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TWELITE CUE

TWELITE CUE シリーズに関する質問
TWELITE CUE シリーズに関する質問をまとめています。

評価に必要なものは？

次の3点の購入を推奨いたします。

  • TWELITE CUE & MONOSTICK セット MW-S-(B/R)-CUE-MS(B/R)
  • TWELITE R3 MW-LITER3
    • 本体を PC へ接続し、スムーズに設定を行うためのアダプタ

ハードウェア

故障しているかどうかを確認するには？

ファームウェアの書き込みができるなら故障していない可能性もありますが、ファームウェアの書き込みができないようなら、間違いなく故障しています。

TWELITE R2 / R3 を使って PC へ接続し、TWELITE STAGE APP からアプリ書換をお試しください。

ピンソケットの仕様は？

0.64mm角のピンヘッダ用で、高さは 5mm です。露出部の長さが 5mm を超えるピンヘッダは、多少ぐらつく可能性がございます。

外部アンテナに対応したものを入手できる？

いいえ。数量に関わらず、カスタム品の要望は承っておりません。

TWELITE CUE については回路図を公開しており、独自に基板を作成していただくことを想定しております。

ケースの難燃性は？

UL94 HB 規格に適合した材料を使用しています。遅燃性はあるものの、自己消火性はありません。

設定

TWELITE CUE の設定を変更するには？

TWELITE CUE に書き込まれているキューアプリ（App_CUE）には、二通りの設定方法があります。

  • 別売の TWELITE R2/R3 による有線経由の方法
    • TWELITE R2/R3 を必要としますが、簡単かつスムーズに設定できます
  • OTA アプリを書き込んだ MONOSTICK による無線経由の方法
    • MONOSTICK のファームウェアを一時的に書き換えたのち、元に戻す操作が必要です。

設定は TWELITE CUE に書き込まれているファームウェア、キューアプリのインタラクティブモードへアクセスして行います。

190Hz を超えるサンプリング周波数を設定するには？

センサパラメータのうち、サンプリング周波数の設定部（0x?3???X??）を 4、5 と増やしていただくと、380Hz、750Hz というようにサンプリング周波数を上げることができます。

加速度データ

加速度計測の条件は？

加速度センサと無線スループットの制約から、加速度計測の条件は下記のようになります。

連続計測において、上記の制約を超えた計測はできません。

また、TWELITE CUE モードにおける SHAKE や MOVE などのイベント送信は、加速度センサ内部のイベント検知機能を使用していることから、しきい値を変更することはできません。確実に特定の動きや振動を検知する場合には、連続あるいは間欠計測を行い、受信側で加速度値から動作を判定したほうがよいといえます。

角度を取得するには？

TWELITE CUE（動作センサーパルモード・加速度計測）では、加速度データだけを間欠的に送信できます。ただし出力されるデータはmgで表した3軸の加速度データですから、受信において逆三角関数から算出※する必要があります。

$$\begin{align*} ピッチ (Pitch, \theta ): X-Z 平面での傾きを表す角度\\ \theta &= \tan^{-1} \left( \frac{X}{\sqrt{Y^2 + Z^2}} \right) \\ ロール (Roll, \phi ): Y-Z 平面での傾きを表す角度\\ \phi &= \tan^{-1} \left( \frac{Y}{\sqrt{X^2 + Z^2}} \right) \\ ヨー (Yaw, \psi ): Z軸を基準にした水平方向の回転（参考値）\\ \psi &= \tan^{-1} \left( \frac{Y}{X} \right) \\ \end{align*}$$

※ 平面に置いた際のヨー角は加速度センサ単体では計算できません。
　 補助的に X-Y 平面での方位角を計算しています

Pythonのサンプルスクリプト rx_cue_mot_angle.pyを公開しています。

振動測定に利用できる？

計測条件を確認してください。 主な用途として、向きや動きの検知を想定しており、継続適な加速度計測には制約があります。

連続して送信する場合、サンプリング周波数は 25 / 50 / 100 / 190 Hz から選ぶ必要があるため、それ以上の周波数を要求する場合は対応できません（間欠駆動であれば、400 Hz の設定を利用できる可能性があります）。

加速度センサは1300Hzまで対応していますが、無線のスループットの制約があります

また、基本的に間欠駆動を前提としているため、連続して送信を続けると数時間で電池が消耗してしまいます。

TWELITE は浮動小数点ユニットを搭載しておらず、マイコン上での高度なFFT処理やエッジAI処理は厳しいといえます。

例えば「間欠5秒で25Hz」の意味は？

5秒おきに、0.04秒間隔で取得したデータを送信します。

1パケットに16サンプルを格納する場合は、0.04秒間隔の連続したデータが16点並びます。

平面へ置いたとき、いずれかの軸の加速度が1G付近となっているのはなぜ？

重力加速度を反映しているからです。

水平面へ置いたとき、加速度が0とならないのはなぜ？

加速度センサの Zero-g offset （±40mg）の影響を受けている可能性がございます。

TWELITE CUE に搭載している加速度センサ MC3630 のデータシート (p.17) では Zero-g offset が ±40mg であると記載されています。これは完全な水平面に置いていた場合にも、加速度に対して最大 40mg 程度のオフセットが加わることを意味しています。

この影響を考慮するには、水平面に置いた場合の加速度を記録しておき、オフセットを差し引く必要がございます。一方、相対的な変化に対する誤差の影響は Zero-g offset と比較してかなり小さいものであると考えられます（加速度センサデータシートの Nonlinearity などの値を参照してください）。

初期状態で加速度データが安定しないのはなぜ？

初期状態のTWELITE CUE モードから、動作センサーパルモードへ切り替えることで解決できる可能性があります。動作センサーパルモードは、加速度計測に特化しています。こちらは定期的な計測だけを行い、加速度センサの機能を動的に切り替えることがないため、安定した動作が期待できます。

モード変更には MONOSTICK あるいは TWELITE R2/R3 による設定変更が必要です。

間欠ではなく、連続してデータを取得するには？

TWELITE STAGE APP の加速度リアルタイムグラフを使う際などに、連続的に加速度データを取得するには、TWELITE CUE の設定変更が必要です。

動作センサパルモードに設定したうえで、用途に合わせたセンサパラメータを設定してください。

連続データのサンプリング周期を推定するには？

加速度データの利用方法によりますが、一般的には下記の方法を挙げることができます。

① TWELITE CUE の設定値からサンプリング周期を求め、サンプル毎に加算していく方法

TWELITE CUE の動作センサーパルモード（連続計測）では、センサ固有パラメータの設定でセンサへ適用するサンプリング周波数を指定します。この値を使用する方法があります。

例えば、サンプリング周波数 100Hz の設定（0x00000200）であれば、周期は 10ms です。 この場合には、最初に受信した加速度サンプルデータの受信時刻に 10ms を足していくことで、サンプリング時刻を推定できます。

この方法は手軽ですが、サンプリング時刻の推定値は設定値に基づいており、実際の計測時間に依存しているわけではありません。 より精度が求められる場合には、後述の ② の方法を用いたほうがよいといえます。

② 計測開始から終了までの時刻の差を総サンプル数で割り、サンプリング周期を推定する方法

計測期間を総サンプル数（欠落したサンプル数を含む）で割ることで、実際の計測結果を使用してサンプリング周期を推定できます。 この方法は、計測期間が長いほど精度が向上するものと考えられます。

③ TWELITE STAGE APP の加速度リアルタイムグラフに表示される推定サンプリング周波数からサンプリング周期を得る方法

加速度リアルタイムグラフの画面では、過去の数パケット分のデータから②のような仕組みで推定したサンプリング周波数を表示しています。 この周波数を記録しておき、逆数で求めたサンプリング周期を加算していく方法も考えられます。

④ TWELITE CUE の加速度センサから出力される信号をオシロスコープで解析する方法

非常に難易度が高いため現実的ではありませんが、TWELITE CUE に実装された加速度センサの割り込み出力ピンの出力波形を解析することで、実際のサンプリング周期を得ることができるものと考えられます。

TWELITE STAGE アプリで受信した連続データをExcelで開くには？

加速度リアルタイムグラフを開いている間は、CSVファイルを自動的に書き出します。logフォルダに出力されたCSVファイルをExcelで開くことができます。

その他データ

磁石の検知に特化して使用するには？

開閉センサーパルモードに設定してください。親機からは開閉センサーパルのデータとして出力されます。

SET ピンにアナログ入力を接続できる？

残念ながら、SETピンは TWELITE DIP の#15に相当し、アナログ入力には対応しておりません。

TWELITE 2525A として利用できる？

TWELITE CUE に書き込まれている キューアプリの TWELITE 2525A 互換モード は、無線タグアプリの FIFO（通常）モードと互換性のあるパケットを送出します。このとき、親機は次のページの書式モード（アスキー形式）に沿った内容を出力します。

FIFO（通常）モードでは、通常10サンプルの加速度データを一度に送信します。

親機が超簡単！標準アプリのデータを受信してしまうのですが？

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