ずいぶん前に感圧導電布を購入したまま埃かぶってたので、手袋に貼り付けてモーションセンシングしてみました。

その名もモーションセンシンググローブ DigiTe（デジ手）。
　

構成

指の動きを感圧導電布で検出してBLEで信号送信し、PCで指の動きに応じた音声を再生します。

全体ブロック図

モーションセンシンググローブ DigiTe 回路図

部品

EeonTex 感圧導電布
導電糸
BLE搭載マイコンAdafruit Feather 32u4 Bluefruit LE
リチウムイオンポリマー電池400mAh
抵抗器 4.7kohm
ブレッドボード

手袋製作

感圧導電布を1cm×5cmほどに切って、配線ハンダ付け用に両端を導電糸で縫い付けて両面テープで手袋の指に貼り付けます。

　
指を曲げると圧力によって感圧導電布の両端の抵抗値が減少します。

感圧導電布指を曲げると抵抗値下がる pic.twitter.com/uL76yyyX05

— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) 2018年8月15日

　
同様に残りの指にも貼り付け。

　
ちょっと強引ですが、ブレッドボードも手袋に貼り付けてBLE搭載マイコンFeather 32u4と部品を載せて配線します。

Arduinoコード

Feather 32u4の詳細設定は以下のとおりです。

Blynk で BLE 制御ラジコン！

Feather 32u4用のBLEライブラリをインストールします。
　https://github.com/adafruit/Adafruit_BluefruitLE_nRF51

このライブラリのコード例 bleuart_datamode.ino を参考にプログラムしました。

#include <Arduino.h>
#include <SPI.h>
#include "Adafruit_BLE.h"
#include "Adafruit_BluefruitLE_SPI.h"
#include "Adafruit_BluefruitLE_UART.h"

#include "BluefruitConfig.h"

#if SOFTWARE_SERIAL_AVAILABLE
  #include <SoftwareSerial.h>
#endif

#define FACTORYRESET_ENABLE         1
#define MINIMUM_FIRMWARE_VERSION    "0.6.6"
#define MODE_LED_BEHAVIOUR          "MODE"

const int analogInPin[5] = {A1, A2, A3, A4, A5};

int sensorValueIni[5] = {0,};
int sensorValue[5] = {0,};
float Div[5] = {0,};
int cnt[5] = {0,};
int sum = 0;
int sumOld = 0;

/* ...hardware SPI, using SCK/MOSI/MISO hardware SPI pins and then user selected CS/IRQ/RST */
Adafruit_BluefruitLE_SPI ble(BLUEFRUIT_SPI_CS, BLUEFRUIT_SPI_IRQ, BLUEFRUIT_SPI_RST);

// A small helper
void error(const __FlashStringHelper*err) {
  Serial.println(err);
  while (1);
}


void setup(void)
{
  Serial.begin(115200);

　　　　//Initial Value Meas.
  for(int j = 0; j < 5000; j++){
    for(int i = 0; i < 5; i++){
      sensorValueIni[i] = analogRead(analogInPin[i]);
    }
  }


  if ( !ble.begin(VERBOSE_MODE) )
  {
    error(F("Couldn't find Bluefruit, make sure it's in CoMmanD mode & check wiring?"));
  }
  Serial.println( F("OK!") );

  if ( FACTORYRESET_ENABLE )
  {
    /* Perform a factory reset to make sure everything is in a known state */
    Serial.println(F("Performing a factory reset: "));
    if ( ! ble.factoryReset() ){
      error(F("Couldn't factory reset"));
    }
  }

  /* Disable command echo from Bluefruit */
  ble.echo(false);

  Serial.println("Requesting Bluefruit info:");
  /* Print Bluefruit information */
  ble.info();

  Serial.println(F("Please use Adafruit Bluefruit LE app to connect in UART mode"));
  Serial.println(F("Then Enter characters to send to Bluefruit"));
  Serial.println();

  ble.verbose(false);  // debug info is a little annoying after this point!

  /* Wait for connection */
  while (! ble.isConnected()) {
      delay(500);
  }

  Serial.println(F("******************************"));

  // LED Activity command is only supported from 0.6.6
  if ( ble.isVersionAtLeast(MINIMUM_FIRMWARE_VERSION) )
  {
    // Change Mode LED Activity
    Serial.println(F("Change LED activity to " MODE_LED_BEHAVIOUR));
    ble.sendCommandCheckOK("AT+HWModeLED=" MODE_LED_BEHAVIOUR);
  }

  // Set module to DATA mode
  Serial.println( F("Switching to DATA mode!") );
  ble.setMode(BLUEFRUIT_MODE_DATA);

  Serial.println(F("******************************"));
}


void loop(void)
{
  // read the analog in value:
  for(int j = 0; j < 10; j++){
    for(int i = 0; i < 5; i++){
      sensorValue[i] = analogRead(analogInPin[i]);
      Div[i] =  Div[i] + (float)sensorValue[i]/(float)sensorValueIni[i];
      
    }
  }
  
  for(int i = 0; i < 5; i++){
    Div[i] = Div[i]/10.0;
    Serial.print(Div[i]);
    Serial.print("\t");

    if(Div[i] < 1.3){
      cnt[i] = 1;
    }else{
      cnt[i] = 0;
    }
  }
  Serial.println("");
    
  sum = 0;

  for(int i = 0; i < 5; i++){
    sum = sum + cnt[i];
  }
  Serial.println(sum);
  
  //Send input data to host via Bluefruit
  if(sum != sumOld){
    ble.print(sum);
    sumOld = sum;
  }

  delay(500);
}

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#include <Arduino.h>

#include <SPI.h>

#include "Adafruit_BLE.h"

#include "Adafruit_BluefruitLE_SPI.h"

#include "Adafruit_BluefruitLE_UART.h"

#include "BluefruitConfig.h"

#if SOFTWARE_SERIAL_AVAILABLE

#include <SoftwareSerial.h>

#endif

#define FACTORYRESET_ENABLE 1

#define MINIMUM_FIRMWARE_VERSION "0.6.6"

#define MODE_LED_BEHAVIOUR "MODE"

const int analogInPin[5] = {A1, A2, A3, A4, A5};

int sensorValueIni[5] = {0,};

int sensorValue[5] = {0,};

float Div[5] = {0,};

int cnt[5] = {0,};

int sum = 0;

int sumOld = 0;

/* ...hardware SPI, using SCK/MOSI/MISO hardware SPI pins and then user selected CS/IRQ/RST */

Adafruit_BluefruitLE_SPI ble(BLUEFRUIT_SPI_CS, BLUEFRUIT_SPI_IRQ, BLUEFRUIT_SPI_RST);

// A small helper

void error(const __FlashStringHelper*err) {

Serial.println(err);

while (1);

}

void setup(void)

{

Serial.begin(115200);

　　　　//Initial Value Meas.

for(int j = 0; j < 5000; j++){

for(int i = 0; i < 5; i++){

sensorValueIni[i] = analogRead(analogInPin[i]);

}

if ( !ble.begin(VERBOSE_MODE) )

{

error(F("Couldn't find Bluefruit, make sure it's in CoMmanD mode & check wiring?"));

}

Serial.println( F("OK!") );

if ( FACTORYRESET_ENABLE )

{

/* Perform a factory reset to make sure everything is in a known state */

Serial.println(F("Performing a factory reset: "));

if ( ! ble.factoryReset() ){

error(F("Couldn't factory reset"));

}

/* Disable command echo from Bluefruit */

ble.echo(false);

Serial.println("Requesting Bluefruit info:");

/* Print Bluefruit information */

ble.info();

Serial.println(F("Please use Adafruit Bluefruit LE app to connect in UART mode"));

Serial.println(F("Then Enter characters to send to Bluefruit"));

Serial.println();

ble.verbose(false); // debug info is a little annoying after this point!

/* Wait for connection */

while (! ble.isConnected()) {

delay(500);

}

Serial.println(F("******************************"));

// LED Activity command is only supported from 0.6.6

if ( ble.isVersionAtLeast(MINIMUM_FIRMWARE_VERSION) )

{

// Change Mode LED Activity

Serial.println(F("Change LED activity to " MODE_LED_BEHAVIOUR));

ble.sendCommandCheckOK("AT+HWModeLED=" MODE_LED_BEHAVIOUR);

}

// Set module to DATA mode

Serial.println( F("Switching to DATA mode!") );

ble.setMode(BLUEFRUIT_MODE_DATA);

Serial.println(F("******************************"));

}

void loop(void)

{

// read the analog in value:

for(int j = 0; j < 10; j++){

for(int i = 0; i < 5; i++){

sensorValue[i] = analogRead(analogInPin[i]);

Div[i] = Div[i] + (float)sensorValue[i]/(float)sensorValueIni[i];

}

for(int i = 0; i < 5; i++){

Div[i] = Div[i]/10.0;

Serial.print(Div[i]);

Serial.print("\t");

if(Div[i] < 1.3){

cnt[i] = 1;

}else{

cnt[i] = 0;

}

Serial.println("");

sum = 0;

for(int i = 0; i < 5; i++){

sum = sum + cnt[i];

}

Serial.println(sum);

//Send input data to host via Bluefruit

if(sum != sumOld){

ble.print(sum);

sumOld = sum;

}

delay(500);

}

マイコン起動時に各指の感圧導電布の初期抵抗を測定(指は伸ばした状態)し、曲げた際に30%抵抗が減少すると曲げられた指が検出されます。

指の動きが変化すると、伸びた指の数を算出しBLE送信します。
　

Node-RED設定

グローブからのBLE信号をPCで受けて音声出力させるためにNode-REDを使用しました。

以下のノードをインストールして使用しています。

BLE 送信ノード
node-red-contrib-generic-ble
音声再生ノード
node-red-contrib-audio

ノードの設定

左から順に各ノードの設定について説明します。
　

Injectノード

次段のBLE入力ノードを起動するためのノードです。

ペイロードをJSONとして以下を入力します。

{
    "notify": true,
    "period": 60000
}

{

"notify": true,

"period": 60000

}

このノードを起動することで60秒間、グローブからのBLE信号を受信することができます。ずっと受信したいので、繰り返しを1分間で設定しています。
　

BLE入力ノード

BLEデータ受信用のノードです。グローブを起動した状態でダブルクリックして以下の編集ボタンをクリックします。

以下の”Select from scan result”をチェックして、Scan Resultで “Adafruit Bluefruit LE”を選択して”更新”をクリックします。

この状態でデプロイしてInjectノードを起動すると、グローブからのBLE信号を受信し続けます(ピリオドを無限にするやり方が分からなかった。。。)。
　

Functionノード -データパース-

以下のように入力し、BLE信号から指の数をパースします。

var msg = { payload: Number(msg.payload.characteristics["6e400003b5a3f393e0a9e50e24dcca9e"]) };
return msg;

1 2	var msg = { payload: Number(msg.payload.characteristics["6e400003b5a3f393e0a9e50e24dcca9e"]) }; return msg;

Functionノード -条件分岐-

以下のように入力し、指の数(1〜5)によって出力を分岐します。

if (msg.payload == 1) {
   return [ msg, null, null, null, null ];
}else if (msg.payload == 2) {
   return [ null, msg, null, null, null ];
}else if (msg.payload == 3) {
   return [ null, null, msg, null, null ];
}else if (msg.payload == 4) {
   return [ null, null, null, msg, null ];
}else if (msg.payload == 5) {
   return [ null, null, null, null, msg ];
}