私設研究所 ネオテックラボ
～今までにない全く新しいセンシング技術を研究する受託研究会社～
特注計測システム、教材用プリント基板の受託開発も行います。
●自由な発想で自主研究を楽しむために管理人が勝手に開設した私設研究所がNeo-Tech-Lab(ネオテックラボ)です。
●当研究所は医療診断用センシング技術を中心とした新しいセンシング技術を研究しており、受託研究を生業としています。
●興味を持ったものならなんでもありの姿勢で臨んでいるため、磁気・音響・生体計測等の計測分野でも活動を行っています。
●限られた予算で研究・開発を行うために電子工作やソフトウェア等の技術 も研究ツールとして積極的に活用しています。
●当サイト(Neo-Tech-Lab.com)は、研究ツールとしての技術内容を公開するために2005年12月10日に設立しました。
●当サイトにおいて公開している技術は当研究所の研究内容ではなく、あくまでも研究に利用している技術に過ぎません。
(設立当初の研究内容について一部公開していますが、更新しておらず、かなり古い内容です。)
各コンテンツのご利用にあたっては、上記をご理解の上、各自の責任にて取り扱いには十分ご注意下さい。
2008/02/09 Tomoaki Ueda (上田 智章)
■管理人の 自己紹介 ☆
■当研究所への連絡方法
■便利なウェブ･リンク集
■研究パートナーリンク
■好奇心リンク
■サーバーURL
■設立当初の研究内容
●センチネルリンパ節検出センサ
●音響FDTD(音響シールド)
●人工ゼロ磁場空間
( ３次元アクティブ磁気シールド )
●高周波磁界曝露装置
■掲示板[FC2 BBS]
■当サイトはリンクフリーですが、著作権については放棄しておりませんので、コンテンツの無断掲載はお断りいたします。
■原則としてクライアントではない一般の方からの個別のメールによる質問には応じかねます。
特に仕事上の困り事を質問という安易な形で尋ねて済ませようとお考えの方に当方が手助けをすることはありません。
■当サイトはブラウザ(HTTPプロトコル)以外でのアクセスを「不正アクセス」またはそれに準じる行為と考えます。
この場合co.ukサイトをアクセス禁止とさせていただきます。変なツールを使うとアクセス禁止になるので注意してください。
(単になかなか上達しないJavaScriptを試してみたかったので作っただけなのですが．．．)
多忙のため管理人が直接返事をすることはないかもしれませんが、毎日数百人程度来られているようなので他のドメイン
の板に分散して質問されるよりはましかもしれません。しばらくスレ建て等様子を見ますので、ご自由にお使い下さい。
●Google Maps API、写真、動画、CG等のメディア融合サイトを模索しています。この構築のためPanoramioに掲載していた全写真データ(3,600枚)を一旦削除しました。現在、地道にデータベース、ツールを構築中です。
1) 西陣織会館の着物ショー・デモ 2) 桂離宮参観・デモ 3) 仙洞御所参観・デモ 記載日 2009/04/17
●ViewMyPanoramio
地図上に配置された写真の分布を見ることで、そのユーザーの活動範囲を知ることができます。
将来的に２２，４４４もの個別ページに自動的に個性を与える自動個性化処理の実験を行う予定です。
Panoramio World Index
●Panoramio会員間では「どうすればお気に入りユーザーを新規開拓することができるか？」が話題になっています。活発な活動をしているユーザーは全体の１％にも満たないため、数１００人のユーザーを探してもお気に入りのユーザーは２、３人しか見つけることができない からです。この問題は会員間の交流を目的としたサイトならどこでも抱えている問題です。
●そこで、Panoramioの２８０万ユーザーを検索して地図上に１００枚以上の写真を公開しているユーザー２２，４４４名を抽出し、Panoramio World Indexを作成しました。ここから各ユーザーごとのViewMyPanoramioやユーザーの閲覧ページに飛ぶことができます。タブでPanoramio Japan Indexに切り替えれば日本語表示でも一部表示可能です。他に本家にはない人気ベスト１０表示 機能も追加しました。将来的にもっと写真を楽しめる機能を追加する予定です。 記載日 2009/03/04 追記 2009/03/11
情報提供サイトを利用した新しい合法的研究動向調査方法をご紹介します。マーケティングにも有効でしょう。
がんや虚血性心疾患との闘いをいよいよ本格的に開始します。
何かパソコンに接続する計測機器を開発しようとすると、技術者の分業化が進んでしまっているために大掛かりなプロジェクトになりがちです。世の中の大半の企業では、ソフト屋（アプリケーション、組み込み）、ハード屋（アナログ、ロジック設計、マイコン、電源）、さらには基板屋（アートワーク）までと、細かく分業化が進んでいます。ちょっとした機器開発に４、５名のエンジニアが必要になることもあります。人が増えると意思疎通に必要な会議時間も増え、開発期間も長くなってしまいます。当然、開発費は膨らみます。世界的に不景気なご時世に、このような大型開発プロジェクトはもうあり得ないと思いませんか？
ではどうすればよいのか？答えは共有の知識を持ったHyper-Generalistを大量生産することです。
電子回路技術（ハードウェア、ソフトウェアとも）の未経験者がシステム設計・開発に必要なエッセンスを修得するのに必要な時間は恐らくたったの２４時間程度だと思います。三日坊主という言葉がありますが、１日８時間なら三日坊主にならずにすむでしょう？アナログ系電子回路の基礎 (１時間)、ディジタル系電子回路の基礎（１時間）、・・・・・と順次まとめていく予定です。（記事を書く方は三日坊主になる可能性大ですが．．．）
「アナログ系電子回路の基礎」、「ディジタル系電子回路の基礎」について紹介します。内容は、アナログは取りあえず試作回路を製作するのに必要な知識程度 、ディジタルはCPLDやFPGA開発ツールのライブラリの動作が理解でき、必要であれば自分で新しいライブラリを作成するのに必要な知識程度をまとめました。市販ユニットやモジュールの利用やマクロ・ライブラリの利用だけでも一見なんとか仕事ができそうですが、これでは計測につきもののトラブルを解決する能力がまったくありません。ここは面倒くさくても基礎の理解を深めてください。
●アナログ系電子回路の基礎 (1時間目) written by Tomoaki Ueda (上田智章)
掲載日 2008/12/29
■アナログ系電子回路図で使うことが多い記号
■オペアンプの基礎
■オペアンプの性質 ■オペアンプの電源の処理 ■アナログ・コンパレータ ■ボルテージ・フォロワ
■アクティブ・グランド ■反転増幅器 ■非反転増幅器 ■差動増幅器 ■入力バイアス電流の小さな差動増幅器
■計装用アンプ(instrumentation amplifier) ■電流/電圧コンバータ ■電圧/電流コンバータ
■積分器 ■正帰還型ロー・パス・フィルタ
●ディジタル系電子回路の基礎 (2時間目) written by Tomoaki Ueda (上田智章)
掲載日 2009/01/09 最終修正日 2009/01/12
■基本ゲート・ロジック (Basic Gate Logic)
■コンバータ (Converter) ■インバータ (Inverter) ■シュミット・トリガ (Schmidt Trigger) ■バッファ (Buffer)
■AND (論理積) ■NAND ■OR (論理和) ■NOR ■XOR (exclusively OR 排他的論理和) ■XNOR
■VCCとGND(グランド) ■論理の等価変換法について (ド・モルガンの公式)
■入出力ピン (Pin) ■ピンとバッファ ■デコーダ (decorder)
■INV-AND-OR-treeを理解せよ！
■セレクタ ■プライオリティー・エンコーダ ■XORとINV-AND-OR-tree
■加算器 (adder) ■高速加算器を作るためのキャリー・ルック・アヘッド回路 (Carry Look Ahead)
■インクリメント (increment) ■ディクリメント (decrement)
■レジスタの活用
■RSフリップ・フロップ ■レジスタとラッチ (registerとlatch)
■これだけは押さえておきたいレジスタのバリエーション
■非同期カウンタとその欠点 ■同期式カウンタ（アップ・カウンタとダウン・カウンタ）
■シフト・レジスタの構成法とその用途 ■ステート・マシン ■シーケンサ ■マイコンもどき
★しばらく、上記２記事の追記・修正のみ行います。．．．と言いながらやりかけでほったらかしたりします。
【現時点での予定】
●Quartus II Web Editionの使い方(３時間目) written by Tomoaki Ueda (上田智章)
DownloadとInstall、回路図エディタの使い方、階層構造設計の仕方、回路シミュレーションの方法、UFMの使い方
知っておくと便利なマクロ、高速回路設計のポイント等
●VBAの使い方（４時間目） written by Tomoaki Ueda (上田智章)
ExcelやPowerPointに標準実装されているVBA(Visual Basic for Application)を有効利用する方法を解説します。
最低限度の文法、セル値の読み出しと書き込み、フォーム部品の使い方、
Win32APIの使い方 (sndPlaySound GetTickCount ・・・・・・・)
FTDI社FT232RL、FT245R、FT2232の使い方（VCP、D2XXドライバ）
●VBAで３次元CG（５時間目） written by Tomoaki Ueda (上田智章)
掲載日 2009/01/22 最終修正日 2009/01/25
■３次元グラフィックス ■VBAの利用準備 ■VBAでの画像表示法 ■bmpファイル形式 ■２Dピクセル描画
■Zソート ■Zバッファ ■３Dピクセル描画 ■２D直線描画 ■３D直線描画 ■RGB補間直線描画
■スキャンライン描画 ■三角形描画 ■任意多角形描画 ■テクスチャーマッピング
■クリッピング ■透視変換法 ●スクリーン平面への投影 ●２次元座標への変換 ●単位ベクトルの求め方
■ライティング ■シャドーイング ■モデリング ■ボーン ▽バンプ(凹凸) ▽フォン・シェーディング
と 「MikuMikuDance」
Panoramio
World Index
現在22,444ユーザーを登録
3000枚を超える風景写真
Google Earthにも掲載中!
■フォトギャラリー(京都編)
●金閣寺
●平等院
●渉成園
●三千院
●寂光院
●光明寺
●城南宮
●仙洞御所
●平安神宮
●伏見稲荷
●伏見桃山城
●下賀茂神社
●石清水八幡
●東寺
土産物や実演を見ている間にこのきものショーが２回は見れます。1日7回。
西陣織会館
◆Boston
◆Singapore
◆Ulm
●鎌倉大仏
●鎌倉長谷寺
●大船観音
●善光寺
●鎌先温泉
●繋温泉
●仙台
●秋田市内
●盛岡市内
A-1 「汎用OPアンプとロジックだけで構成するセンシング回路設計術」 掲載日 2008/12/12
PDM(Pulse Density Modulation)回路設計の基礎 written by Tomoaki Ueda (上田智章)
●2008年12月12日秋葉原で開催されたDSP & FPGAデザイン ワークショップ2008の講演内容(A-1)の追加情報です。
■パルス密度変調(PDM : Pulse Density Modulation)型D/Aコンバータ
簡単な外付けLPF (Low Pass Filter)だけでCPLDもD/Aに！市販品 よりローコストなD/A。
●PDM D/Aコンバータの基本構造と動作原理について
●PDM D/Aコンバータに必要な外付け回路の例
●民生機器で採用されているその他の簡易なD/Aコンバータの方式とその限界
●PWM (Pulse Width Modulation)とPDM (Pulse Density Modulation)の違い
●基本構造PDM D/Aコンバータの設計例
●任意分解能のPDM D/Aコンバータを実現する方法 (出力分解能も自由に変更できる)
■PDM型電子ボリューム （乗算） これで調整回路も不要になる？！
●PDM型電子ボリュームの基本原理
●PDM型電子ボリュームの設計例
■PDM型A/Dコンバータ CPLDとオペアンプでA/Dコンバータも作れる！
●比較フィードバック型A/Dコンバータ
●バイナリツリー探索型A/Dコンバータ
●逐次比較型A/Dコンバータ
●変化量可変方式比較フィードバック型A/Dコンバータ
■オペアンプ２個で実現できる∑⊿ (シグマ・デルタ)方式A/Dコンバータ
■任意の周波数の信号を発生するDFL（Direct Frequency Loop）
●DFLを応用したボーレート・ジェネレータの例 (任意のクロックから高精度なボーレート・クロックを作る)
■DDS (Direct Digital Synthesizer) (任意周波数の正弦波を発生する)
●DDSの構成例 (Altera CPLD EPM240T100C5の場合)
●位相調整回路を付加した同期検波用DDSの構成例
●Direct Digital Synthesizerと同期検波用矩形波の生成例
■UART(調歩同期式シリアル通信) (CPUを介さずにCPLDだけでWindowsコンピュータと調歩同期シリアル通信を行う)
●最もポピュラーなシリアル通信フォーマット
●シリアル通信送信回路部 (A/D変換値やポート・データをWindowsに返す際に必要となる基本ブロックの構成方法)
●シリアル通信受信回路部
(ボーレートの４倍クロックでスタート・ビット検出、各データ・ビットを同期格納、ストップ・ビットで受信バッファに格納)
■Appendix DDSやPDMに特有の低周波揺らぎについて
■ワイヤレス生体計測システムの事例紹介 (ZigBeeでワイヤレスモニターを！ Bluetoothも同様に実現できます。)
■まとめ
【以前の関連記事】
2008/08/16 時代錯誤の回路図によるCPLD設計 やっぱりAltera Max II ! （随時追加予定）
●シリアル通信関連
■ボーレート・ジェネレータ
■シリアル通信受信回路(調歩同期方式)
■シリアル通信送信回路(調歩同期方式)
●信号変換関連
■Pulse Density Modulation(PDM)方式D/Aコンバータ
【以前の関連記事】
トランジスタ技術2006年4月号付録基板のMax
IIを使ったDDS
■DDSの動作原理
■CPLDでDDSを構成する方法の概要
■Max
IIで構成したDDSの回路について
■プリント基板の回路図
■Quartus
IIの使い方
■Max
IIのロジック設計(回路)
■あとがき
●「超電導量子干渉素子を使った高感度磁気センサのお話」 掲載日 2009/01/19
SQUID (Superconducting Quantum Interference Devices) written by Tomoaki Ueda (上田智章)
■SQUIDとは？
■SQUIDのデバイス構造
■SQUIDのデバイス特性
■IV特性 ■ΦV特性
■環境磁気ノイズについて
■ピックアップ・コイルの種類
■FLL (Flux Locked Loop)
■磁気変調方式FLL ■Drung方式FLL（Slope Lock方式）
■超ワイド・レンジ遷移カウント方式高精度FLL ■超ワイド・レンジ超高速２相カウント方式FLL
■素子特性試験器の回路図
■FLLの回路図
■脳磁（MEG：Magneto-Encephalograph）
■心磁（MCG：Magnetocardiograph）
■心磁計測方法
■心電図同期加算方式によるノイズ除去
お待たせしました。心電計キットの通信販売を開始いたします。
以前BioSignal社が販売していた心電計キット(写真１下)と比較して若干小型化(写真１上)され、大幅にコストダウンしました。
●入力１ｃｈ、ACカップリング、フォトカプラ絶縁
●USBインターフェース(電源はUSBから供給。ECGアンプとマイコンはオンボード絶縁電源経由で供給。)
●ソフトウェア公開(C#) ダウンロードはこちら 関連ドキュメント(回路図を含む)はこちら
●ECGアンプは汎用OPアンプで構成。
●電極は2mmφの医用のものが接続できますが、ホームセンターなどで購入できるステンレス製の金具でも利用できます。
型番 NTL-ECG-01 価格 \10,000円 ■送料 \550 ■代引手数料 \450
お問合せはshop＠neo-tech-lab.comまで。
■現在、本心電計キットに接続可能な赤外線脈波計ユニット(写真２は本心電計キットとの接続の様子)も開発中です。
※ソフトウェアの表示画面例を示します。(ボタンをクリックするとき波形が乱れるので一人で測定するのは無理かも。)
写真１ 写真２ 表示画面例１ 表示画面例２
当サイトのメインメニューです。
【雑誌・書籍掲載】 管理人の記事が掲載された本です。関連情報はこちら。
システムの概要とサーボモータの制御
ARMプロセッサを使用したロボット制御システムの製作(第1回)
【追加情報】
若干の説明(随時追加の予定です。)
サンプルプログラムのダウンロードはこちら
ARMプロセッサコア
GPSモジュール
ZigBeeモジュール
サーボモータ
ZigBee-USB変換モジュール
3軸加速度センサ
温度センサ
2軸ジャイロ・センサ
距離センサ
方位センサ
RS-485トランシーバ
画像表示のためのディジタル回路入門
●画像表示のためのディジタル回路入門
●第1章 画像表示のメカニズム 図形や文字をディスプレイ表示するために必要な知識
●第2章 ディスプレイ・コントローラの論理回路設計 FPGA/CPLDで同期信号やメモリ・アクセス信号を作る
●Appendix フリー・ソフトウェアを使用して配線パターンを設計する
●第3章 ディスプレイ描画プログラミング 図形や文字をマイコンで描画する
画像表示のためのディジタル回路入門
Analog Devices社のADuC7026BSTZ62とAltera社のMAX II(EPM240T100C5)をベースにしてSVGAに準拠した画面表示が可能なVRAM (800×600画素, ８色表示)を実装した超小型ボード・コンピュータを開発しました。FTDI社FT232RLを実装しており、無償ツールKEILで開発したADuC7026用C言語プログラムのダウンロードや通信をパソコンからUSBインターフェース経由で行うことができます。Max II用のJTAG端子も実装されているので、使用目的に合わせてロジック変更も可能です。
written by Tomoaki Ueda (上田 智章)
第1章 画像表示のメカニズム 図形や文字をディスプレイ表示するために必要な知識
pp.20-27
written by Hiroyuki Gurita (操田 浩之)
第2章 ディスプレイ・コントローラの論理回路設計 FPGA/CPLDで同期信号やメモリ・アクセス信号を作る pp.28-42
Appendix フリー・ソフトウェアを使用して配線パターンを設計する pp.43-45
第3章 ディスプレイ描画プログラミング 図形や文字をマイコンで描画する pp.46-60
サンプルプログラムのダウンロードはこちら
【追加情報】
●Max IIへのロジック書き込み方法について
●プリント基板データの参照方法について 回路図
●ADuC7026のプログラミングについて
●C#プログラムの使い方について
●記事訂正事項
■サンプル動画
1） サンプルプログラム [初期化画面の様子]
2) 誤差拡散法による静止画表示例
近日中に、本ボードを用いたDDS (Direct Digital Synthesizer)応用事例について追加情報を掲載する予定です。
Altera Max II EPM240T100C5
Analog Devices ADuC7026
FTDI FT232RL
Quartus II Web Edition
KEIL μVision
Video RAM Board
SVGA, 800×600pixels CPLD
マイクロコンバータ, ARM7TDMI
2008年3月号に掲載されたVRAMボードを通信販売いたします。代引きのみです。
●NTL-VRAM-01
完成品1セット \28,000
●NTL-VRAM-B
ボードのみ1枚 \4,000
■送料 \550
■代引手数料 \450
お問合せは
shop＠neo-tech-lab.com
まで。
特定商取引法に基づく表示
プリント基板の写真
特集 *加速度センサ応用製作への誘い
第２章 水面の揺れ方や水位から入浴者の健康状態をZigBeeで確認！
お風呂に浮かべるワイヤレス見守りセンサ
【プリント基板の頒布販売について】
第２章 水面の揺れ方や水位から入浴者の健康状態をZigBeeで確認！
お風呂に浮かべるワイヤレス見守りセンサ written by Hiroyuki Gurita
------------------------------------------------------------------------------------- 操田 浩之
【概要】日本国内で入浴中に死亡される方の数は交通事故死者数の1.5倍以上で、年間１万人を超えています。(一説には１万４千人という数字もあります。) このうち半数は浴槽内での事故によるもので死因は虚血性心疾患や貧血による溺死です。これらは早期に発見できれば助かる可能性があったと考えられます。人が入浴している場合には湯面が揺れることに着眼して３軸加速度センサで湯面の揺れを捉え、ZigBeeでデータを飛ばし、入浴中のプライバシーを守りつつ、健康状態にも目を光らせるセンサを製作してみました。
【追加情報】
●C#開発ツールの使い方関連情報
●dsPIC関連の情報
３軸加速度センサ, カイオニクス
ZigBee, 2.4 GHz IEEE 802.15.4
dsPIC, C# MPLAB
リモートセンシング 見守り
センサ ネットワーク センシング
ユビキタス 遠隔看護/介護
FT232RL, VCP
【主要部品入手先】
●秋月電子通商
３軸加速度センサ
800円/個
●ベストテクノロジー
ZigBeeモジュール
BTX025 ZIG-100B
5,250円/個
●イントロダクション2
加速度センサで検出できる物理量
●コラム 積分誤差を小さくするには工夫がいる
●第6章 3軸加速度/脈波/位置をZigBeeで飛ばして地図表示
GPS搭載のジョギング体調モニタ
●Appendix
加速度センサ選択のためのワンポイント
■ GPS搭載のジョギング体調モニタ
■公開プログラムのダウンロード
【注意事項】ViewGPSrecord5.htmをご自分のホームページに張り付ける場合は６行目中のkey=*****************" type="text/javascript"></script>と書かれた****************の部分をGoogle MapsTMに申請して取得したキー(Key)に置き換えて下さい。
【プリント基板の頒布販売について】
第６章 ３軸加速度 脈波 位置をZigBeeで飛ばして地図表示
GPS搭載のジョギング体調モニタ written by Tomoaki Ueda
【概要】ジョギング中の生体情報を３軸加速度センサ, 赤外線脈波計を使って収集し、GPS (Global Positioning System)情報とともにZigBeeを介して伝送・記録しておき、運動後に地図上で結果を閲覧するシステムを試作してみました。このシステムは、ドライブ・レコーダー、痴呆老人の見守り保護、キッズ・セキュリティー、畜産管理など非常に応用範囲が広いと思います。フリースケール・セミコンダクタ(freescale semiconductor)社製の３軸加速度センサMMA7260Qを実装したサンハヤトの３軸加速度センサモジュールMM2860を 採用しました。秋月電子通商の通販購入可能なカイオニクス社の加速度センサも使うことができます。構成は以下の通りです。
●ジョギング・センサー基板(ウェアラブル・コンピュータ)
PIC16F873 + ３軸加速度センサ + 赤外線脈波計 + GPSレシーバー + ZigBee
●ジョギング・モニター部
Windowsパソコン + FT232RL(USB I/F) + ZigBee
●ウェブ・サーバー
Google MapsTM APIを使って計測データを地図上に表示 。JavaScript
■公開プログラムのダウンロード
【注意事項】ViewGPSrecord5.htmをご自分のホームページに張り付ける場合は
６行目中のkey=******************" type="text/javascript"></script>と書かれ
た****************の部分をGoogle MapsTMに申請して取得したキー(Key)に置き
換えて下さい。
【記事訂正】
●回路図中、赤外線脈波アンプ部のOPアンプのピン番号に４か所ミスがありました。
訂正したジョギングモニターの全回路図と部品表
【追加情報】
●設計コンセプトやドライブモニターとしての実験例など
1) ジョギングモニターの設計コンセプト
2) ジョギングモニターの主な想定用途
3) 垂直加速度から何がわかるのか？
4) ドライブモニターとしての実験結果の例
5) サンハヤト製３軸加速度センサモジュール MM2860の優れた特徴
6) GPSレシーバについて(内部ブロック図)
●ジョギングモニターに使う加速度センサの選定にあたって
1) 加速度センサの動作原理
2) 静電容量型 VS ピエゾ抵抗型
3) 静電容量型MEMS ３軸加速度センサの比較
4) 静電容量型に適した他のアプリケーションの例
5) 傾斜角度検出の原理
●Google Maps APIの使い方について
・はじめに ・まず最初にGoogleのアカウント登録を！
・次に地図を表示するホームページの登録とキーを取得！
・地図を表示してみる！ ・便利なGoogle Maps API
●ドラッグ後に地図の中心座標を表示させる [メッセージの表示事例]
●地図の境界座標と中心座標の表示 [地図上にInfoWindowを表示する]
●地図上にランダムにマーカーを表示する [マーカーに対するイベントの設定]
●地図上にアイコンを表示する [InfoWindow内にテキストと画像も表示する]
●データベースに従って地図上に情報を表示する
●地図上に配置したアイコンをクリックした場合に写真を表示する
●赤外線脈波計のローコスト化
デュアルOPアンプ2個必要だった赤外線脈波アンプの回路を見直し、１個で済むように改良を施しました。
●赤外線脈波に変えて心電図を測定する場合 (超低価格心電計)
以前に発表した回路は高価なデュアルOPアンプ(ICL7621DCPA)を４個も使っていました。今回、回路の見直しをしてみました。１個20円のLM358を3個使って動作します。
(注意：この回路単独では絶縁対策がとれていないオシロスコープ、ロガーに接続するのは大変危険です。必ず電気的絶縁対策を取ってください。)
３軸加速度センサ, freescale
GPS, Global Positioning System
赤外線脈波計, 心拍, 脈拍数
ZigBee, 2.4 GHz IEEE 802.15.4
リモートセンシング 見守り
Google MapsTM API
地図表示心拍動
ウェアラブル コンピュータ
センサ ネットワーク センシング
ユビキタス 遠隔看護/介護
FT232RL, VCP
【主要部品入手先】
●サンハヤト
３軸加速度センサモジュールMMA7260Q
●ベストテクノロジー
ZigBeeモジュール
BTX025 ZIG-100B
5,250円/個
●ストロベリーリナックス
GPSレシーバー88001
8,000円/個
■記事で使用していた3.3V電源のGPSレシーバーは現在販売されていません。現在販売中のものは電源電圧は5Vですが、シリアル出力電圧は3.3Vレベルですので電源さえ ３端子レギュレータの追加などでなんとかすれば直結することができます。
【電子部品代替品情報】
筆者はRSコンポーネンツで赤外線受光素子BPW 34Sを購入しておりましたが、その後、販売が終了してしまったそうなので、代替品として以下をご利用ください。
●RS品番:２０３－１８３
KPD3065C (波長850nm)
●RS品番:２０３－２４０
KPD101M31 (波長850nm)
また、赤外線LEDは
●RS品番:２６７－８３８０
HIRL5010 (波長850nm)
をご利用ください。
本事例のプリント基板の場合、約１時間15分で加工できます。CAD設計から製作完了までの時間は８時間くらいです。
㈱ネオテックラボはミッツ社製プリント基板加工機を２台所有しています。
●記事に掲載された回路を再検討して開発したプリント基板の頒布販売を行います。
●販売する対象は現在のところプリント基板のみを予定しています。電子部品は含まれていません。電子部品は秋月電子通商、RSコンポーネンツ及びベストテクノロジーの３社から個別に購入していただく必要があります。
●回路図、部品表、組み立て方法、ソフトウェアはご購入いただいた方にお知らせいたします。
(←ソフトウェアの表示画面の例)●操田(ぐりた)浩之氏のあひるちゃん型浴室見守りシステムや自由落下の実験にも使えるように工夫しています。
●市販機能モジュールの活用により表面実装部品へのはんだづけは不要ですが、ローコスト化のためグリーンレジストやシルク印刷を省略してプリント基板加工機で製作した片面フェノール基板ですので、中級者以上のはんだづけテクニックが必要です。
【注意】このプリント基板ではGPSレシーバーの接続はできません。
基板の写真 完成した状態 赤外線脈波ｾﾝｻ 本体部分 ZigBee-USBｱﾀﾞﾌﾟﾀ
赤外線脈波アンプをデュアルOPアンプ１個に削減することに成功しました。
【ご用意いただく主要電子部品】
ZigBeeモジュールが高く、部品代は概算15,000円くらいです。
■ZigBee-USBアダプター基板
FT232RL USBシリアル変換モジュール(秋月電子通商 品番AE-UM232R) 950円
ZigBeeモジュール (ベストテクノロジー ZIG-100B 型番BTX025) 5,250円
■赤外線脈波計基板
赤外線LED(波長850nm) HIRL5010 (RSコンポーネンツ 品番267-8380)
フォトダイオード(波長850nm) KPD3065C(RSコンポーネンツ 品番203-183)
■本体基板
PIC16F88-I/P (秋月電子通商) 230円
３軸加速度センサモジュール (秋月電子通商 品番KXM52-1050) 800円
ZigBeeモジュール (ベストテクノロジー ZIG-100B 型番BTX025) 5,250円
【その他】
このワイヤレスモニターに接続できるローコスト心電計プリント基板(汎用デュアルOPアンプ３個)についても オプション販売を始めました。
【販売方法】
販売方法は「代引き」(代金引換サービス)のみです。
●型番 NTL-ZIG-B
ZigBee＋３軸加速度＋赤外線脈波計 実験用プリント基板 定価2,350円(税込)
送料+手数料1,000円
●型番 NTL-ECG-B
ローコスト心電計オプションプリント基板 定価1,650円(税込)
但し、NTL-ZIG-Bの購入者のみの販売とさせていただきます。
お申し込みは こちら。
周波数可変の正弦波発生器 written by Tomoaki Ueda
【概要】トランジスタ技術2006年4月号の付録基板 (Altera社MAX II シリーズEPM240T100C5 [CPLD])を利用して最も基本的なDDS (Direct Digital Synthesizer)を製作した。MAX II の内蔵フラッシュ・メモリ[512ワード×16ビット]に正弦波データを格納している。記事の回路では、外付けD/Aコンバータとしてシリアル・インターフェース (SPI)のAnalog Devices社製AD1866Nを使っていることと、パラレル入出力フラッシュ・メモリALTUFM_PARALLELファンクションのアクセス・タイムが6μ秒と長いために、出力可能な最大周波数は30kHz程度に留まり、全体で軽く１万円を超えていた。
最近、Design Wave Magazine 2006年9月号で紹介したPDM (Pulse Density Modulation)方式のD/AをMAX II のロジックに内蔵し、同時にシリアル・モード(ALTUFM_NONE)のファンクションをパイプライン化してアクセスタイムを1.6μ秒に短縮することに成功した。これにより最大周波数は120kHz程度まで改善することができた。また、外付けに高価なD/Aを使う必要がなくなり、安価なLow Pass Filter (LPF)で済ませることができたので、1/5程度にコストダウンすることに成功した。
【最新情報】下写真右側のようにUSBインターフェースを持ち、DIPスイッチまたはコマンド設定で周波数を可変することができるボードを開発し、左側の同期検波回路などと組み合わせて研究に使用している。このボードはPDM (Pulse Density Modulation)方式のD/AをMAX II のロジックに内蔵しているため極めてローコストである。内蔵フラッシュメモリを用いて正弦波を出力する場合には最大周波数は120kHzである。PDM D/Aのクロック周波数は125MHzであるため、120kHzを出力する場合でも滑らかだ。