SPRESENSEのマイク入力をADCにして心拍センサーを取り込む！：息子と一緒に Makers：So-netブログ

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SPRESENSEのマイク入力をADCにして心拍センサーを取り込む！　[SPRESENSE] [編集]

前回、SPRESENSEのADCで心拍データをキャプチャしましたが、DC取り込みなので体動で大きくレベルが変化していました。そこで、今回はSPRESENSEのマイク入力に心拍センサーを接続してデータを取り込んでみました。マイク入力はAC入力なので電気的にDC成分をカットできます。

心拍センサーを SPRESENSE のマイク入力でキャプチャしてみました。データが取れすぎるので、贅沢にデータを使ってみたら綺麗な波形がとれました。SPRESENSEのマイク入力を高速・高精度のADCとして使えるぞ pic.twitter.com/OWmReXPaKF
— よしのたろう (@Taro_Yoshino) October 16, 2020

SPRESENSEチップのデータシートを見るとマイク入力のレンジは0.9V（±0.45V）なので、ADCの0.7Vよりレンジが広く優秀です。

試しに、モノラル16k/16bitをSDカードに録音？してみたのですが、とにかくデータが取れすぎる。心拍センサーのノイズを拾いまくりです。

なので、冒頭の動画は1024サンプルの平均をとってさらに平均をとったデータの128サンプルで平均をとるという贅沢すぎるデータ処理をしています。

#include <Audio.h>

AudioClass *theAudio;

void setup() {
  int ret;

  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Init Audio Library");
  theAudio = AudioClass::getInstance();
  theAudio->begin();

  Serial.println("Init Audio Recorder");
  /* Select input device as AMIC */
  theAudio->setRecorderMode(AS_SETRECDR_STS_INPUTDEVICE_MIC);

  theAudio->initRecorder(AS_CODECTYPE_PCM, "/mnt/spif/BIN", AS_SAMPLINGRATE_16000, AS_CHANNEL_MONO);
  
  Serial.println("Capturing start!");
  theAudio->startRecorder();

}

#define AVE_WINDOW 128
int16_t average[AVE_WINDOW];

static int num = 0;
void loop()
{
  static const int32_t buffer_sample = 1024;
  static const int32_t buffer_size = buffer_sample * sizeof(int16_t);
  static char  frame[buffer_size];
  uint32_t read_size;

  int err = theAudio->readFrames(frame, buffer_size, &read_size);
  if (err != AUDIOLIB_ECODE_OK && err != AUDIOLIB_ECODE_INSUFFICIENT_BUFFER_AREA) {
    printf("Error err = %d\n", err);
    sleep(1);
    theAudio->stopRecorder();
    exit(1);
  }

  int16_t *buf = (int16_t*)frame;
  int32_t sum = 0;
  for (int i = 0; i < buffer_sample; ++i) {
    sum += buf[i];
  }
  
  average[num] = sum / buffer_sample;
  if (++num >= AVE_WINDOW) num = 0;
  
  if (num == 0) {
    sum = 0;
    for (int i = 0; i < AVE_WINDOW; ++i) {
      sum += average[i];
    }
    int16_t output = sum / AVE_WINDOW;
    Serial.println(output);
  } 
}

マイク入力はゲインも設定できるので、AC限定ですがADCとしては非常に優秀です。皆さんもつかってみてはいかがでしょう？