Tsurido - M5StickCで投げ釣りの当たり判定をする

M5Stack for surf fishing

機能

竿先の加速度を測定して魚のアタリを検知します。加速度の統計的外れ値を検出してアタリを判定します。

DEMO

ハードウェア構成

M5Stick・M5Atomに内臓のIMUユニットMPU6886/SH200QもしくはGrove接続加速度センサーモジュールADXL345をつなげたものを使用します。

• 構成例（ADXL345とM5StickC）

クライアント

加速度と竿先の角度をモニタリングします。黄色い線は警報のしきい値を表しています。

必須条件

センサー側

• M5StickCもしくはM5Atom(Lite, Matrix)

• ADXL345(grove接続) 推奨

内蔵のIMUユニットに対応したため、ADXL345は必須ではなくなりました。

対応表については下記を参照してください。

ハードウェア構成別対応表

現在のところスケッチで対応している構成は以下のとおりです。すべての構成でbluetooth経由で接続及びパソコンを使って当たり判定・プロットができます。

構成	スケッチ名	プロット	スタンドアローンアタリ判定	省電力モード	バッテリー動作	USE_INTERNAL_IMUの設定
M5StickC単体	tsurido-m5stickc.ino	◯	◯	◯	◯	trueに設定
M5StickCとADXL345	tsurido-m5stickc.ino	◯	◯	◯	◯	falseに設定
M5AtomMatrix単体	tsurido-m5atom.ino	×	◯	◯	×	trueに設定
M5AtomMatrixとADXL345	tsurido-m5atom.ino	×	◯	◯	×	falseに設定
M5AtomLiteとADXL345	tsurido-m5atom.ino	×	◯	◯	×	falseに設定

#define USE_INTERNAL_IMUをtrueに設定することで内蔵のIMUユニットを加速度センサーとして利用できます。

クライアント側

• Python3が動く環境
• Bluetoothアダプターが使えること

インストール

リポジトリのクローン

git clone https://github.com/hotstaff/tsurido
cd tsurido

ライブラリのインストール

以下のライブラリをインストールしてください。

• 必須ライブラリ
  • Adafruit_BluefruitLE
  • numpy
  • matplotlib
  • pyaudio
  • simpleaudio
  • pydub

例えばubuntu20.04だと以下のような順番でインストール可能です。

Adafruit_BluefruitLEは公式リポジトリ版は最新のBluezに対応できてないためbluezのバージョンが以下のレポジトリのものをインストールします。

パッチ適用済み Adafruit Python BluefruitLE ライブラリのインストール

git clone https://github.com/donatieng/Adafruit_Python_BluefruitLE
cd Adafruit_Python_BluefruitLE
sudo python3 setup.py install

pyaudioをインストールする前にportaudioをインストールする必要があります。

ubuntu系の場合

sudo apt-get install portaudio19-dev

残りのライブラリのインストール

sudo pip install numpy matplotlib pyaudio simpleaudio pydub

これで使う準備ができました。

使い方

スケッチの転送

まず、ArduinoIDEから次のADXL345のライブラリが使用できるようにしてください。

• Accelerometer ADXL345(ADXL345.h)
  • 作者
    • Seeed Studio
  • Website(githubのリポジトリ)

その後、ArduinoIDEからsketchフォルダの以下にあるスケッチを転送してください。正常に書き込められれば、電源を入れるとすぐに測定を開始します。

クライアントの起動

Bluetoothアダプターを接続したあとclient.pyを実行してください。

python3 client.py

もしくは

python3 client.py DEVICE_NAME

で起動します。このDEVICE_NAMEはスケッチで指定したものを指定してください。デフォルトはTsuridoになっています。別々のデバイスネームを指定すれば同時に複数のプロッターを起動できます。

クライアントの起動オプション

プロットのオプション

プロットのオプションは次のとおりです。

python3 client.py DEVICE_NAME -i 2 -w 200 -s 5 10 -na

• -i: プロット間隔の設定（default 4)　意味はN回に１回描画する。数を大きくするとプロット負荷を抑えられます。プロットの内容は変わりません。
• -w: プロットの幅の設定（default 200）プロットの幅を設定します。平均値及び標準偏差の計算元データも同じ幅になります。
• -s: 当たり判定の感度設定　(default 5 10) 警告のしきい値及びグラフレンジを設定します。この場合は5σで警告音、10σがグラフの縦軸上限になります。
• -na: 竿先の角度の非表示 (defalut false)

接続のリセット

前の接続が残っており接続できない場合は

python3 client.py DEVICE_NAME --reset

--resetオプションを指定することで再接続できることがあります。 このオプションを指定すると、接続中のすべてのデバイスが切断されます。

接続を切断しない

python3 client.py DEVICE_NAME --keepalive

あまり使用する機会はないと思いますが、このオプションを指定すると終了するときに接続を切断せずに終了します。 このオプションを使うことで同じデバイスに同じアダプターから複数のプロットが立ち上げられます。

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作者

• Hideto Manjo

License

"tsurido" は LGPLライセンスの元で公開されています。