Bluetooth対応 スマートバスケットボールスコアボード ─ センサーでシュートを自動判定

概要

赤外線近接センサーと振動センサーをバスケットゴールに取り付け、シュート・得点・ミスを自動検出するスコアボードシステムです。Arduino NanoとHC-05 BluetoothモジュールでAndroidアプリ（MIT App Inventor製）と連携し、リアルタイムで統計を表示・記録します。温湿度センサー（DHT22）も搭載し、環境データも取得可能。

システム構成

ハードウェア（Ver 2.0.0）

ソフトウェア

• Arduino IDE（C++）
• MIT App Inventor（Androidアプリ）

判定ロジック

1. 近接センサー検知 → 即座に「得点」確定
2. 振動センサー検知 → 2秒間待機
3. 待機中に近接センサー検知 → 「得点」
4. 2秒経過しても近接検知なし → 「ミス」
5. 結果をBluetoothでアプリへ送信

この順序により、誤検知を最小化しつつリアルタイム判定を実現。

Androidアプリ機能（横画面対応）

• シュート数・得点・ミス数・成功率をリアルタイム表示
• 温度・湿度・熱中症指数（暑さ指数）表示
• 50本ごとの節目で音声通知
• 画面常時ON、ボタン効果音、手動補正ボタン
• Bluetoothデバイス選択、カウントリセット

取り付け手順

1. ゴール下のプラスチックカバーを外し、近接センサー用の穴を開ける
2. バックボード裏に振動センサー用の小穴を開け、MDF製ブラケットで固定
3. センサーをボルト・ナットで確実に固定
4. 配線し、動作テスト（スモークテスト）
5. 全ユニットをゴールに取り付け完了

コードのポイント（Arduino側 Ver 2.0.0）

// 主な改良点
// - HC-05対応（SoftwareSerial使用）
// - DHT22対応（10秒ごとに送信）
// - 判定ロジック改善、LED信号強化

#include 
#include 

SoftwareSerial BT(10, 11); // RX, TX
DHT dht(7, DHT22);

const int proxPin = 2, vibrPin = 3;
const int ledR = 4, ledG = 5, ledB = 6;
const unsigned long WAIT_MS = 2000;

bool prox = false, vibr = false, waiting = false;
unsigned long waitTime;

void setup() {
  pinMode(proxPin, INPUT);
  pinMode(vibrPin, INPUT);
  pinMode(ledR, OUTPUT); pinMode(ledG, OUTPUT); pinMode(ledB, OUTPUT);
  setLED(5, 100); // マゼンタ：起動中
  
  Serial.begin(9600);
  BT.begin(9600);
  dht.begin();
  setLED(4, 100); // 青：待機完了
}

void loop() {
  checkProx();
  checkVibr();
  checkWait();
  checkDHT();
}

void checkProx() {
  if (!prox && digitalRead(proxPin) == LOW) {
    prox = true;
    setLED(0, 100); // 緑
    sendData(2);    // 得点
    if (!vibr) { waiting = true; waitTime = millis() + WAIT_MS; }
  }
}

void checkVibr() {
  if (!prox && !vibr && digitalRead(vibrPin) == HIGH) {
    vibr = true;
    waiting = true;
    waitTime = millis() + WAIT_MS;
    setLED(1, 100); // 黄
  }
}

void checkWait() {
  if (waiting && millis() > waitTime) {
    if (!prox) { setLED(2, 100); sendData(1); } // 赤：ミス
    resetState();
  }
}

void checkDHT() {
  if (!prox && !vibr && millis() > dhtTime) {
    float h = dht.readHumidity();
    float t = dht.readTemperature();
    float hi = dht.computeHeatIndex(t, h, false);
    sendEnv(h, t, hi);
    dhtTime = millis() + 10000;
  }
}

void sendData(int shot) { // 0=環境, 1=ミス, 2=得点
  BT.print(humi); BT.print(temp); BT.print(heat); BT.print(shot);
}

実績・評価

• 誤検知・見逃しが極めて少なく、高精度
• リアルタイム統計でトレーニング効率向上
• 安価な汎用センサーで構築可能（スマートボール不要）

今後の拡張案

• EEPROMへのログ保存
• 充電式LiPo電池化
• 3Dプリントケースで防水・堅牢化
• 複数ゴール対応（コート両端）

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