論文中で必要とする電子部品等は下記から入手可能です。
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スイッチサイエンス
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Arduinoを用いた電子工作の参考サイト
ブレッドボードの使い方
Arduino 日本語リファレンス
アナログ回路の基礎
参考になる文献・書籍
・神崎 康宏（2012）Arduinoで計る,測る,量る : 計測したデータをLCDに表示,SDカードに記録,無線/インターネットに送る方法を解説 CQ出版
https://ci.nii.ac.jp/ncid/BB08696362
・鈴木 哲哉（2014）ボクのArduino工作ノート 改訂版 ラトルズ
https://ci.nii.ac.jp/ncid/BB1457169X
・増田正・大路駿介 (2020). PT・OT・アスリートのためのプログラミングとマイコン電子工作入門 (1) プログラミングとマイコンを用いた電子工作. バイオメカニズム学会誌, 44, 48-52.
https://www.jstage.jst.go.jp/article/sobim/44/1/44_48/_pdf/-char/ja
・増田正, & 大路駿介. (2020). PT・OT・アスリートのためのプログラミングとマイコン電子工作入門 (2) Arduino® マイコンと電子回路の活用. バイオメカニズム学会誌, 44(2), 119-123.
https://www.jstage.jst.go.jp/article/sobim/44/2/44_119/_pdf/-char/ja
論文中で紹介されたプログラムを掲載します。
ECG測定に用いたプログラム（Arduino）
#include <Wire.h> //I2C通信ライブラリ
#include <Adafruit_ADS1X15.h> //ADS1015ライブラリ
Adafruit_ADS1015 ads; //ADS1015クラスのインスタンス化
void setup(void)
{
Serial.begin(115200); //シリアル通信開始
// ADS1015 gain 2/3 input range +/- 6.144V
ads.begin(); //ADS1015通信開始
}
void loop(void)
{
int16_t results; //AD変換結果
results = ads.readADC_Differential_0_1(); //差動入力
float multiplier = 3.0F; // デフォルトゲイン(2/3倍)における係数
Serial.print(results * multiplier); //得られたデジタル値をmvに換算しシリアルモニタに表示
Serial.print(",4000,1000");
Serial.println(); //シリアルモニタ改行
delay(0);
}
EMG測定に用いたプログラム（Arduino）
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_ADS1X15.h>
Adafruit_ADS1015 ads;
void setup(void)
{
Serial.begin(115200);
// ADS1015 gain 16x input +/- 0.256V
ads.setGain(GAIN_SIXTEEN); //ゲインを16倍に設定
ads.begin();
}
void loop(void)
{
int16_t results;
results = ads.readADC_Differential_0_1(); //差動入力
float multiplier = 0.125F; //ゲイン16倍時の係数
Serial.print(results * multiplier);
Serial.print(",100,-100");
Serial.println();
delay(0);
}
SCC測定に用いたプログラム（Arduino）
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_ADS1X15.h>
Adafruit_ADS1015 ads;
void setup(void)
{
Serial.begin(115200);
// ADS1015 gain 8x input +/- 0.512V
ads.setGain(GAIN_EIGHT); //ゲインを8倍に設定
ads.begin();
}
void loop(void)
{
int16_t results1,results2;
results1 = ads.readADC_Differential_0_1(); //差動入力
float multiplier = 0.25F; //ゲイン8倍時の係数
Serial.print(results1 * multiplier);
Serial.print(",");
Serial.print("194,"); //24k Ohm = 42uS
Serial.print("-7,"); //1M Ohm = 1uS
Serial.println();
delay(200);
}
SCLおよびSCR測定に用いたプログラム（Arduino）
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_ADS1X15.h>
Adafruit_ADS1015 ads;
void setup(void)
{
Serial.begin(115200);
// ADS1015 gain 2x input +/- 2.048V
ads.setGain(GAIN_TWO);
ads.begin();
}
void loop(void)
{
int16_t results1,results2;
results1 = ads.readADC_Differential_0_1(); //作動入力
results2 = ads.readADC_Differential_2_3();
float multiplier = 1.0F;
Serial.print(results1 * multiplier);
Serial.print(",");
Serial.print(results2 * multiplier);
Serial.print(",");
Serial.print("1111,"); //24k Ohm = 42uS
Serial.print("-41,"); //1M Ohm = 1uS
Serial.println();
delay(200);
}
EMGの無線計測に用いたプログラム（Arduino）
#include "BluetoothSerial.h" //BT通信ライブラリ
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_ADS1X15.h>
Adafruit_ADS1015 ads;
BluetoothSerial SerialBT; //BluetoothSerial クラスのインスタンス化
long t1,t0; //時間管理用変数
int cnt=0; //加算回数
int16_t results;
float multiplier = 0.125F;
float mv,average,sum; //平均値算出用変数
void setup(void)
{
pinMode(10, OUTPUT); //内蔵赤色LEDを出力モードに
digitalWrite(10, LOW); //内蔵赤色LEDを点灯
Serial.begin(115200);
SerialBT.begin("EMG32"); //Bluetooth device name
Wire.begin(32, 33); //32端子をSDA,33端子をSCLとしてI2C通信開始
// ADS1015 gain 16x input +/- 0.256V
ads.setGain(GAIN_SIXTEEN);
ads.begin();
}
void loop(void)
{
results = ads.readADC_Differential_0_1(); //作動入力
mv=abs(results * multiplier); //筋電位の絶対値を得る
sum+=mv;
cnt++;
t0=t1;
t1=millis()/10; //10ms間隔で平均mV数を表示
if(t1!=t0){
average=sum/cnt;
SerialBT.print(average);
SerialBT.print(",100,0");
SerialBT.println();
sum=0;
cnt=0;
}
}
SCCをWi-Fi経由でサーバーに送信するプログラム（Arduino）
#include <WiFi.h> //Wifiライブラリ
#include <WiFiMulti.h> //複数のアクセスポイントを管理するためのクラス
#include <HTTPClient.h>//HTTP通信ライブラリ
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_ADS1X15.h>
WiFiMulti wifiMulti; //WiFiMultiクラスのインスタンス化
Adafruit_ADS1015 ads;
void setup(void)
{
pinMode(10, OUTPUT);
digitalWrite(10, LOW);
Serial.begin(115200);
Wire.begin(32, 33); //I2C connection
ads.setGain(GAIN_EIGHT); // ADS1015 gain 8x
ads.begin();
delay(4000); //4秒待機した後に通信開始
wifiMulti.addAP("MySSID", "MyPassword"); //WiFiアクセスポイントの登録
}
void loop(void)
{
int16_t results;
float multiplier = 0.25F;
float SC;
results = ads.readADC_Differential_0_1(); //作動入力
SC=results * multiplier;
if((wifiMulti.run() == WL_CONNECTED)) { //登録したアクセスポイントに接続
HTTPClient http; //HTTPClientをインスタンス化
Serial.print("[HTTP] begin...\n");
String URL="http://hogehoge.ne.jp/hogehoge/getsc.php";
URL+="?SC="+String(SC);
http.begin(URL); //HTTP通信開始
Serial.print("[HTTP] GET...\n");
Serial.println(URL);
int httpCode = http.GET(); //URLをGET方式でリクエスト
if(httpCode > 0) {
Serial.printf("[HTTP] GET... code: %d\n", httpCode);
if(httpCode == HTTP_CODE_OK) { //通信に成功したら
String payload = http.getString(); //通信結果をpayloadへ格納
Serial.println(payload);
}
} else { //失敗したらエラーとコードを表示
Serial.printf("[HTTP] GET... failed, error: %s\n",
http.errorToString(httpCode).c_str());
}
http.end(); //HTTP通信終了
}
delay(1000); //1秒ごとに繰り返す
}
Wifi経由受信したSCCデータをサーバーに記録するプログラム（PHP）
<?
$SCval=$_GET['SC']; //Arduinoから送られたデータを受け取る
$timestr=strftime("%Y%m%d_%H%M%S"); //タイムスタンプ作成
if($SCval!=""){
$fp=fopen("SCdata.csv","a"); //追加形式でファイル開く
fprintf($fp,"%s,%s\n",$timestr,$SCval); //タイムスタンプとデータを保存
fclose($fp); //ファイル閉じる
echo"saved SC value!"; //Arduino側へ文字列送信
}
?>
