このページの内容は，Software Design 2005年12月号 pp.114-121に掲載された， 「USBセンサを使ってみよう Phidgets活用講座(1)」をHTML化したものです．分量が多いため，三つのページに分割してあります．
本文中の「現在」などは「2005年10月」を指します．

ここでは，一般的なWindows PCから手軽に扱うことができる，USB接続のセンサー/アクチュエータ群「Phidgets」の基本について説明します．USBセンサを使ってみよう(PhidgetServer編)も参考にしてください．

※新しいPhidgetデバイスやドライバに対応したPhidgetServer2.0を公開しました．(2008/10/19)

• 第一回: USBセンサを使ってみよう Phidgets活用講座 概要編
  • Phidgetsの基本
    1. はじめに
    2. Phigetsの概要
    3. Phidgetsの問題点
  • PhidgetServerの基本
  • PhidgetServerの詳細と応用
• 第二回: USBセンサを使ってみよう Phidgets活用講座 実践編
• 第三回: USBセンサを使ってみよう Phidgets活用講座 実践編

近年，ユビキタス・コンピューティングやセンサー・ネットワークといった言葉を，さまざまなところで目にするようになってきました．これ らは，さまざまなセンサー・アクチュエーター，小型コンピュータを生活空間に配置し，それらを組み合わせた新しいユーザ・インタフェースやサービスの構築 を目指しています．

現在のPCの入出力インタフェースは，マウス/キーボード/ディスプレイにほとんど固定されてしまっていますが，こうしたさまざまなデバイスを組み合わせることで，身体的な動作や周辺的な情報を活用した，より豊かなユーザ・インタフェースを構築できる可能性があります．

その一方，こうしたユビキタス的な実世界システムはハードウェア/ソフトウェアの双方の開発を伴うため，個人が取り組むには敷居の高い領域でした．

もし，日曜プログラミングのような形で，思い立った時に手軽にさまざまなセンサ・アクチュエータなどを組み合わせた実世界システムを製作できれば，プログラミングの世界は大きく広がるのではないでしょうか．

本連載は全3回(+α)を予定しており，Phidgetsというデバイス群を用いて，こうした「日曜ユビキタス環境」を実現する方法について説明します．

まず今回は，Phidgetsの概要と，Phidgetsをさまざまな言語から手軽に扱うことができるPhidgetServerというソフトウェアを中心に紹介します．

Phidgets(Physical Widgets)は，一般的なWindows PCから手軽に扱うことができる，USB接続のセンサー/アクチュエータ群です．(筆者は試用していませんが，Mac/Linux用のドライバも用意されています．) センサーの種類もなかなか豊富で扱いやすいため，ちょっとした実世界指向システムを開発するのに適しています．

Phidgetsはもともと，カルガリー大学のSaul Greenberg氏らによりはじめられたプロジェクトであり，物理的なデバイス（スライダー，スイッチ，LED，モーターなど）を，PC上のGUIと同じような感覚で利用 することを目標とした，デバイス＆ツールキットの総称です．（製品化以前の論文/デモビデオなどがWebページ上で紹介されています．）

なお，本稿では便宜的に，Phidgetsのデバイス群を「Phidgetデバイス」と呼ぶことにします。

ほとんどのPhidgetデバイスはUSBから給電されるため，PCとUSBケーブルさえあればどこでも利用できます．また，専用のライブ ラリ（COMやDLL）が用意されているため，Visual Basic, VC++, Javaなどの言語から比較的容易に扱うことが可能です．

Phidgetデバイスには，たとえば以下のようなセンサー/アクチュエーターが用意されています．

• PhidgetInterfaceKit
• PhidgetRFID
• PhidgetAccelerometer
• PhidgetWeightSensor

ここではまず，これらのPhidgetデバイスの概要について説明します．

• タッチセンサー
  • 人の指などが基盤面に触れたことを検出します．
• 温度センサー
  • 気温を取得します．
• 光センサー（CDS）
  • 明るさを取得します．
• 圧力センサー
  • 押し込み圧力を検出します．
• スライダー（可変抵抗）
  • 一般的なスライダーです．
• つまみ（可変抵抗）
  • 一般的なボリュームつまみです．
• ジョイスティック
  • アナログジョイスティックです．X軸/Y軸をそれぞれ別のポートに接続します．

デジタル入力はOn/OFFを検出する1bitの入力端子であり，スライドスイッチ，プッシュスイッチなどを接続します． デジタル出力は，5Vの電圧をOn/Offすることで，LEDなどを制御します．リレーなどを介せば，電球など100V機器の制御も可能です． InterfaceKitは，国内代理店のぷらっとホームから購入するか，Phidgetsの公式サイトから直接購入することができます．（以下のPhidgetデバイスも同様です．） ぷらっとホームでは，InterfaceKitにいくつかのセンサーなどを組み合わせた形で，InterfaceKit Package#1,#2として販売しています．価格は#1が14800円，#2が24800円となっています（本稿執筆時点，以下同様）．#2の方が付 属するセンサーが豊富で扱いやすいため，お勧めです． Phidgetsの公式サイトでは，InterfaceKitと各種センサーは別売されており，今回紹介した以外のセンサーも多数販売されています．

PhidgetRFID

PhidgetRFIDは，RFIDシステムとしてはごく基本的な性能ですが，安価で取り扱いが容易なため，小規模な試作には最適だと思います． なお，RFIDについては，筆者がSoftware Design2004年10月号〜2005年2月号に執筆した，「RFIDを使ってみよう」にて，詳しく紹介していますので，参考にしてください．

PhidgetAccelerometerは，USBに直結できる2軸の加速度センサーです(図4)． AnalogDevices社のADXL202という有名な加速度センサーを利用しており，物体の移動にともなう加速度，および静止時の地軸に対する傾斜（重力加速度）を計測できます． 価格は，Phidgets公式サイトで75CDNとなっています．ぷらっとホームでは単体販売はされておらず，InterfaceKit #2などに同梱されているようです．

PhidgetAccelerometerは，ヒト/モノのさまざまな動作/状態を取得できるため，使い勝手のよいセンサーといえます．

PhidgetWeightSensorは，体重を直接取得できる珍しいセンサーなので，アイデア次第で面白い使い方が出来るのではないかと思います．

PhidgetServoMotorは，サーボモーターとコントローラーをセットにした，PCからサーボモーターを手軽に制御できるシス テムです（図6）．1度以下の正確な単位で，サーボモーターの動作角度（最大約180度）を制御することができます．なお，給電はACアダプタから行いま す．

PhidgetServoMotorには，1つのサーボモーターを制御する1-motorと，4つのサーボモーターを制御する4- motorの二つのラインナップが用意されています．4-motorの場合，価格はぷらっとホームでは24,800円，Phidgets公式サイトでは約 150CDNとなっています．

PhidgetServoMotorは，PCから制御できるサーボモーターとしてはもっとも手軽で扱いやすいものの一つです．

これまでみてきたように，Phidgetsには魅力的なセンサー/アクチュエータが多数用意されています．

ここでソフトウェアの方に目を向けてみると，Visual Basic, VC++, Javaなどに対応したサンプルが用意されている反面，Rubyなどのスクリプト系言語やFlashなどからは利用できなかったり，.Net環境への対応 がやや貧弱であったりと，実際に使おうとすると不便な要素も散見されます． また，複数のPCに接続されたPhidgetデバイスを相互に連携させることは困難です．

そこで，ここでは，主要なPhidgetデバイスをTCPサーバー経由で手軽に制御できる，PhidgetServerというソフトウェアを開発してみました．