電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.06

電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.05の続きです。

2016年8月11日(木)に3回目となる実証実験(実際の釣りで魚キャッチセンサーを使う)を実施しました。(in 千葉県片貝)

この日は下図の●のポイントにて実験しました。

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図1 千葉県片貝釣りポイント

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図2 魚キャッチセンサーの実験1

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図3 魚キャッチセンサーの実験2

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図4 魚キャッチセンサーの実験3(角速度センサーの取り付け)

今回の実験では,前回のまったく釣れなくまともに反省できなかった結果は忘れ,前々回の反省を踏まえた,スピーカーの新規購入,角速度センサーへのケーブルを長くする,角速度センサーをホットボンドで周りを固め,多少濡れても大丈夫なようにした対応の確認を目的としました。

電子機器関連は前回と変わらず以下の構成となります。

  • Raspberry pi2(100均で買ったタッパーに水除けとして入れてます)
  • パナソニック モバイルバッテリー 10,260mAh USBモバイル電源 QE-QL301-K(100均で買ったタッパーに水除けとして入れてます)
  • 角速度センサへの配線(約4.5m,前回は約2.5m)
  • TaoTronics 防水Bluetooth 4.0 ワイヤレスステレオスピーカー
  • オーディオケーブル

天候は曇り,真夏でしたが,雲のおかげでゆっくりと釣りができました。

結果,魚キャッチセンサーの反応としては,

  • 音が鳴ってから釣り上げた数:8匹
  • 音が鳴ってからエサを取られたり,針ごと持ってかれた数:6回

となりました。

釣れたのはすべてフグでした。下の動画が釣れた時の撮影していたものをすべてまとめたものとなります。1匹目は,すぐにつれてしまい撮っている暇はありませんでしたが,2匹目~8匹目は,撮ることができました。この日は,フグ祭りで,他の釣り人もフグだらけでした。

動画1 実験動画(2匹目~8匹目)

成果としては,前回の成果+αの以下の内容となります。

  • ヒットした後の音がうるさいのを直す
  • 配線をなくす(無線でできる方法の模索)
  • フグにはよく反応する
  • いしもちは,引きがなさ過ぎてならない

とりあえず,結構使える感じが確認できたので,無線化に向けての準備をしていきたいと思います。

 

魚キャッチセンサー(有線タイプ):Raspberry Pi2の設定,プログラムの公開

【Raspberry Pi2の設定】

Maker Faire Tokyo 2016で公開していたRaspberry Pi2は,Raspbian Wheezyを使用していたのですが,最新(2016年8月14日現在)では,Raspbian Jessieとなっているので,Jessie版の設定を調べ直したものを公開します。


01.Raspbian Jessieのダウンロード

以下のURLへ移動する。

https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/

これをダウンロードと記載の「Download ZIP」を選択し,PCへイメージをダウンロードする。

000-0


02.Win32 Disk Imagerのダウンロード

以下のURLへ移動する。

http://sourceforge.jp/projects/sfnet_win32diskimager/

これをダウンロードと記載の「Win32DiskImager-0.9.5-binary.zip」を選択し,PCへバイナリデータをダウンロードする。

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03.microSDへRapbian Jessieを書き込む

ダウンロードしたZIPファイル(2016-05-27-raspbian-jessie.zip,Win32DiskImager-0.9.5-binary.zip)を解凍する。

PC(Windows PC)とmicroSDを接続する。PCとmicroSDの接続には,SDカードリーダー/ライター等をご使用ください。今回は,Digio2 CRW-6M46BKを使用しております。また,SDカードは,TOSHIBAのmicroSDHC UHS-Iカード(SD変換アダプタ付属)MSDAR40N08Gを使用しました。

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解凍したWin32DiskImager-0.9.5-binaryディレクトリのWin32DiskImager.exeを起動する。

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起動後,以下のGUIが表示される。Image Fileの欄にあるフォルダの画像をクリックする。

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解凍した2016-05-27-raspbian-jessieディレクトリに「2016-05-27-raspbian-jessie.img」ファイルを選択し,「開く」ボタンを押す。

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書込み先のmicroSDがGドライブとなっているので,Deviceを「G:¥」を選択し,「Write」ボタンを押す。書込み処理が走り,完了するまで待つ。完了すると「Write Successful」と表示される

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04.Raspberry Pi2の起動

下図のようにRaspberry Pi2と各デバイスを接続する。

接続するもの

・USBキーボード
・USBマウス
・LAN(家のルータ等,ネットと接続するためのもの)
・スピーカー
・ディスプレイ(今回は,HDMI⇔DVIで接続してます)
・USB電源
・角速度センサー(展示していた資料の接続)004

Raspberry Pi2にmicroSDカードを挿しこみ,電源を入れる。

下図のような画面が表示されるまで待つ。

005


05.各種設定

タスクバーにあるLXTerminal(ディスプレイアイコンみたいなもの)を起動する。

006

LXTerminal上にて,以下のコマンドを実行する。途中Yes or Noのような表記が出るので,その時はyを入力しEnterして続行する。最後に再起動コマンド(reboot)にて再起動する。

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get dist-upgrade
sudo rpi-update
sudo reboot

再起動後,Windows PCからRaspberry Pi2上のファイルを編集できるようにするため,以下のコマンドにて,sambaをインストールする。

sudo apt-get install samba samba-common-bin

インストール後,以下のコマンドにて下記の内容を最後尾に追記する。

sudo leafpad /etc/samba/smb.conf

以下,追記内容。

[share]
path = /home/pi
writable = yes
guest ok = yes
guest only = yes
create mode = 0777
directory mode = 0777
share modes = yes
force user = pi

以下のコマンドにて,ユーザー:piのパスワードを設定する。今回は,デフォルトと同じパスワードとし,ユーザー:pi,パスワード:raspberryとしています。

sudo smbpasswd -a pi

以下のコマンドにてsambaを起動する。

sudo systemctl restart smbd
sudo systemctl restart nmbd

以下のコマンドにてxrdpをインストールし,Windowsからリモートデスクトップにて接続できるようにする。

sudo apt-get install xrdp
sudo wget http://w.vmeta.jp/temp/km-0411.ini
sudo ln -s km-0411.ini km-e0200411.ini
sudo ln -s km-0411.ini km-e0010411.ini
sudo ln -s km-0411.ini km-e0210411.ini
sudo service xrdp restart

また,日本語対応にするための設定として以下のコマンドを実行する。

sudo apt-get install task-japanese task-japanese-desktop

以下のコマンドにて,シリアル通信ができるようにする。

sudo leafpad /boot/cmdline.txt

【変更前】

dwc_otg.lpm_enable=0 console=serial0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait

【変更後】

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait

以下のメニューよりRaspberry Piのconfig設定をする。

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表示されたGUIにて,FileSystemのExpand Filesystemを選択する。これにて使用できるmicroSDの領域を拡げる。BootにてDesktopを起動したくないので,To CLIに設定する。

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Interfaceのタブに移り,I2C,SerialがEnableになるように設定する。他,使用したいGPIO等ある場合は,Enableを選択する。

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Localisationのタブに移り,Set Localeにて,Languageをja(Japanese),CountryをJP(Japan),Character SetをUTF-8に設定する。

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Set Timezoneにて,AreaをAsia,LocationをTokyoに設定する。

011

最後に,以下のコマンドにてdhcpcd.confを編集する。

sudo leafpad /etc/dhcpcd.conf

以下の2行を最後に追記し,IPアドレスを固定する。

interface eth0
static ip_address=192.168.11.13/24

以上の設定にて,再起動する。


【プログラムについて】

01.公開プログラムについて

プログラムは,下記URLからダウンロードできます。

http://nogue-lab.com/Program/AutoFishDemo.zip

内容物は以下の内容となります。

【ソースコード】
main.c メイン処理を行うCソースコード。I2CのI/Fを用い,角速度センサーのデータを取得します。また,取得したデータをUARTにて送信します。PC側からUARTにてeコマンドを送ると処理が止まります。sコマンドを送ると処理が再スタートします。
drv_i2c.c I2Cに関するI/FをまとめたCソースコード。
drv_public.h I2CのI/Fを提供するヘッダファイル。

【オブジェクトファイル】
main.o,drvi2c.oはmakeコマンドにて生成させる。

【実行ファイル】
FishAppは,makeコマンドにて生成される実行ファイル。

【ログファイル】
log.txtは,FishAppの実行時に出力されるログが保存されます。

【音】
alerm.wav,
start.wav,
stop.wavは,
PANICPUMPKIN 様のホームページで提供されているものを使用させていただいております。

URL:http://pansound.com/panicpumpkin/

【その他】
Makefileは,makeコマンドに必要なファイルとなる。

【実行方法】
sudo make runにて実行していただくと動作する。

ダウンロード後,AutoFishDemo.zipを解凍し,以下の位置に配置する。

/home/pi/Program/AutoFishDemo/


02.プログラムの自動実行について

以下のコマンドにてrc.localファイルを編集する。

sudo leafpad /etc/rc.local

以下の1行をexit 0の記述より前に記載する。

 

/home/pi/Program/AutoFishDemo/FishApp &

これによりRaspberry Pi起動時にFishAppが起動するようになる。

注意:最後に記載の&は忘れないようにしてください。他の処理ができなくなる恐れがあります。

 


【その他】

01.Raspberry Pi2の設定について

Rasbian WheezyからJessieに変更となり,少し設定が変わりました。今回の公開内容でうまくいかない可能性があるとすると,キーボード関係がうまくいかない可能性があります。キーボード関係の設定はGoogle等で大体出てくると思うので,うまくいかない際はそちらにて調べていただけたらと思います。

02.不具合等について

今回公開した内容にて一応動作することを確認しましたが,大きな不具合等ありましたら確認でき次第,なるべく早めに更新するように致します。

03.免責事項

本サイトに記載のモノ作りに関する情報,プログラム等,それらを利用したことにより生じた損害について,一切責任を負いません。ご利用者の責任にてご利用ください。

 

Maker Faire Tokyo 2016 のうぐらぼ/NogueLab 出展!! 2016/08/07

昨日に引き続き,Maker Fiare Tokyo 2016の二日目(2016/08/07)にて出展致しました。

本日も沢山の人に:展示品をご覧いただいて体験していただいたり,笑っていただいたり,また,色々な情報交換等が出来,非常に貴重で濃密な時間を過ごせました。

本当にありがとうございましたm(_ _)m

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魚キャッチセンサーは,今後は無線化に向けて作っていく予定です。

魚キャッチセンサーの無線化では,Adafruit Feather 32u4 Bluefruit LE,Xperia Z4 Tablet(or Xperia Z4),リチウムイオン電池の組合せで実現できないか検討中です。

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今回展示した魚キャッチセンサー(有線タイプ)は,Raspberry Pi2の設定,プログラムの内容,また,展示していた資料の詳細を今月中にHPにアップ致します。

しばらくお待ちくださいm(_ _)m

今回展示できなかったマイクロ分光器を用いた作品は,来年度の展示会までに作り上げたいと考えております。

 

 

 

Maker Faire Tokyo 2016 のうぐらぼ/NogueLab 出展!! 2016/08/06

Maker Fiare Tokyo 2016の初日(2016/08/06)に出展致しました。

展示物をご覧いただいた皆さまありがとうございました。

沢山の人に展示品をご覧いただき,技術者の方々からは色々アドバイスや手厳しいご指摘をいただき大変勉強になりました。本当にありがとうございました。

色々といただいたご意見をもとに,更なる改良を加えていきたいと考えております。

また,途中資料がなくなり,お渡しできなかった皆様申し訳ありませんでした。m(_ _)m

展示してました資料は下記のURLからダウンロードできます。

http://nogue-lab.com/paper/MakerFiareTokyo2016_paper.pdf

展示資料に記載しておりますが,Raspberry Pi2の設定内容,プログラムの内容は8月中に本ホームページにアップする予定です。

しばらくお待ちくださいm(_ _)m

以下,本日の様子を写真でアップ致します。

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↑12時開場直後,長蛇の列でした。

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↑お子様からシニアまで,色々な人に展示物を見ていただきました。明日ご来場の方は是非,G-04-07の魚キャッチセンサー,出展社:のうぐらぼの展示物をご覧いただきたく,よろしくお願い致します。m(_ _)m

20160806_003 20160806_004 ↑写真もご自由にお取ください。20160806_005

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展示を通して,電子工作や釣りに興じていただけると幸いです。

 

 

Maker Faire Tokyo 2016 のうぐらぼ/NogueLab 出展!!

今週末の土日に,Maker Faire Tokyo 2016にて魚キャッチセンサー展示致します。

魚がエサに食いつくとセンサーの値が変わり,音が鳴るデモを展示します。

魚をひっぱりに来てください。(^o^)/

また,魚キャッチセンサーの作り方をまとめた紹介レポートも配布しております。

 

のうぐらぼの展示は東京ビッグサイト西2ホールの出口付近の角にて展示予定です。

http://makezine.jp/event/makers2016/noguelab/

【デモ風景】

 

【開催日時】

2016年8月6日(土)12:00~19:00
2016年8月7日(日)10:00~18:00

【入場料】

前売 大人 1,000円  18歳以下 500円
当日 大人 1,500円  18歳以下 700円

【開催場所】

開催場所は東京ビッグサイト 西2ホール+アトリウム。

 

 

 

電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.05

電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.04の続きです。

2016年7月24日(日)に2回目となる実証実験(実際の釣りで魚キャッチセンサーを使う)を実施しました。(in 江の島)

この日は3つのポイントにて実験しました。

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図1 江の島釣りポイント1,2,3

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図2 魚キャッチセンサーの実験(ポイント1)

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図3 魚キャッチセンサーの実験(ポイント2)

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図4 魚キャッチセンサーの実験(ポイント3)

今回の実験では,前回の反省を踏まえ,スピーカーを新規購入し,角速度センサーへのケーブルが短かったので,長くしました,また角速度センサーは,ホットボンドで周りを固め,多少濡れても大丈夫なようにしました。

電子機器関連は以下の構成となります。

  • Raspberry pi2
  • パナソニック モバイルバッテリー 10,260mAh USBモバイル電源 QE-QL301-K
  • 角速度センサへの配線(約4.5m,前回は約2.5m)
  • TaoTronics 防水Bluetooth 4.0 ワイヤレスステレオスピーカー(新規購入)
  • オーディオケーブル(新規購入)

天候は良く,実験日和だったのですが,ポイント1,2では魚が全くヒットしませんでした。

また,ポイント1,2は波があり,しかけは結構流れるのですが,特に問題はありませんでした。

しかし,針が海藻などに引っかかると波と海藻の動きで検知してしまうことがあり,この問題は解決が難しそうな感じでした。

ポイント3では,魚キャッチセンサーに反応があり,引き上げたのですが,残念ながらエサ取り検知にしかなりませんでした。とりあえず,エサが取られるときに検知はできていたので,魚は釣れませんでしたが,それなりの結果は得られたと考えています。(今回は,センサーにかかった時の音をFF7の戦闘勝利時の音にしてみました。)

動画1 実験動画(ポイント3)

今回の成果としましては,

  • 船などの波では,センサーは反応しない(ただし,海藻にひっかかったりすると音がなる)

今後の改良の方向性として,

  • ヒットした後の音がうるさいのを直す
  • 配線をなくす(無線でできる方法の模索)

と考えています。

とりあえず,ある程度動作確認もできたので,Maker Faire Tokyo 2016に向けての準備をしていきたいと思います。

Maker Faire Tokyo 2016ののうぐらぼ紹介URL

http://makezine.jp/event/makers2016/noguelab/

 

電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.06に続きます。

 

電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.04

電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.03の続きです。


2016年5月31日(火)にMaker Faire Tokyo 2016の出展承認をいただきました(祝)。

魚キャッチセンサー+α(マイクロ分光器を使ったもの)を展示予定です。

Maker Faire Tokyo 2016ののうぐらぼ紹介URL

http://makezine.jp/event/makers2016/noguelab/


2016年6月5日(日)に実際の釣りで魚キャッチセンサーを使ってみました。 (in 花暮岸壁)

PCでデータを取りたかったのですが,雨がぱらつく中での実験でしたので今回は諦めました。

また,長い時間実験をすることができませんでしたが,雨の合間に図1,2のような配置で試し釣りをしてみました。

図1は,100均スピーカー×2個とカバンで,カバンの中身は下記のようになっています。

  • Raspberry pi2
  • パナソニック モバイルバッテリー 10,260mAh USBモバイル電源 QE-QL301-K
  • 角速度センサへの配線
  • 100均で買ったスピーカーの配線

Setting01

図1 魚キャッチセンサーの配置1

図2は,室内のデモと同様に,竿の先にセンサーを取り付けて線を伸ばして使用しました。

Setting02

図2 魚キャッチセンサーの配置2

そして,糸を落としてしばらくすると「ゲロゲロ」とスピーカーから蛙の鳴き声がなったので,引き上げてみると5cmほどのカサゴ?の小さいのが釣れました。最初から動画撮影しておけばと少々後悔しました。

Fish01

次は,同僚の竿につけて動画で撮影しました。

動画1 実験動画

結果,蛙の鳴き声と同時に合わせて引き上げると,センサーが取れそうにはなりましたが,見事魚を釣ることができました!!

成果としましては,

  • 小さい魚でもセンサーはキャッチできる
  • 船などの波では,センサーは反応しない

今後の改良の方向性として,

  • センサーの治具の改良(取れやすい)
  • 水に強くする(多少の水には対応できるようにする必要がある)
  • 配線をなくす(無線でできる方法の模索)

と考えています。

とりあえずは,今後の改良の方向性は,上記の内容となりますが,Maker Faire Tokyo 2016に向けて,まずはすぐに設置して使えるように改良したり,展示物としての品質を上げていきたいと思います。

8/1に 電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.05(2回目の海での実験)をアップしました。

 

電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.03

電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.02の続きです。

実際に動かしたときの動画を撮影しました。

デモの内容は,図1の構成案をディスプレイなしで実現したものです。

Demo

図1 魚キャッチセンサー構成案

デモでは,ジャイロセンサから流れる角速度をノートPCで波形表示しています。

また,Raspberry Pi2では,ある一定以上の角速度の数値の際に,蛙の鳴き声がスピーカーから出るようにしています。

釣竿は,部屋で撮影しているので,短くしてあります。

動画1 デモ動画

とりあえず,プロトタイプが完成したので,これをベースに改良を加えていきたいと思います。

6/7に 電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.04(実際の海での実験)をアップしました。

電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.02

電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.01の続きです。

【プロトタイプ作成】

プロトタイプとしてジャイロセンサ(L3GD20)に対して配線と抵抗を図1のように,半田付けしました。

配線は,基板の裏側と基板の側面にて行った。図1は,ジャイロセンサ(L3GD20)を裏側から見た時の配線概要となる。

Connect3

図1 基板配線概要

半田付け後,ホットボンドにて部品を固定した。

少々見た目が汚いホットボンドと半田付けの結果が図2,3となる。

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図2 半田付け後,ホットボンド結果(正面)

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

図3 半田付け後,ホットボンド結果(後方)

ジャイロセンサ(L3GD20)と反対側の配線は,図4のようにジャンパーケーブル(メス)と取り付けた。

これにより,Raspberry Pi2の対応Pinに直接接続することができる。

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図4 ジャイロセンサ(L3GD20)の逆側:ジャンパーケーブル(メス)と接続

続いて,ジャイロセンサ(L3GD20)を釣竿に装着するため,図5の釣りのアクセサリを改造しました。

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図5 DAITOU(ダイトウブク) 鈴ホタルW-小

改造は,鈴の根元をカットし,バネの部分はそのまま使うこととしました。(※バネの部分ですが,結構固く,配線を剥くストリッパーの歯が欠けてしまいました。)

仮止めですが,とりあえず図6のような形で釣竿に装着しました。

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図6 ジャイロセンサ(L3GD20)の装着

以上で,一通り必要なものはそろったので,簡単なデモ構成を組んでみました(図7)。

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図7 デモ構成

次は,実際に動かしたときの動画を撮影次第アップしたいと思います。

4/25に 電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.03(実際に動かしたときの動画)をアップしました。

電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.01

Maker Faire Tokyo 2016に出てみたいなと考えていた時に,会社の先輩から下記のような話がありました。

秋口や冬場の釣りは寒い!!

仕掛けを投げてから魚がかかるまで車の中で釣れるのを待ちたいという話がありました。

すでにアナログなもので音を出したり,光るものがあるそうですが,窓を閉めた車の中まで伝わるようなものはないとのことなので,それならば作ってしまいましょうという話になりました。

Maker Faire用のネタとして面白そうと思い,考えたのが図1のような構成の魚キャッチセンサーを考えてみました。

【魚キャッチセンサーの構成】

Demo

図1 魚キャッチセンサー構成案

釣竿の先にジャイロセンサをつけて,角速度の波を解析して魚が釣れたかをRaspberry Pi2にて検知し,音を出すというものです。

デモ用の画面としては,分かりやすくするために,ジャイロセンサの波形を表示し,ジャイロの波形をみせ魚がキャッチしたような波形で,魚の絵でも表示するものを考えました。

【アイテム一覧】

  • ジャイロセンサ:L3GD20
  • Raspberry Pi2
  • 釣竿
  • 釣り糸
  • 配線(I2C通信+電源+GNDの4本)
  • 音声ケーブル
  • スピーカー
  • シリアルコンバータ:TTL-232(デモ用)
  • USBシリアル変換ケーブル(デモ用)
  • ノートPC(デモ用)
  • ディスプレイ(デモ用)

魚キャッチセンサーの簡単な接続図は図2のようになります。

Connect_about

図2 接続図

それぞれの細かい接続は図3,4のようになります。

Connect

図3 ジャイロセンサ:L3GD20とRaspberry Pi2の接続

Connect2

図4 Raspberry Pi2とシリアルコンバータ:TTL-232の接続

【検討した構成での動作確認】

図5のような感じでジャイロセンサをブレットボードに挿し,図2,3,4の接続を行い,PC側でジャイロセンサのデータを取得し表示できるようにし,センサを動かしました(図6)。

Sample

図5 動作確認用状況

デモサンプル画面

図6 取得した波形の状況

結果から,この構成でできそうと判断しました。

【プロトタイプ作成】

4/11現在,上記の構成で釣竿にセンサ,Raspberry Pi2をつけられるようにするための治具作成,半田付作業を行っています。

プロトタイプができ次第また情報をアップしていきたいと思います。

4/25に 電子工作:魚キャッチセンサー(ジャイロセンサ+Raspberry Pi2) No.02をアップしました。