいよ。

同僚さんからストレートネックから来る肩こりに困っているので何とかなりませんか?と依頼。さくっと作ってみました。
追記

■原理■

本当は加速度センサーを2個以上使って頚椎の屈曲ぐあいを計る必要があるんですが、簡易的に頭が前傾しすぎたら警告を発するようにしました。起動から5秒間の平均値を求め、それ以上前傾したらダメ!です。

今回のユーザはメガネさんなのでメガネにセンサーを取り付けることにして、ポケットに本体と振動モータと電池を入れられるようにしました。

■構成■

マイコンとしてATTiny85のDigiSpark、センサにはADXL345(オーバースペック)、通知には秋月の振動モータ、ドライブは2SC1815です。振動モータは振動モータにしておくのがもったいないブラシレスです。ドライブ回路内蔵なので、電流制限抵抗省略、多分クランプダイオードも入ってるだろ、ということで外付けは省略。気になる人はちっこいダイオード付けておきましょう。

電源はモバイルバッテリを使いましたが、アイドリング中の消費電流が小さいのでバッテリ側で勝手に電源をオフにしてしまいます。幸い、SANYO KBC-L3S(絶版)は微小な電流でも切れないので、今回はこれを使います。cheeroのIoT機器用バッテリもこういう用途に使えるはずなのですが、ずっと欠品のままで3ヶ月です。このまま発売停止なら何か作るんだけど…出るのかでないのかはっきりしてくれい>cheero

回路図途中まで書いたけどKeynoteとEagle混合だとうまくいかず挫折orz
(あかん)


ということで配線図。

DigiSparkADXL3452SC1815モータ
5VVcc+
GNDGNDE
PB0SDA
PB2SCL
SC→5.1k→5V
SDO→5.1k→GND
PB1B(1kΩでPB1接続)
C-

CSをプルアップ(1608使用)
SDOをプルダウン(でかい)

プラスに配線、マイナスにコレクタ、ベースに1kΩと緑、プラスに赤、エミッタに黒

■追記:続編■

モニタからの距離を測定するバージョンも作ってみました。

■制御プログラム■

探すと見つかるインターネット。まず、これでADXLとDigisparkがちゃんとつながっていることを確認します。y方向に傾けるとオンボードのLEDが着いたり消えたりすればOK。

以下、
  1. 起動したら0.1秒 x 5秒間、X軸方向の加速度(傾斜)を検出し平均値を求める
  2. 平均値取得が終わったら0.1秒振動モータを回す
  3. それ以降、平均値より前傾したら振動モータを回す

だけです。つまり、メガネのツルなどにこの装置のセンサー部分(ADXL345)を取り付けて、「これ以上首を傾けたらダメ」な状態でバイブレータが鳴るまで5秒間静止します。

その後は、普通にお仕事をして、鳴ったら姿勢を改める、という仕掛けです。

なお、傾斜スイッチと振動モータと電池だけでいいじゃん、というツッコミを禁止します。