【PMD2019】2019の自作サイコン検討<選択と集中必要>

シーズン開始で、信州スカイパーク周回コース40kmと鎖川沿い遡上コースを走ってみました。2019版の自作サイコンをどうするか、走りながら考えていきます。
MFT2019が終わってお盆あたりから本格的に試作します。9月9日の信越五高原で使えるようにしたいですが、MFT2019クワエルマウスの出来具合次第で日程が決まります。
●Rutastic road bike proを使ってみた
garminEdge500と無料のスマホサイコンしか使ったことがなかったのですが、Rutasticは、相当機能が上でした。スマホなので、走行データが自動でWEBに保管されるので、帰ってきてからGAMINのようにPCにダウンロードして保存する作業が皆無なので、使いだしたらスマホサイコンが便利でた。
Rutasticにはパワーメータがついてません、Stravaは、有料コースならパワーメーターと分析がついてますが、年間2500円と高いです。パワーメーターは自作予定ですので、スマホサイコンでは表示しなくていいので、Runtasticにしました。

今年のサイコンは、9月9日の信越五高原までに自作しようと思ってますが、iphoneで、RuntasticRoadBike Proを使ってみました。ANT+のセンサしか持ってなかったので、BLEセンサを
格安中華品でそろえました。XOSS製のHRMとSpeed or Cadenceです。
Runtasitic road bikeは、GPSでも速度を算出できますが、GPS使用の場合、停車時のオートポーズ機能が使えないので、正味の平均速度と走行時間が記録できません。そこで、BLEの速度センサも仕入れることにしました。

HRMは、GARMINのANT+しか使ったが無かったのですが、中華品がまともに動作するか心配でしたが使ってみるとGARMINより認識が早くて、具合良かったです。ただし、センサ裏面のビニールが肌にはりついてかゆい感じがしますので、人によっては、使えないかもしれません。

XOSSのSPEED or Cadenceは、加速度センサで回転をセンシングするタイプでハブシェルに巻き付けて固定します。Cadenceの場合はクランクにしばりつけますが、かさばるので、クランクとチェーンステイ間が狭い場合は使えないかもしれません。SpeedとCadenceの区別は、電池をいれてONのしたときに赤ランプが数秒ついたらSpeedセンサ、再度電池をはずしてからONにして青ランプならCadenceという単純な切替方法ですが、ランプがついている時間が数秒なので見逃さないようにしないと大変です。
BLEの認識は、すぐできましたので、これも普通に使えました。

■データの自動アップロード機能は自作サイコンで必要だと感じました。

●2018年の自作サイコンの反省
昨年秋の自作サイコンは、AndroidスマホでProcessingでプログラムを組んで、BlueToothでマイコンと接続して、センサは全て自作で試作してみました。速度センサは、リードスイッチと磁石、ハートレートセンサは、耳たぶ式のものをヘルメットで処理して無線で飛ばすタイプを作りました。
一回実走したのですが、BlueToothが暴走したりセンサが異常値になっていたりProcessingプログラムとBlueToothの処理速度のバッファ処理がうまくいってませんでした。

 

【PMM2018】タイミング割り込み系のバグ多発<Xbee Sleep未だ謎>

●自作サイコンの魅力
Rutasiticを使ってみて、とてもかなわない機能をもっていることを実感しました。
Processingでは無理で、AndroidStudioでJAVAプログラムを本格的に開発しないと無理だと思います。ただ、自作サイコンの良さは、市販されてないオリジナルデバイスセンサが使えることです。

風速計とか、自作パワーメーターなど、製品化されてないセンサ類を自作サイコンにくわえられるのが魅力です、将来製品として販売されてサイコンも対応するようになるまでは、自作サイコンの独走が続きますので、難しいセンサの場合永遠に製品化されない場合もあるので、自分だけのオリジナルセンサを使ってサイクリングできる点が魅力です。
現在開発済みと開発中、構想中のセンサ
①風速センサ2016開発済み

【10月15日】風速計完成ー実走行で対地-対気速度測定ー

②SeatTube型パワーメータ 開発中 2019秋完成予定

【3月9日】パワーメーター自作<NucleoとLT1167で基板組んだ> 3月 9, 2017

http://snowwombat1.sakura.ne.jp/shinshu_makers/?s=%E3%83%91%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%BC

③呼吸センサ 筋電センサで呼吸の深さと回数を測定 構想中
心拍数では、息苦しさが判らないので、息苦しさを定量化するには、呼吸の深さと
回数のデータセンシングが必要です。製品ではRESPAというものがありますが
マイクで呼吸をセンシングしています。呼吸の流速と流量をマイク音でどこまでセンシング
できるのか判りませんが、一度試してみて、使えそうならとりいれたいです。

運動中の呼吸を計測するウェアラブルセンサー「RESPA」

 

学会では、マスクをして呼気の流量を測定してますが、これではサイクリングで無理ですので、流量測定でなく、流量に比例する筋電センサで呼吸をモニタする論文もありました。
これは呼吸をつかさどる筋肉に筋電センサを貼って、モニターするというアイデアの研究です。

http://square.umin.ac.jp/jrcm/pdf/34-2/34_2_sekiguchi.pdf

健康成人を対象に実験的に呼吸数を増やし吸気流量
を増大させ、吸気流量増大時の斜角筋、胸鎖乳突筋な
らびに外肋間筋の活動変化を、表面筋電図を用いて定
量的に評価することができた。

という結論なので、可能性があると思いいます。
筋電センサもとりあえず、試作動作がどうなるか触ってみたいと思います。
早稲田大学の論文でLT11676で筋電センシング2Ch回路を作ってあったので参考にさせていただきます。
http://square.umin.ac.jp/jjcrs/2014_1-6j.pdf

 

●センシングデータの表示機能
 過去の自作パワーメーターの表示は
①小型液晶キャラクタDISPLAY

②スマホ

●表示方法の組み合わせ検討

回転数
速度
距離
心拍数 GPS
位置
速度
距離
GPS高度
斜度
気圧
高度
斜度
パワー 風速
相対風速
呼吸 データ自動
アップロード
自作LCD
スマホPgm
スマホ
サイコンアプリ
× × ×

①スマホアプリと自作表示
=>スマホアプリで一般的なパラメータは、お任せして、パワー、風速、呼吸など特殊なパラメータだけ別表示で、専用LCDまたは、スマホ自作Pgmだが、スマホアプリと同時表示が難しそうなので
専用DISPLAYとスマホアプリの同居案となる
=>データ自動アップロードで、スマホアプリと自作センサデータは同居できないので後処理大変

②自作で全部表示
=>専用LCDもしくは スマホ自作Pgmで全部表示
=>センサは、SPEEDと心拍数を自作するか汎用品をワイヤレス受信Pgmでマイコン受信するか?
=>データ自動アップロード機能をどうするか
■心拍センサがROHMで反射高感度がでてる
https://www.rohm.co.jp/news-detail?news-title=2016-11-01_news_pulsewave&defaultGroupId=false

■SPEEDセンサは、高感度磁気センサと強力ネオジ磁石で7cm程度離れていてもセンシングできることは昨秋確認してあります。

【PMM2018】SpeedセンサでQMC8553L抜群の感度<7cmSeat_Stay_Bridge位置でOK>

■自動アップロード
WIFIで自宅で吸い上げるならWIFI機能を搭載するしスマホと接続してアップロードするなら
BLUETOTHかBLEでスマホにログデータを転送してスマホからWEBアップロードするかです。
課題:家に帰って自転車からサイコンをはずしてPCに接続するのが面倒
1案:自作サイコンからワイヤレスでWIFIアップロード
2案:脈波センサは、リストバンド型になるので、いっそのことリストバンド端末にすべての
データをログして、帰宅後リストバンドセンサデータをPCへBlueToothかBLEでアップロード
信州MAKERSのアドバイザであられるDgradeDIY様がBLEマイコンの紹介記事をアップされていて
BLE通信が簡単にできそうなので、これでリストバンドに実装できれば試作検討したいです。
http://dgradediy.blogspot.com/2018/09/bl652-ble.html

=>BLEマイコンBL652
https://assets.lairdtech.com/home/brandworld/files/Product%20Brief%20-%20BL652.pdf

https://www.lairdconnect.com/wireless-modules/bluetooth-modules/bluetooth-5-modules/bl652-series-bluetooth-v5-nfc

https://www.lairdconnect.com/bl652-quick-start

●以後
MFT2019の審査結果がでる6月4日までに、2019自作サイコン検討を進めて、秋までに試作する計画を作ってしまおうと思います。、2019こそ必達でやらないと2017年からしかかりのSEATTUBE型パワーメーターと自作サイコンとそれに続くPMM(PowerManagementMeter)につながりません。

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