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自作サイクルコンピュータ3

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  自作サイクルコンピュータをアップグレードしました。
  以前はホール素子でホイールの回転を検出していましたが、有線接続だとスマートではないと思い、BLE(Blue Tooth Low Energy)で無線化しました。
 無線化のために、回転検出センサを変更しました。センサとしてはいろいろ採用し得るのですが、IMUを買っておけばなんとかなると思いまして、arduino nano 33 BLEを購入しました。arduino nano 33 BLEには、加速度センサ、ジャイロセンサ、温度センサなど、いろいろなセンサが搭載されています。他にも選択肢はありますし、ちょっとオーバースペックな気もするのですが、技適を満たすシンプルなデバイスを探すのが難しく、arduino nano 33 BLEに落ち着きました。加速度センサか、ジャイロセンサを使えばホイールの回転を検出できるだろうということで。
 表示デバイスとしてもいろいろとあり得ますが、普段使っているandroidスマートフォンに速度を出力させることにしました。
 以前使っていたLCDだと屋外で文字が読み取れないので。。。
 ホイールのハブにarduinoを取り付け、ホイールの回転を加速度で検出し、ホイールの周長と1回転に要した時間から自転車の速度を算出する方式で試作したところ、うまくいきました。
 びっくりするほど簡単に開発が完了してしまいました。速度をBLEで送信するためのプロトコルを学習するために多少の時間がかかりましたが、arduino側のプログラムは数日で完成しました。arduinoの開発環境で使えるサンプルが公開されているので、サンプルのコードを1行ずつ理解する作業を繰り返したところ、速度計のアルゴリズムをコーディングすることができました。

 今回の構成において、スマートフォン側では受信した速度を表示させるだけなので、スマートフォン側のプログラムは極めて単純なもので充分です。そこで、スマートフォン側のプログラムはjavascriptで書いています。こちらも、javascriptを使ってBLE通信させるために少し学習が必要になりましたが、ネット上のサンプルプログラムを少し修正することで速度を表示させることができました。
 arduinoは以下のようにフロントホイールに取り付けました。

 arduinoがむき出しでは不安なので、arduinoと電池は、さらに梱包材でカバーしました。arduinoへの給電はUSBケーブルを使ったので、以前作成したレギュレータを流用しました。ところが、単3電池2本を使うため、結構大きく、全くスマートではありません。せっかく無線化したのに電池がこんなに大きくては台無しですね。。。

 ちょっと映り込みがひどくて見づらいですが、速度計はこんな感じで、androidスマートフォンに速度のみを表示する形式になっています。写真は、フロントホイールを持ち上げて少し回して速度を7km/hにしています。

 この速度計を使って少し走ってみましたが、概ね、妥当な速度を出力しているように思えました。自作したデバイスとともに走るとちょっとテンションUPですね。

 

 今回、電子工作によっていろいろなデバイスを作成するのはとても簡単であることを知りました。
 「やりたいこと」が明確であれば、大概の機能は、インターネットを使って実現方法を調べることができます。
 サイクルコンピュータの自作は、自作過程でいろいろな技術を学習するつもりで取り組んでいるのですが、あまりに簡単に完成してしまったので、学習の機会としてはちょっと物足りなかったと感じています。より深く学習するためには、これをきっかけに本を読んだり、他のデバイスを作成したりすることが必要と感じました。デバイス間通信をするためのSPIやIICに触れてみたかったのですが、今回はBLEを使ったのでSPIやIICを直接的に使う機会がありませんでした。これらの学習は別の機会ですね。


 一方で、世の中に出回っている各種のプロダクトは、とても完成度が高く、価値があることに、改めて気づきました。
 今回自作した速度計は、上述したように、無線で通信しますが、電池がでかすぎたり、ケーブルがホイールに巻き付いていたりして、全くスマートではありません。デバイスむき出しでは事実上、使えません。
 世の中に出回っている速度センサやケイデンスセンサ、これらを用いるサイクルコンピュータは、とてもコンパクトで多機能です。そのようなデバイスを自作するのはとても難しい。自作する際の学習コストや部品のコストを考えると、世の中に出回っているサイクルコンピュータの価値がとても高いことに気づかされます。これはサイクルコンピュータに限らず、どのようなデバイスでも言えそうですね。


 最近、自転車でロングライドするために、サイクルコンピュータやサドルバッグなど物色していますが、その際、ついつい、自分の予算とプロダクトの価格を比較して予算内で購入できるようにプロダクト選択しがちです。でも、このような物の選び方を少し考え直すべきかなと思うようになりました。
プロダクトの本来の価値、自分にとっての価値を考えて、必要なら予算を増やすとか、予算が増えるまで購入を少し先送りするとか、これらを選択肢として考えるべきのように思えました。各種プロダクトは技術者さんが開発コストをかけて開発しているのだから、そして、それを自分で実現するのはほとんど不可能なのだから、、、価格だけではなく、物を手に入れることで私自身が手にする価値をもっと考えたいですね。

 


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