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指サック型手元スイッチ

スネーク型のスイッチでは、取り外しが面倒との訴えがあり、手指に装着できるサック型のスイッチを考えてみた。

インターネット上に公開されている難病支援の報告書なども参考にして、手指の形に合わせたサックを作ることに。素材は、熱可塑性のプラスチックというのだそう。介護医療用は高いので、フィギュア制作用に販売されている自由自在ボードなるものを探してきた。A4サイズ程度1mm厚のものが○急ハンズで900円ほど。

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これをはさみで3cm幅 15cm長ほどに切り取り、オーブントースターで加熱すること30秒。見事にスルメいかのようにやわらかくなった。これを指に巻いて形を成型して1分ほど待つと完成!

説明書にある通り、重ねた部分には粘着性があるので、接着剤も不要でお手軽。冷えても、そのままもう一度オーブントースターで加熱すれば、変形もできる。(ただ重ねてくっついたところをはがすと破れそうになる)。ドライヤーやアイロンで加熱するようにかいてあるけれど、60度程度に温めればいいようだ。

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冷えると結構固いので、指の当たる部分にサージカルテープなどを貼り、お決まりのマイクロスイッチを取り付ければOK。ちょっと試してもらったところ、感触はよさそうだった。

実際に使えるかどうか、またしばらく様子を見ましょう。

 

 

 


発光ダイオード付き!

スイッチの正逆逆転回路は、電源をボタン電池からアルカリ単3乾電池2本にすることで安定しました。どうやらリレーに必要な50mAを、ボタン電池では供給できないよう。定格値を見ると、CR2032では0.2mA程度。そりゃ無理ですな。というわけで、小型化をあきらめ、ずいぶん不格好なものになりました。ボタン電池のフォルダもそのまま。

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ついでに正逆で発光するダイオードをつけてみた。ぴかぴか光って、動作が目で確認できる!

ちなみにネットで注文した発光ダイオードは、3色入って120個入り。当然のように中国から送られてきました。中身は仕様の違う2種3色が入っていました。少し小さめのダイオードをつけてみたら、乾電池で焼き切れました。大きなモノに付け替えて、様子を見ます。

使ってくれるといいけれど。

 

 


ワンボタンスイッチの逆転回路

常時閉回路のスイッチで、押したときだけOnになるように、正逆を逆転させる回路を考えてみた。素人回路なので、どうなるやら。

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SWは、常時閉回路のスイッチなので、これが平常時。SWを押すと、回路が開いて、Key部分に接続された出力回路が短絡する(はず)。リレー上側の発光ダイオードは、動作確認用なので、常時は左側が点灯し、SWを押したら右側が点灯する(はず)。

リレーコイルに電流が流れっぱなしになるのが気になるところだけど、3Vの電源で50mA程度だった。これでいいのかな。電池容量からするとちょっと心配。

簡単に回路を組んでみたところ、うまくいっているよう。ただ、実際にスイッチを接続して押し込んでみると、どうもリレーが完全にOn/Off動作しない。押し込んでもKey側がOnにならず、動作確認用のダイオードが弱く光ってる?なぜでしょう?


ワンボタンスイッチの試行錯誤

ワンボタンスイッチ
ワンボタンスイッチ 5号機?

iPadでのVOCAやナースコール用に、ワンボタンの操作スイッチを自作してきたが、卓上設置の場合、位置がずれやすく、上下の調整ができないなどの問題がわかってきた。それで、市販の介護用光電タッチスイッチとスタンドをまねて、スネーク型のスイッチを作ってみた。

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クーラントホース

ベースとなるスネークパイプは、工作機械に冷却用の油や空気を送るロックライン社のクーラントホース( LOC6)。ホース呼び口径6mmの細いタイプだと、根元のねじ込み径が11mmほどで管用1/4インチおねじになるらしい。一回り太いホースLOC13なら、一般的な水道管のねじが使えることは後でわかった。(管用ネジには、通常の工作用mm基準のナットは使えない。またロックライン社以外には極めて安価な類似品もあるが、それぞれにネジ規格が違い、また先端プラグの着脱にも専用プライヤー工具が必要となる。)

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アンカーボルトをナットで固定したクランプバイス

このクーラントパイプを、テーブルに固定するために、安価なプラスチック製のクランプバイスの握り手部分に、管用タップ(1/4×19 PF1/4)でメネジを切ってすえつけた。実際に使用すると、若干高さが足りなかったため、クランプバイスにコンクリート工事に使うアンカーボルト(10mm径 60mm長)を取り付けて、水道管用の塩ビパイプ(R13 10cmほどに切断したもの)を固定した。塩ビパイプの内径は11mmほどで、先ほどの管用タップ(1/4×19 PF1/4)でネジを切ることができた。

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タップでメネジを切った塩ビパイプ、

固定には、側面にあけた5mm径のドリル穴に、6mm径のフィットノブボルトをねじ込んだ。塩ビパイプのメネジはパテで補強してみたが、あまり必要はなさそうだった。水道管用の漏水防止テープでよいかもしれない。

 

ノブボルトでアンカーボルトを固定
ノブボルトでアンカーボルトを固定

肝心のスイッチは、クーラントホースの先端についているノズルの穴に、テーパーリーマーを差し込んで内径を太くし、ここに管状の触覚スイッチ(オムロン D5B-501)を差し込んでいる。プリント基盤用のタクトスイッチなどいくつか試してみたが、操作時の反応のよさや安定感では、触覚スイッチが優れているようだ。

触覚スイッチ D5B
先端プラグに差し込んだ触覚スイッチ
先端プラグに差し込んだ触覚スイッチ

このスイッチには、半球状のプランジャが装着されており、弱い力でも操作できる(その分価格は高い)。針状や棒状のプランジャもあるほか、スイッチ部の太さも、5mm、8mm、10mmの3種類ある。配線コードを、クーラントホースの中を通して、根元の塩ビパイプに開けた穴から取り出して、先端に2Pプラグを半田付けし、呼び出しスイッチに接続すればいい。

と、ここまではよかったのだけど、大きな問題が発覚した。なんとこの触覚スイッチは、常時閉回路タイプのため、通常はOnのままで、押したときだけOffになるという。そんな馬鹿な・・・。そんな大事なことはもっと目立つように書いておいてほしかった。押したときにOnになるタイプのスイッチを探して使うか、リレーなどでOn/Offを逆転させる必要があるということか。

スイッチとスタンドは完成したものの、まだまだ工夫は続く・・・・・。


ワイヤレスコールスイッチ

幸いにも入院したことがないので、ナースコールボタンは使ったことがないけれど、手が不自由な場合、押しボタンでは押せない。今回は在宅介護で使っているナースコールボタンと同じような呼び出しボタンを改善してほしいとの要望があった。家庭用のワイヤレスコールスイッチを足元に置いておいて、踏み込むことで家族への連絡を行っていたが、押しボタンは、文字通り押しこまなければならず、足の指では押しづらいらしい。

アイホン ワイヤレスホームコール(無線式) 入力端子付発信機

この発信器はとてもよくできていて、入力端子に外部スイッチをつけるだけで、コールできるようだ。

そこで、100円ショップで売られていた大型のLEDランプを改造して、足踏み用外部スイッチにしてみた。

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元々の製品自体は上部を押すと、LEDランプが点灯/消灯する簡易なもので、分解するとLED基盤とマイクロスイッチがあるだけ。ただこのマイクロスイッチは押すたびにOn/Offが切り替わるタイプ(オルタネイト動作というらしい)。

これではコールが鳴りっぱなしになってしまう。押した時(押している間)だけOnになるタイプ(モーメンタリ動作)のスイッチがたまたま手元にあったので、これを内部に両面テープで固定し、ケーブルで外に引き出して、先端に2Pプラグを接続した。これを発信器に接続すれば、簡易足踏みコール子機が完成。

健常者は簡単に押せるものの、こればかりは実際に試してみないとわからない。スイッチ操作部分が大きいだけに、また構造が簡単すぎでスイッチ部が偏っているため、端を押すだけでは動作しないこともある。足裏全体で踏み込んでもらうように依頼するしかないか。

タッチセンサー方式の採用も考えたけれど、靴下やスリッパをはいたりすることもあるし、機械式のほうが確実だろう。ただあんまり強く踏むと壊れそう。ちょっと心配。

同じようなスイッチ機器は市販もされているのだけど、介護福祉用途のものは恐ろしく高価。今回のシステムはセットで20,000円ほどで、子機増設に8,000円ほどと比較的安価ではあるものの、それでも子機増設はちょっとためらう金額。100円ショップの部材と線材やスイッチなど少額なパーツで補えるのなら、助かる人も多いと思われる。


Bluetoothワンタッチキー改良版

Bluetoothミニキーボードを改造したワンタッチキーの改良版です。

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今回購入したBluetoothミニキーボードは、Bluetooth 3.0になっているほか、電源スイッチや充電用のUSBケーブルソケットの位置が、上部から右端に変更されていた。ケースの裏蓋もねじ止めになっているし、なによりプリント基板が変更されている。それで、前回のようにプリント基板を加工せず、直接スペースキー部分にはんだ付けすることに。それでもシリコン製のキーボードトップは柔らかく、そのまま利用できた。

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プリント基板 spaceキー部分からリード線を引き出した

ゴム足をつけたアクリル板に、L字状に折り曲げたアクリル板を乗せ、これにレバースイッチを取り付けた。高さは利用者さんに合わせて変更できるように仮止めです。高さが決まったら、ねじ穴をあけて固定しますが、前作より見た目は少しよくなった。

USBポートが右端になったために、ゴム足と干渉するし、安定度も改良の余地がありそう。まだまだです。

完成したワンタッチキー
完成したワンタッチキー

ちなみに、キーボード裏蓋の定格は、3.7V 1.5mA。添付されていたデータシートには、動作時3mA以下、スタンバイ時1mA以下、スリープ時0.2mA以下と書かれている。内蔵されているLiバッテリは、130mAhだそうなので、計算上は100時間くらい使える?キーボード自体があまりにも小さいため、バッテリ残量などの表示もなく、いつ切れるかわからないのが玉にきず。

もっとも前作のBluetooth2.0機は、詳細スペックがわからないのだけど、iPad用の充電アダプタで充電したら、バッテリが破裂しそうに膨らんでしまった。ちょっと心配。それで今回は、模型飛行機用のLiPoバッテリ(3.7V 150mAh)も予備に準備した。まだまだ模索が続きます。

 


iPadのアクセシビリティ設定

iPadってすごい!と改めて感心したこと。それがアクセシビリティの設定を内蔵していることです。

タッチスクリーンの操作はわかりやすいのですが、上肢や手指が不自由だと使いにくい。これを1個の外部スイッチキーで操作できる。

「設定」の「一般」にある「アクセシビリティ」から「「スイッチコントロール」で、外部スイッチを設定する。

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ここで接続した外部スイッチを操作してアクティベーションし、「項目を選択」を選択しておく。

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「アクセシビリティ」で「ショートカット」に「スイッチコントール」を設定しておくと、ホームボタンをトリプルタップすることで、これらのスイッチコントロールをON/OFFできる。

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スイッチコントロールがONになると、画面上を縦横にオートスキャンするバーが現れるので、指定したい位置で外部スイッチを操作すると、タップなどの操作が行える。もちろん、ほぼすべてのアプリが操作できる。素晴らしい!

早速試用してもらったところ、5分もたたないうちに、musicアプリで音楽を聞くことができた。もちろんiTunesで新曲をダウンロードしたり、音量を上下させたりも。これには本人を含め、全員で感動!自分でできるってすばらしい!

次なる課題は、スイッチコントロールによるオートスキャンでは、トーキングエイドfor iPadが操作しづらいこと。トーキングエイドfor iPad自体のスキャンモードのほうが、文字入力には適しているためだが、スイッチコントロールのOn/Offはホームボタンをトリプルタップしなければならず、これは介助者が行うしかない。これが解決できれば、当面必要なすべての操作が可能になる。

あと少し。


Bluetoothキーボートでワンタッチキー

Bluetoothキーボートを改造して、ワンタッチキーを作ることにした。

アイデアはすぐに思いついたのだけど、適当なキーボードを見つけられなかった。大きいと利用者さんの邪魔になるし、せっかく入手したキーボードも、ねじが特殊で内部を開けられなかった。それでまほろばさんのページで紹介されていたのと同じ、ミニキーボードを使うことにしました。スマートフォンサイズで中国製らしく、分解はいたって簡単。スペースキー部分の基盤2か所にリード線をはんだ付けし、これを外部のリレースイッチに接続。リレースイッチは、手元にあったiPodTouchのケースに両面テープで収めました。これがぴったり。

iPodTouchのケースは、さらに、下に敷いたアクリル板に両面テープで貼り付けて仮設置しました。

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これでiPad のトーキングエイドを駆動することができました。
トーキングエイドはオートスキャン設定で、キーボードのSPACEキーが決定になります。

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先に設定した静電スイッチは、意外と消費電力が大きいようで、iPadに接続したままだと、数時間でiPad miniのバッテリが切れてしまいました。こちらのBluetoohキーボードは、使用頻度にもよるのでしょうけど、3日間くらいは大丈夫のようです。なによりケーブルがないので、取り回しが自由になり、スイッチやiPadの設置もうんと楽になりました。

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試用している様子

使用機材

 


iPadで静電スイッチワンボタン

訳あって、障碍のある方のITサポートをしています。まずは手始めに、上肢と発語に不自由がある方に、iPadのアプリ「トーキングエイド テキスト入力版」を紹介したら、これが好評だった。それで画面タップに代わる外部スイッチを使った入力方法を検討することになった。

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その第1候補。静電スイッチ。
スイッチを押す力がなくても触れるだけで動作するタッチセンサーを探し回ったら、なんと素晴らしいことに、ネット通販で入手できた。

USB静電容量式タッチスイッチデバイス BitTouch ((株)ビット・トレード・ワン) 2700円

同社のサイトから設定ソフトをWindowsPCにダウンロードして、キーボードタイプとして「Space」を割り当てた。センサー感度などは、とりあえずそのままで大丈夫そう。これらの設定はセンサー内部に保持される。
これはトーキングエイドがスペースキーで文字選択をするようになっているため。

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これをiPadに接続するのには、iPadのUSB接続キットを使う。

カメラコネクションキット Apple 2900円
これのUSB接続タイプのほうを使う。

今回はiPad miniだったので、Lightning to 30-pin adapterもあわせて接続した。(2800円、20cmケーブルつきは3800円)

ところがなぜか、雑音が多くて正しく動作しない。それでタッチセンサーのUSBケーブルに、パソコン周りに転がっていた適当な雑音防止のフェライトコアをつけたら、無事接続。なお接続時には、「対応していません」とのメッセージが出るものの、そのまま認識する。

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ちょっと試したところでは、オートスキャンモードで無事文字入力ができた。これは使えそう。

あとはタッチセンサーとiPadを固定する方法を考えること。できればケーブルが邪魔になるので、Bluetoothキーボードの改造版も作りたい。これは方法はすぐに思いついたのだけど、ネットにはすでに詳しい実践報告があって感心しきり。

それができたら、iPad自体の操作を外部スイッチで実現する方法を考えます。それにしても今更ながらiPadに内蔵されているアクセシビリティの仕組みには感心します。まだまだ十分とはいえないものの、タッチパネルの先駆者企業としての意地が感じられます。

これらの実験には、まほろばの会のページを参考にさせていただきました。素晴らしい実践に感謝です。