EmotiBitスタートアップガイド
このスタートアップガイドでは、EmotiBit集録デバイスとEmotiBitソフトウェア（EmotiBit Oscilloscope、EmotiBit DataParserなど）を使用して、信号集録とデータ表示をする方法について説明します。
目次
- 必要なもの
- WiFi接続のための準備
- EmotiBitを組み立てる
- EmotiBitソフトウェアをPCにインストール
- EmotiBitを起動する
- EmotiBitを使って測定する
- EmotiBitデータファイルを生成する
- EmotiBitデータファイルを可視化する
- Python Data Viewerのセットアップ
必要なもの
- EmotiBit本体ユニット
- 通信ユニット（WiFi通信用）
- リチウムイオンバッテリー
- USBケーブル
- microSDカード
- microSDカードリーダー
※ これらすべてのものはEmotiBit集録デバイス製品に含まれています。
WiFi接続のための準備
- microSDカードリーダーにmicroSDカードを差し込み コンピューターのUSBポートにカードリーダーを接続します。
- https://www.emotibit.com/files/config から構成ファイル（txt）をダウンロードしてください。
- このtxt をメモ帳などで開きます。以下の画像のように config.txtの中には {"WifiCredentials": [{"ssid": "myWifiNetwork", "password" : "myPassword"} ]} と書いてあります。
- 「myWifiNetwork」の部分に今お使いのSSIDを 「myPassword」の部分に そのパスワードを書いてください。 例えばSSIDがF105-home-WiFiで そのパスワードがcaRRt*tfdの場合 txtの中は{"WifiCredentials": [{"ssid": " F105-home-WiFi ", "password" : " caRRt*tfd "} ]} と書き換える必要があります。
- 書き換えが出来たら microSDカード上に保存してください。 （※ ファイル名は変更する必要はありません。 txtとして保存してください）
- コンピューターからmicroSDカードリーダーを抜きます。
※ 複数のWiFiネットワークを使用していて、 EmotiBitを範囲内のいずれかに自動的に接続する場合は それぞれのSSIDとパスワードを 以下のように追加してください。
{"WifiCredentials": [{"ssid": "myWifiNetwork1", "password" : "myPassword1"},{"ssid": "myWifiNetwork2", "password" : "myPassword2"}]}
※ この製品を使用するには2.4GHz帯域のWiFi環境が必要です。 5GHz帯域のWiFi通信には対応していません。
EmotiBitを組み立てる
- microSDカードをEmotiBit本体ユニットに挿入します。
- 以下の画像にある矢印の先端方向にスライドスイッチが移動している（「HIB」の表示の反対ポジション）ことを確認してください。 またこのスライドスイッチはEmotibitの電源スイッチの役割を果たします。HIBのポジションは電源オフ、HIBと反対のポジションは電源オンを意味します。
- 通信ユニットにバッテリーのコネクタを接続します。（※ バッテリーに充電残量がある場合 EmotibitのLEDが点滅を始めます）
- 最後に下の画像のように EmotiBit本体ユニットと通信ユニットのそれぞれのコネクタ（16ピンと12ピン）が接続されるように組み合わせます。
EmotiBitソフトウェアをPCにインストール
- こちらからEmotiBitソフトウェアをダウンロードします。 （※ ここではWindows PCのセットアップ方法を説明します。 MACやLinux環境のセットアップ方法についてはこちらをご覧ください）
- 「EmotiBitSoftware-Windows.zip」をダウンロード後に ZIPファイルを解凍し インストーラーファイル（exe）を実行し インストールを開始します。
- インストール中 Windowsのセキュリティが「この不明な発行元からのアプリがデバイスに変更を加えることを許可しますか？」というポップアップを出すことがあります。 この場合は 「はい」をクリックしてインストールを継続して下さい。（※ Windowsのセキュリティ以外に アンチウィルスソフトでも類似したポップアップが出てくることがあります。 その場合は進捗の許可を与えるなどしてインストールを継続して下さい）
- デスクトップに「EmotiBit FirmwareInstaller」、「EmotiBit Oscilloscope」、「EmotiBit DataParser」 ３つのショートカットアイコンが現れたらEmotiBitソフトウェアのインストールは終了です。 それぞれのソフトウェアの役割は以下の通りです。
- EmotiBit FirmwareInstaller： EmotiBit本体のファームウェアの更新をおこないます。
- EmotiBit Oscilloscope： データ集録用アプリケーションです。 このアプリケーションを使ってEmotiBitのデータ集録をおこないます。 集録中の生データはmicroSDカード内に保存されます。
- EmotiBit DataParser： CSVファイル生成用のアプリケーションです。
EmotiBitを起動する
ソフトウェアのインストール完了後 EmotiBitを使用することが出来ます。 EmotiBitを初めて使用する方はEmotiBitのファームウェアの更新をおこなって下さい。
EmotiBitファームウェアの更新
- Windows10の場合
- 「EmotiBitSoftware-Windows.zip」を解凍したフォルダ内のCP210x_Windows_Driversのフォルダを開きます。
- CP210x_Windows_Drivers のフォルダ内のexeをダブルクリックして実行します。 同意などの指示に従いインストールが完了します。
- Windows11の場合
- 「EmotiBitSoftware-Windows.zip」を解凍したフォルダ内のCP210x_Windows_Driversのフォルダを開きます。
- CP210x_Windows_Drivers のフォルダ内のinfを右クリック > その他のオプションを表示 > インストールを選択します。
- ファイアウォールやアンチウィルスの設定によっては、以下のようなWindowsセキュリティのポップアップが出てくることがあります。 その場合は赤く囲ってある「プライベートネットワーク（ホームネットワークや社内ネットワークなど）」にチェックを入れた上で 「アクセスを許可する」をクリックしてください。 指示に従うとインストールが完了します。
- デスクトップにある「EmotiBit FirmwareInstaller」 のアイコンをダブルクリックします。 EmotiBit FirmwareInstallerが起動すると 以下のようなウィンドウが表示されます。 このウィンドウに書いてある手順に従ってください。概要は以下のようになります。
- EmotiBit本体ユニット上のスライドスイッチが「HIB」の表示とは反対のポジションになっていることを確認してください。
- EmotiBit本体ユニットにSDカード、通信ユニットにバッテリー、そしてEmotiBit本体ユニットと通信ユニットがしっかりと組み合わさっていることを確認してください。
- EmotiBitをPCの横に置いて下さい。 まだUSBケーブルでPCには繋げないで下さい。
- 上記の3つの手順を確認したら スペースキーを押してください。 指示に従い「Restボタン」を押してからUSBケーブルを使ってPCに接続します。EmotiBitのファームウェアが最新版ではない場合は ファームウェアの更新が実行されます。
EmotiBitの起動
EmotiBitが起動した時 EmotiBit本体ユニットや通信ユニット上のLED表示によって EmotiBitの状態を確認することが出来ます。 この表示はWiFiが繋がらない時などトラブルシューティングの際に役に立ちます。
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LEDの状態 |
説明 |
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通信ユニットの赤色LED点灯 |
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バッテリーが通信ユニットに正しく接続され 電源が供給されている状態を表しています。 |
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起動直後 数秒間にわたって通信ユニットの赤色LEDが点灯、 その後にLEDが消灯する |
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EmotiBit本体ユニットにmicroSDカードが正しく挿入されているか確認してください。 |
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通信ユニットのコネクタ下の赤色LEDが点灯 |
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EmotibitとPCをUSBケーブルを介し接続すると 通信ユニットコネクタ下の赤色LEDが点灯します。 またこれはバッテリーへ充電がおこなわれていることも意味します。 |
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EmotiBit本体ユニットの赤色LEDが点灯 |
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microSDカード内にconfig.txtが保存されているか確認して下さい。 |
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EmotiBit本体ユニットの青色LEDが点灯 |
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config.txt 内のWiFi情報（SSIDやパスワード）が正しいか確認して下さい。 |
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EmotiBit本体ユニットの青色LEDが点滅 |
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EmotiBitが正しくWiFiに接続されています。測定を開始できる状態です。 |
EmotiBitを使って測定する
EmotiBitを使ってデータ集録をするにはEmotiBit Oscilloscopeを使用します。 バッテリーをEmotiBitに接続することでEmotiBitの電源がONになります。（※ バッテリーが接続されているにもかかわらずEmotiBitの電源がONにならない場合は EmotiBit上のスライドスイッチがHIBと反対のポジションになっていることを確認してください） 上記の表にある画像のように測定を開始できる状態（EmotiBit本体ユニットの青色LEDが点滅していること）を確認してから 付属しているストラップを使って任意の体の部位にEmotiBitを装着して下さい。 続いてデスクトップにある「EmotiBit Oscilloscope」のアイコンをダブルクリックしてアプリケーションを起動して下さい。
- EmotiBit Oscilloscopeの左上にある「EmotiBit Device List」のメニューから 使用するEmotiBitのIPアドレスを選択します。（※ EmotiBitが複数ある場合は データを記録するEmotiBitを選択します）
- 「EmotiBit Device List」でEmotiBitが正しく選択されるとデータ集録が開始され EmotiBit Oscilloscope上のグラフに波形が見えるよういなります。 この時EmotiBit本体ユニットの青色LEDは点滅から点灯に変わります。
※ WiFi環境（例えば社内・校内ネットワークやセキュリティ環境など）によってはEmotiBitに安定して接続できないことがあります。そのような場合はモバイルルータやスマートフォンのWiFiデザリングをお試し下さい。モバイルルータやスマートフォンを介してPCとEmotiBitを同じネットワーク上に接続してからEmotiBit Oscilloscopeを試してみて下さい。
※ 基本的にはプライベートネットワーク、パブリックネットワークどちらのネットワーク設定でも接続可能ですが PCの種類やセキュリティの設定次第で接続が安定しないことがあります。 その場合はWindowsのネットワーク設定からプライベートネットワークやパブリックネットワークへと切替え それぞれの設定で試してみて下さい
- データを保存したい場合は EmotiBit Oscilloscopeの中央上にある 「RECORD」ボタンのチェックボックスをクリックして下さい。チェックボックスが赤色に変わったらmicroSDカード内にデータの保存が開始されます。データの保存中はEmotiBit本体ユニットの赤色LEDが点滅します。
- 保存を終了する場合は「RECORD」ボタンのチェックボックスをもう一度クリックしチェックマークを外します。 保存が終了すると赤色LEDの点滅が止まります。
EmotiBit Oscilloscope その他の機能について
- Power Mode
EmotiBit には 4 つの電源モードがあります。
- 「Normal Mode」： Normal Mode（ノーマルモード）では 集録データのモニタリングから記録までEmotiBitの全ての機能が使えます。
- 「Low Power Mode」： Low Power Mode（省電力モード）では SDカードに集録データを記録することはできますが EmotiBit Oscilloscopeで波形のモニタリングをすることは出来ません。 その分バッテリーの消費を抑えられます。
- 「WiFi Off」： EmotiBitのWiFi機能がオフになります。 EmotiBitを「RECORD」オンの状態にしておいてから WiFi Offにすると EmotiBitは通信出来なくなりますが データの記録は継続します。 このやり方はLow Power Modeより電力を節約できます。 しかし このモードで一度WiFiをオフにしてしまうと EmotiBit Oscilloscope上ではEmotiBitを操作できなくなってしまいますのでご注意ください（※ EmotiBitを再起動し EmotiBit Oscilloscopeを立ち上げ直せば またNormal Modeに戻ります）
- 「Sleep」： EmotiBitがスリープ状態になります。 ただしこのモードはWiFi機能もオフにしてしまうので 一度Sleepにしてしまうと EmotiBit Oscilloscope上ではEmotiBitを操作できなくなってしまいますのでご注意ください（※ EmotiBitを再起動し EmotiBit Oscilloscopeを立ち上げ直せば またNormal Modeに戻ります）
- LOG NOTE
集録中のデータにラベルやイベントマーカーを挿入できます。 「Note：」という箇所に 任意のラベルやイベント名を入力して その後に「LOGE NOTE」の左横にあるチェックボックスをクリックして下さい。これにより集録中のデータにラベルやイベントマーカーが挿入されます。
- Output List
EmotiBit Oscilloscopeで集録されたデータを通信プロトコルを介して サードパーティーのソフトウェアや外部機器にストリーミングさせることが出来ます。 現在はOSC（Open Sound Control）、UDP（User Datagram Protocol）、そしてLSL（Lab Streaming Layer）に対応しています。
EmotiBitデータファイルを生成する
EmotiBit DataParserを使ってEmotiBit Oscilloscopeで記録されたログデータ情報から 解析やプロットが可能なEmotiBitデータファイルを生成します。
- EmotiBit Oscilloscopeで記録されたログデータはEmotiBitに挿されているmicroSDカード上に保存されます。 まず 付属品のmicroSDカードリーダーを使って microSDカード上にあるログデータファイルをPC上にコピーします。 ログデータファイルは以下の２種類のファイルで構成されています。どちらのファイルもPC上にコピーしてください。
- 生データファイル（csv形式）：１回のデータ記録（「RECORD」がON状態）に対し１ファイル作られます。記録を開始した時の日時がファイル名に含まれます。例えば2019年1月30日に集録したデータは2019-01-30_11-57-13-492.csv のようなファイル名になります。
- 情報ファイル（json形式）： 生データファイルと同じく１回のデータ記録に対して１ファイル作られます。ファイル名も生データファイルと同じく 記録を開始した時のタイムスタンプがファイル名に付けられます。 上記の生データファイル名の場合は 2019-01-30_11-57-13-492_info.jsonとなります。 このファイルにはデバイスや集録時のサンプリングレートなどの情報が含まれています。
- デスクトップにある「EmotiBit DataParser」のアイコンをダブルクリックしてアプリケーションを起動してください。
- EmotiBit DataParser の画面の左上にある「Click here to load EmotiBit data file」の横にあるチェックボックスをクリックしてファイルブラウザを開きます。 そして取り込みたい生データファイル（csv形式）を選択してください。（※ ファイルパスに日本語文字が含まれているとファイルの読み込みができませんのでご注意下さい）
- 画面上にEmotiBitデータファイルの生成状況が表示され 完了したらEmotiBit DataParserが自動的に終了します。
- EmotiBitデータファイルは参照したログデータファイルと同じフォルダ内に生成されます。
EmotiBitデータファイルの種類
EmotiBit DataParserを使って生成されるEmotiBitデータファイルは一つだけではなく 複数生成されます。 各データタイプに対して生成されるので 一つのログデータファイルから複数のデータファイルが作られることになります。データタイプは各ファイル名の最後の２文字のアルファベット表記から判別出来ます（例： PPGの赤外光（IR）のデータは 2019-01-30_11-57-13-492_PI.csv）。 詳しくは以下のリストをご覧下さい。
|
データタイプ |
説明 |
|
EA |
EDA - Electrodermal Activity |
|
EL |
EDL- Electrodermal Level |
|
PI |
PPG Infrared |
|
PR |
PPG Red |
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PG |
PPG Green |
|
T1 |
Temperature |
|
AX |
Accelerometer X |
|
AY |
Accelerometer Y |
|
AZ |
Accelerometer Z |
|
GX |
Gyroscope X |
|
GY |
Gyroscope Y |
|
GZ |
Gyroscope Z |
|
MX |
Magnetometer X |
|
MY |
Magnetometer Y |
|
MZ |
Magnetometer Z |
|
SA |
Skin Conductance Response (SCR) Amplitude |
|
SR |
Skin Conductance Response (SCR) Rise Time |
|
SF |
Skin Conductance Response (SCR) Frequency |
|
HR |
Heart Rate |
|
BI |
Heart Inter-beat Interval |
EmotiBitデータのサンプリングレート情報
|
機能 |
データタイプ |
センサーIC |
サンプリングレート (サンプル/秒) |
|
Motion |
AX AY AZ GX GY GZ MX MY MZ |
BMI160+BMI150 |
25 |
|
PPG |
PI PG PR |
MAX30101 |
25 |
|
Temperature |
T1 |
MAX30101 / MLX90632 |
7.5 |
|
EDA |
EA EL ER |
ADS1113 |
15 |
EmotiBitデータファイルを可視化する
EmotiBitデータファイルはCSV形式のファイルです。よってエクセルなどの表計算ソフトを使いデータを可視化することが可能です。 また特定のデータタイプの波形を一括で確認できるPython Data ViewerというPythonベースの可視化ツールも用意されています。 Python Data Viewer は、EmotiBit で集録されたデータを視覚化するために開発されたツールです。これを使うと データ全体の波形を一度に表示したり、任意の部分波形を拡大したりインタラクティブにデータ波形を表示することが出来ます。
Python Data Viewerのセットアップ
- Python Data Viewerを使用するには、ご使用のPCに「Anaconda」というPython開発環境をインストールする必要があります。
- Anacondaはこちらから入手できます。 Python 3.7以降の Anaconda インストーラーを入手して インストールをして下さい。
- 続いてEmotiBitのPython用ライブラリ（EmotiBit_Biometric_Lib）を こちらからダウンロードして 任意の場所に保存します。保存したファイル内（\EmotiBit_Biometric_Lib-master\py\anaconda-environments）に「EmotiBit-pyenv.yml」があることを確認してください。
- EmotiBitのPython用ライブラリのインストールを行うために スタートメニューからAnaconda Promptを起動します。
- Anaconda Promptのウィンドウに「(base) C:\・・・\・・・>」という表示が見えるはずです。「・・・」という部分は使用しているPCによって変わります。
- 上記のコマンドの後に conda env create -f <ファイルパス>EmotiBit-pyenv.ymlのように入力します。 例えばEmotiBit-pyenv.yml が「C:\User\Test\EmotiBit_Biometric_Lib-master\py\anaconda-environments\EmotiBit-pyenv.yml」というファイルパスであれば conda env create -f C:\User\Test\EmotiBit_Biometric_Lib-master\py\anaconda-environments\EmotiBit-pyenv.ymlと入力します。Enterキーを押すとインストールが始まります。（※ Anacondaはファイルパスにスペースが使われていると ファイルパスを正しく認識出来ません。フォルダ名などにスペースを使わないようにして下さい） インストールが完了したらAnaconda Promptを閉じてください。
- スタートメニューからAnaconda Navigatorを起動します。
- インストールが成功している場合 Anaconda Navigator のEnvironmentsメニューのなかに「EmotiBit-pyenv」という項目が出てきます。 この「EmotiBit-pyenv」をクリックしてPython環境をEmotiBit用に指定します。
- 続いて Anaconda NavigatorのHomeメニューから Spyderを起動します。
- Spyderが起動したら メニューの中からTools → PYTHONPATH manager と選択し PYTHONPATH managerを立ち上げます。
- PYTHONPATH manager上で Add pathをクリックして EmotiBit_Biometric_Lib-masterのフォルダ内にあるpyというフォルダを指定します。
- 一度Spyderを閉じて Spyderを再度立ち上げ直します。
- Spyderのメニューの中からFile → Openと選択して EmotiBit_Biometric_Lib-master\py\examples\dataviewer_example\ dataviewer_example.pyを開きます。
- Spyder画面の「Console 1/A」内で %matplotlib qt と入力してEnterキーを押してください。 このコマンドで対話式ウィンドウでのプロットが可能となります。
- 任意のEmotiBitデータファイルを可視化するためには pyのプログラム内部で ファイルパスとファイル名を指定する必要があります。
- 例えばC:\Users\dev\data\SDというパスのフォルダの中にEmotiBitデータファイルが保存してあり 2022-10-27_11-46-06-402136 と名前が付く一連のファイルを可視化したい場合は 以下の赤枠内のように修正を加えます。 （※ ここで指定するファイルはEmotiBit DataParserでデータファイル生成済みのものである必要があります）
- Spyderのアイコンメニューの矢印マークをクリックするとプログラムが実行されます。 プログラムの実行後 以下の画像のような波形グラフが表示されるはずです。
OpenBCIを使った計測入門
OpenBCIボードを使用して生体信号を測定する方法については、以下のチュートリアルを参照下さい。