スマート自動靴紐シューズ：発電機能内蔵で実用性抜群

部品と材料

圧電センサー（ピエゾディスク） ×1

ダイオード（1N4001） ×1

モバイルバッテリー ×1

アクリル板 ×1

LED（汎用） ×1

スライドスイッチ ×1

Arduino 101 ×1

Arduino MKR Fox 1200 ×1

アプリとオンラインサービス

ヘルスケアアプリ（自作）

プロジェクトについて

このプロジェクトは科学フェア向けに開始しました。Arduinoやサーボの制御など、多くの経験を得られました。皆さんも製作を楽しんでいただけると思います。

ステップ1：必要なパーツ

発電用：

ピエゾディスク
ダイオード（1N4001）
モバイルバッテリー
アクリル板
LED
スイッチ

自動靴紐用：

靴
Arduino Pro Mini 5V / Arduino 101 / MKRFOX1200
CP2102 USB-TTL変換モジュール（Pro Mini使用時のみ必要）
サーボモーター（10kg以上のトルク）
結束バンド（タイラップ）

歩数カウント用：

カウンター（タリーカウンター）
プッシュボタン
電線

ステップ2：発電機構

アクリル板をベースにピエゾ素子を固定します。ピエゾの下に穴を開け、フォームなどのクッション材を挟むことで、踏み込み時の張力と圧縮で確実に発電できるようにします。複数のピエゾ素子は並列接続し、ダイオードブリッジ（整流器）で交流を直流に変換してモバイルバッテリーを充電します。

ステップ3：自動靴紐機構

靴にドリルで穴を開け、結束バンドで靴紐をサーボモーターへ誘導します。サーボ制御には「サーボノブ」のサンプルコードをベースに改良しました。Arduino Pro Mini、Arduino 101、MKRFOX1200のいずれでも動作します（予算の都合でPro Miniで製作しましたが、他でも動作します）。

ステップ4：歩数カウント

タリーカウンターのカウントボタン端子に配線をハンダ付けし、外部プッシュボタンでカウントアップできるように改造しました（片足分のみ）。自作アプリでカウンターの値と体重を入力すると、平均消費カロリー、距離（km）、歩数を算出します。製作過程の写真が不足しており申し訳ありません。

ステップ5：LED追加

3個のLEDを並列接続し、スイッチとモバイルバッテリーで点灯制御します。

スマートシューズのメリット

歩行発電でスマホ充電が可能。トレッキング時に非常に便利。
自動靴紐で、靴紐が結べない子供や腰痛の高齢者をサポート。
歩数・消費カロリー・距離をアプリで管理。ランナーやダイエット中の方に最適。
LEDライトで夜間の視認性向上。

質問はコメント欄へ。気に入ったら「いいね」をお願いします！

ステップ6：完成動画

モバイルアプリで動画が見られない場合はこちらのリンクからどうぞ。
より良いバージョンを作りたいですが資金不足です。支援してくださる方はご連絡ください。ありがとうございました！

コード

Pro Mini / Arduino 101用コード (Arduino)

#include <Servo.h>
Servo myservo;
int potpin = 0;
int val;
void setup() {
  myservo.attach(2);
}
void loop() {
  val = analogRead(potpin);
  val = map(val, 0, 1023, 0, 180);
  myservo.write(val);
  delay(15);
}

回路図

シングルLEDライトペインティング：自作モーター駆動システムで動的な画像を描く Arduinoベースのヌンチャク操作6自由度ロボットアームキット

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