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【Arduino】シリアルモニタに正しい値が表示されない

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前提・実現したいこと

入力された生体信号(心電波形)のRR間隔の時間を出力させるために
入力信号のデータを取得して、波形のグラフを作成したいです。

私の作成したコードではArduinoに入力する前にオシロスコープで取得している波形とは異なってしまいます。
コンパイル時のエラー等はありません。

入力波形は心電波形です。

解決したコード

int now=0 ;
long i=0 ; //配列番号の管理
byte j=0 ; //フラグ管理
unsigned long tNow,tPrev;
word peak;
unsigned long time ;
//int pin=10 ;

void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
now=analogRead(A5) ;
time = millis() ;

Serial.print(time/1000) ;
Serial.print(",") ;
Serial.println(now*0.005);
//Serial.println(now);

//delay(10);

if(now>peak) {//ピーク値更新なら
peak=now;//保存して
tNow=millis();//時間を取得
j=1;//取得した
}
if(now<peak*7/10 && j==1) {//7割りに落ちた時にピーク確定。→集計
if(i){
//Serial.print("count:");
//Serial.print(i);
//Serial.print(" peak:");
//Serial.print(peak);
Serial.print(" RR:");
Serial.print(tNow-tPrev);
Serial.println("ms");
}

tPrev = tNow ;
peak=peak*8/10;//8割以上に上がったら再取得
i++;
j=0;
}

}

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回答 4

+3

シリアルモニタのボーレートが57600になってますね
これはArduino側のコードで書かれたボーレートと一致させる必要があります

で、Serial.begin、と Serial.end、ってのは、例えば電話をかける、切る、と同じようなもんなんで、一つ送信するたびにbegin,endするんじゃなくて、最初にbeginしとけばそんでいいもんです
んで、endの方は実行しないでいいです

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  • 2019/01/23 15:27

    ご回答くださりありがとうございます。
    Arduino側のボーレートを57600に変更してみたところ無事RR間隔を出力することができました!!
    ベストアンサーにさせていただきます。
    ありがとうございましたm(_ _)m

    キャンセル

  • 2019/01/23 16:18

    追ってのコメント申し訳ありません。
    RR間隔と数値を出力することができたものの、1〜10Hzのどの周波数帯域でも出力結果が同じとなってしまいます。
    ボーレートが適切でないのが原因かと考え,ボーレートを様々な値に変更しても改善されませんでした...。
    お助けいただけますと幸いです...。

    キャンセル

+2

やりたいことは、直近の山の頂上から20%下がったときの時間間隔を測定したい、ということだと読み取りましたがよろしいですか?

まず。

コンパイル時のエラー等はありません。

とのことですが、

重大なバグがあります。

ArduinoのベースとなるC++言語では「コンパイルエラーにはならない(特別な使い方をするためにエラーにしない)けれど普通はやってはいけないこと」がゴマンとあって、その一つに「確保した配列の範囲外にアクセスすること」というのがあります。

unsigned long t[200] ;
//<<<略>>>
    t[i] = millis();

    //i=0の時は計算できないので分岐

    if (i != 0) {
      to = t[i] - t[i - 1]; //入れるに格納された秒数からRR間隔を計算
      //ケーブルを通してPCに出力
      Serial.println("RR");
      Serial.println(to);
    }
    i++; //次の配列へ


t[200]として宣言されていますので、配列の添字としては(原則として)0~199の範囲外で使ってはいけません。しかし、t[]の添字として使われているiは、何の制限もなくどんどん増えていきます。ダメです。
配列の範囲外にアクセス、特に書き込みを行ったときに何が起こるか、全く予想出来ない事態になります。他の変数の値を滅茶苦茶にしたり、あるいはプログラムの動作を不可能にしたり、いろいろ悪さをします。

この部分は「前回の時刻-今回の時刻」の計算をしているだけですから、過去の値を配列で全部保存している必要はないはずです。

unsigned long tNow, tPrev;
//<<<略>>>
    tNow = millis();

    //i=0の時は計算できないので分岐

    if (i != 0) {
      to = tNow - tPrev; //前回の時刻から引けばRR間隔が求まる
      tPrev = tNow; //前回の時刻として保存
      //ケーブルを通してPCに出力
      Serial.println("RR");
      Serial.println(to);
    }
    i++; 


で十分では。

つぎ。

  a = analogRead(A5); //アナログ入力の代入
  //閾値を決める
  if (a - x > 0) {
    x = a; //波形の山が下り始めるところを見つける
    if (x - threshold > 0) {
      threshold = a; //R波のみ判定
    }
  }


この部分から読み取れることは、
if (a - x > 0) {
aの方が大きければxを書き換えている、つまりxは測定開始以来最大のシグナル値を保持している。
if (x - threshold > 0) {
xの方が大きければthresholdを書き換えている。つまり、thresholdも同じことで測定以来最大のシグナル値を保存している。
xの存在は無駄です。そしてなにより、波形の山が下がり始めるところをみつけているわけではありません。
結果として、
イメージ説明
最初低い山があると(1)でthresholdが確定して、その0.8倍で最初のRR判定が行われます(2)。
次に高い山があると(3)thresholdが更新され、以降低い山があってもRR判定には引っかからない、ということになります。これは意図した動作でしょうか。Wikipediaの心電図の項の画像のようなのが典型パターンとすると、それでも破綻はしないのかも知れませんが、しかしRの高さが20%以上変動があるといろいろと支障が出そうな気がします。
この辺の判別方法は要検討ではないでしょうか。
なお、データをどう処理すればいいのかはプログラミングの問題ではありません。プログラムは「あなたがやらせたいことをコンピュータにわかるように書き下しただけの文書であって、プログラムがなにかを解決してくれるわけではなく、コンピュータに何をやらせればいいかはプログラム以前に決まっているはずの話です。

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  • 2019/01/28 12:47

    ご丁寧な解説をありがとうございます。
    配列など私の勉強不足で申し訳ありません…
    入力信号の心電波形の画像を追加しました。
    仰る通り、RR間隔の判別方法を変更した方が良いと思いました。プログラムを調べて考え直してみます。

    キャンセル

+1

シリアルモニタのボーレートを9600にする。
Serial.begin(9600);をsetup()に移動。

y_waiwaiさんの回答見て存在に気づきましたけど
Serial.end()を抜く

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  • 2019/01/23 15:23

    ご回答くださりありがとうございます。
    変更してみましたがシリアルモニタの「?????...」の?の数は減ったものの変わりません。。。

    キャンセル

  • 2019/01/23 15:26

    追ってのコメント申し訳ありません...!
    ボーレートの設定を変更してみましたところ改善されました!
    ありがとうございましたm(_ _)m

    キャンセル

check解決した方法

-1

こちらのコードにて解決することができました!
お力添えをしてくださった回答者様ありがとうございました。
int now=0 ;
long i=0 ; //配列番号の管理
byte j=0 ; //フラグ管理
unsigned long tNow,tPrev;
word peak;
unsigned long time ;
//int pin=10 ;

void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
now=analogRead(A5) ;
time = millis() ;

Serial.print(time/1000) ;
Serial.print(",") ;
Serial.println(now*0.005);
//Serial.println(now);

//delay(10);

if(now>peak) {//ピーク値更新なら
peak=now;//保存して
tNow=millis();//時間を取得
j=1;//取得した
}
if(now<peak*7/10 && j==1) {//7割りに落ちた時にピーク確定。→集計
if(i){
//Serial.print("count:");
//Serial.print(i);
//Serial.print(" peak:");
//Serial.print(peak);
Serial.print(" RR:");
Serial.print(tNow-tPrev);
Serial.println("ms");
}

tPrev = tNow ;
peak=peak*8/10;//8割以上に上がったら再取得
i++;
j=0;
}

}

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