人の移動を通信媒介とする電子ペーパーサイネージのための圧電素子を用いた近接駆動方式の提案 / wiss2025-akiba

WISS2025発表ポスター

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1. 人の移動を通信媒介とする電子ペーパーサイネージのための 圧電素子を用いた近接駆動方式の提案 北海道情報大学 概要 秋葉 貴文, 湯村 翼 • 圧電素子で人の接近時のみ EPS を起動し，待機電力を削減する方式を提案 BB • 外部給電なしでスタンバイ状態から復帰し，更新コンテンツの同期を実現 • 実験により 1.8V 以上で復帰可能であることを確認 背景 電子ペーパーサイネージ (Electronic Paper Signage : EPS) •電子ペーパー技術を使用したデジタルサイネージの一種 •電子ペーパーは画面更新時のみ電力を消費する BB ユースケース例 • バス停の時刻表，商品の価格タグなど DNP電子ペーパー Powered by E Ink https://www.dnp.co.jp/biz/solution/products/deta il/1189608_1567.html E-paper E-link Solar Powered 13.3inch Display | AVLink Digital Signage https://www.lcdhome.live/product/e-paper-e-link-solar-powered13-3inch-display/ 課題・目的 • 課題：EPSの更新が起こらない時間に通信待機の電力を消費 BB 人の移動を通信媒介とする更新方式において EPS を必要な時だけ復帰させ待機電力を削減する 提案手法 近接駆動機能：人の近接を検知してマイコンを起動 • 起動トリガのための電力のみを発電 BB • EPSは常時スタンバイ状態で待機 • 人の近接時にのみEPSを復帰させ待機電力を削減 プロトタイプ実装 ハードウェア EPS の復帰とコンテンツ更新フロー • 圧電素子 • EPS はスタンバイ状態で待機し，トリガで起動 • LTC3588 圧電素子・振動発電モジュール • モバイル端末のアドバタイズを検知すると復帰 • 出力電圧を安定化 • 外装部品は 3D プリンタで作成 • 一点に圧力をかける設計 通信規格 • 復帰後，アドバタイズをスキャンし端末と接続 スタンバイ復帰条件 BB • 通信終了または一定時間接続がないとスタンバイに戻る • Bluetooth Low Energy (BLE) 近接駆動機能の評価 EPSの復帰に必要な電圧 • 安定化電源で ESP32 に印加する電圧を変化させ評価 圧電素子による発電量評価 • 細かな衝撃（指ではじく：複数回の入力で復帰に成功 BB • 1.7 V：復帰せず，1.8 V 以上：復帰を確認 • 強い単発衝撃（足で踏む）：復帰せず → 復帰には少なくとも 1.8 V 以上が必要 → 小さな衝撃が有効，単発の大きな衝撃では復帰せず