Intel Curie搭載Arduino 101によるモーションアクティブ照明システム

必要な部品と材料

部品	数量
Arduino 101（Intel Curie搭載）	1

プロジェクト概要

Arduino 101に内蔵されるIntel Curieモジュールの加速度センサーとジャイロスコープを活用し、複数のモーション連動照明スケッチを開発しました。

目標

• 足音（振動）を検知して照明を自動ON/OFF
• 近くでタッピングやダンスのテンポを検出し、照明の点滅を同期
• 加速度・ジャイロデータをUSB/Bluetooth経由で出力し、地震的イベントの検知に活用

GitHubリポジトリ

https://github.com/ckuzma/arduino-101-sketches

収録スケッチ

1. TapFlashTest

タップ（衝撃）検知でオンボードLEDを点滅。衝撃検知閾値の調整用。

#include "CurieIMU.h"
void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  CurieIMU.begin();
  CurieIMU.attachInterrupt(eventCallback);
  CurieIMU.setDetectionThreshold(CURIE_IMU_SHOCK, 1050); // 1.050g = 1050mg
  CurieIMU.setDetectionDuration(CURIE_IMU_SHOCK, 75);    // 75ms
  CurieIMU.interrupts(CURIE_IMU_SHOCK);
}
void loop() {}
static void eventCallback(void) {
  if (CurieIMU.getInterruptStatus(CURIE_IMU_SHOCK)) {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
    delay(50);
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  }
}

2. TapBeatMatch

テーブル上のタッピングテンポを検出し、オンボードLEDの点滅をそのテンポに同期。加重平均でノイズを軽減。衝撃検知閾値調整可能。

3. SeismicReader + Python可視化スクリプト

• Arduino 101がJSON形式で加速度・ジャイロ値をシリアル出力
• Pythonスクリプトがデータを読み取り、ターミナル上でシンプルなグラフ表示
• CSV保存対応（Excelでグラフ化可能）
• Python 2.x/3.x 両対応、マルチプラットフォーム

4. VibrationLighting

• 本来は足音接近で照明ON/OFFを想定していたが、S/N比が不十分だったため、ミラーへのダブルノック検知に縮小
• 玄関ミラー下部のLEDストリップが、ミラーを2回ノックするたびにON/OFF

ボーナス：汎用化スケッチ「ExternalGyroscope」

Arduino 101専用ではなく、MPU-6050（GY-521/ITG-MTU）等の外付けI2Cセンサーを接続した任意のArduinoで動作するよう移植。CurieGraph.py でデータ可視化可能。

#include 
const int MPU_addr = 0x68; // MPU-6050 I2Cアドレス
int ax, ay, az, temp, gx, gy, gz;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  Wire.beginTransmission(MPU_addr);
  Wire.write(0x6B); Wire.write(0); Wire.endTransmission(true); // スリープ解除
}

String jsonEncodeValue(String key, float keyVal) {
  return "\"" + key + "\":" + String(keyVal);
}
String assembleJson(String keysAndVals) {
  return "{" + keysAndVals + "}";
}

void loop() {
  Wire.beginTransmission(MPU_addr);
  Wire.write(0x3B); Wire.endTransmission(false);
  Wire.requestFrom(MPU_addr, 14, true);
  ax = Wire.read()<<8 | Wire.read();
  ay = Wire.read()<<8 | Wire.read();
  az = Wire.read()<<8 | Wire.read();
  temp = Wire.read()<<8 | Wire.read();
  gx = Wire.read()<<8 | Wire.read();
  gy = Wire.read()<<8 | Wire.read();
  gz = Wire.read()<<8 | Wire.read();

  String keyVals = jsonEncodeValue("ax", ax) + ",";
  keyVals += jsonEncodeValue("ay", ay) + ",";
  keyVals += jsonEncodeValue("az", az) + ",";
  keyVals += jsonEncodeValue("gx", gx) + ",";
  keyVals += jsonEncodeValue("gy", gy) + ",";
  keyVals += jsonEncodeValue("gz", gz);
  Serial.println(assembleJson(keyVals));
  delay(100);
}

注：CurieGraph.py は起動時に数回失敗することがありますが、通常3回目以降で正常接続します。