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はじめに

在宅勤務が増え、外出する頻度も少なくなり、運動不足が続いていませんか。BBC micro:bitを活用したプログラミングをしてみましょう。

micro:bit mini bicycleをmicro:bitにインストールすると、マグネット負荷方式の家庭向けサイクルトレーナーの負荷を制御したり、クランクのセンサーから回転数や速度、パワーを算出したりすることが可能となります。また、micro:bitのBluetooth機能を使って、スマホなどと無線通信でき、スマホから、負荷の強度を変更できたり、スマホで回転数や速度、パワーを確認したりできます。

補足：BBC micro:bit v1.5をターゲットとしています。

例：マグネット負荷方式の家庭向けサイクルトレーナー

Amazon: マグネティックバイクミニ （黄色）- 10588
Amazon: マグネティックバイクミニ （白色）- 9593

インストール方法

micro:bit mini bicycle

必要なもの

  1. micro:bit本体 (v1.5)
  2. 小型サーボモーター(MG90S等)
  3. マグネット負荷方式の家庭向けサイクルトレーナー
  4. 3Dプリンターで作成したパーツ(/docs/print3d/)
  5. 工具、ネジ、配線部品等
  6. コンパイル済みのHEX形式ファイル

コンパイル済みのHEX形式ファイル

次のいずれかの方法で、HEXファイルを入手し、micro:bitに転送（コピー）します。

  1. githubからコンパイル済みのHEXファイルをダウンロードする
  2. mbed オンライン コンパイラで、プログラムをインポートし、コンパイルする

入手方法1 - githubからコンパイル済みのHEXファイルをダウンロードする

次のリンクからHEX形式ファイルをダウンロードし、micro:bitへ転送（コピー）します。
microbit-minibicycle.hex

入手方法2 - mbed オンライン コンパイラで、プログラムをインポートし、コンパイルする

  1. Mbed オンライン コンパイラを開きます
    https://ide.mbed.com/compiler/
  2. プログラムをインポートします
    https://github.com/jp-96/microbit-minibicycle.git
  3. コンパイルを実行し、コンパイルに成功すると、HEX形式ファイルがダウンロードされます
  4. ダウンロードしたHEX形式ファイルをmicro:bitへ転送（コピー）します

接続方法

小型サーボモーターをmicro:bitのP1端子へ、センサー信号をmicro:bitのP2端子へそれぞれ接続します。
配線方法については、手書きの回路図を参考にしてください。

手書きの回路図

使い方

micro:bitのAボタンとBボタンで、負荷を1から8まで変更できます。
スマホの汎用BLEアプリで、BIKEMINI:BITに接続すると、回転数や速度、パワーを確認したり、スマホから、負荷の強度を変更できたりします。

【汎用BLEアプリ】

Google Play - nRF Connect for Mobile
App Store - nRF Connect: Bluetooth App

バーチャルライド

いくつかのバーチャルライドアプリも対応していますので、試してみてください。

  1. Zwift - https://www.zwift.com/
  2. Kinomap - https://www.kinomap.com/
  3. RGT CYCLING - https://www.rgtcycling.com/
  4. OneLap - https://www.onelapjapan.jp/ , https://www.onelap.com/

開発

モジュールの構成 - シーケンス図

開発当初のシーケンス図をメモとして残しておきます。実装とは異なっています。

当初のシーケンス図

【おまけ】 Windows10でコンパイルする方法

ツールのインストール

  1. Git
  2. Mercurial
  3. GNU Arm Embedded Toolchain - 6-2017-q2-update
    ※ GNU Arm Embedded Toolchain
    → gcc-arm-none-eabi-6-2017-q2-update-win32-sha2.exe
  4. Python3

環境構築

コマンドプロンプトを開き、次のコマンドを実行します。

py -3 -m pip install --upgrade virtualenv
mkdir c:\workubit
cd c:\workubit
py -3 -m virtualenv venv
C:\workubit\venv\Scripts\activate.bat
pip install mbed-cli git+https://github.com/jp-rad/mbed-microbit-win10-setup.git
mbed config --global GCC_ARM_PATH "C:\Program Files (x86)\GNU Tools Arm Embedded\6 2017-q2-update\bin"

git clone

コマンドプロンプトを開き、次のコマンドを実行します。

C:\workubit\venv\Scripts\activate.bat
cd c:\workubit
git clone https://github.com/jp-96/microbit-minibicycle

ライブラリのインポート

コマンドプロンプトを開き、次のコマンドを実行します。

C:\workubit\venv\Scripts\activate.bat
cd c:\workubit\microbit-minibicycle
mbedubitwin10

コンパイル

パソコンにBBC micro:bitを接続し、例えば、Dドライブとして認識させます。
コマンドプロンプトを開き、次のコマンドを実行します。

C:\workubit\venv\Scripts\activate.bat
cd c:\workubit\microbit-minibicycle

mbed compile
copy /Y .\BUILD\NRF51_MICROBIT\GCC_ARM\microbit-minibicycle.hex  .\docs\build
copy .\BUILD\NRF51_MICROBIT\GCC_ARM\microbit-minibicycle.hex d:\

リンク

Pythonパッケージ

mbedubitwin10

GitHubテンプレート

mbed-microbit-template

micro:bit runtime

micro:bit runtime docs

BBC Community Guidelines

Microbit Community Guidelines