視力検査装置の開発・製作 ２（ハードウェア）

 　前回の投稿では、視力検査装置のソフトウェアでした。ESP32マイコンを使い、さらなる効率化を行いました。

　以前のシステムは、動作環境はパソコンとなったのですが、キーボード操作は職員が行っていました。

　ESP32マイコンの登場により、Bluetooth、WiFiの環境が簡単に利用できるようになりました。

　ことから、ESP32マイコンにスイッチを接続することで、BLE通信による入力デバイスを開発しました。

入力デバイス設計

　スイッチとして、押しボタンスイッチを選択する際、押しやすさや押したことが分かるように自照式を採用しました（右図）。

　また、押したことが分かるようにクリック音を鳴らすブザーを追加しました。

　右図が回路図です。

　上の回路図では電源部分が欠落しています。電源は半田付けしやすく、入手しやすいUSBコネクタ(Bタイプ メス)を付け、５Ｖ電源供給をしています。（ＡＣアダプタでは電圧が異なると回路が破損する恐れがあるため、５Ｖ供給のＵＳＢを選択しています）

プログラミング

　ESP32マイコンのBLEのプログラミングは、ライブラリ「BleKeyboard」を追加すると、ESP32マイコンから、Bluetooth接続されたPCに、キー操作を送信するサンプルプログラム「SendKeyStrokes」がありますので、キーボードとして簡単に働かせることができます。

　ここに、スイッチ入力により、キー送信するようにすること、LED点滅、ブザー音を追加するだけでプログラムは完成します。

完成写真

　右図が完成写真です。

　図中の左が上からみた図です。押しボタン4個とBLE接続表示LEDがあります。

　図中が真ん中が斜め横からみた図です。ESP32マイコンが破損しても交換可能なようにソケットにさしています。このため、スイッチ基板とマイコン基板の高さを合わせるようにしています。

　図中の右側がデザインアクリルを付けた完成図です。

実際に使用して

　実際に使用している写真（右図）です。

　職員がPCで開始操作（Enterを押す）をすると、画面にランドルト環が表示されていきます。

　生徒は画面をみて、手元の入力デバイスから向きを入力していきます。

　この入力デバイスを使用した結果として、生徒が直接入力できるため、検査時間の短縮、検査に携わる職員の削減などの効果がありました。

　また、生徒がゲームに慣れているためか、ゲームの操作感覚であり、スムーズに操作できている状況でした。

参考資料

　この視力装置の開発・製作は、令和５年度に長野県岡谷工業高等学校情報技術科の授業の中で取り組み、製作・プログラミングを行ったものです。

　その時の生徒に配布した資料を掲載します。参考にしてください。

　ハードウェア設計と回路チェックプログラム（PDF資料）

　視力検査装置のプログラミング（PDF資料）