電子工作

トランジスタ技術 2026年9月号 特集「作り学ぶ 生体計測回路」

 今月号は、人間のいろんな情報 生体情報を検知する各種センサーの特集。

トランジスタ技術 2026年9月号

今月号は、別冊なしなので いつもの 1,100円。

トランジスタ技術 2026年9月号は、電子工作で 生体情報をあつかうための知識と技術の特集

 表紙は、ロームのオンラインシミュレータ。

裏表紙は、電子部品通販のコアスタッフ オンライン。

巻頭連載

  • わが家のミニ・ラボ 5:チップ部品を片手でプロービングできるピンセット式LCRメータ LT1
  • Information
  • エンジニアのための宇宙開発ウォッチ 57:太古の宇宙を探る3K(ケルビン)背景放射観測

特集:心電図・筋電図・心拍・血圧・指紋・顔  作り学ぶ生体計測回路

イントロダクション
  • 生体計測の現状と未来
  • 生体電気計測の特殊性
Appendix
  • サッと使える! 便利な生体計測モジュール一覧
    • モジュール基板を使いこなすためのポイント
  • 筋電/心電… 生体信号計測の基礎:生体信号用の高CMRR性能を持つ計装アンプの試作
  • 右足駆動回路によるコモンモード・ノイズ低減のしくみ:ノイズの発生メカニズムから右足駆動回路の動作/設計/安定性まで
    • CMRの意味は、計装アンプと心電計で異なる

第1部:生体電位計測の基礎と実践

  •  製作する生体電位計測回路の概要:心電、筋電、脳波、眼電… 微弱かつ高インピーダンスな信号を取り出す
    • 機能・性能を拡張し生体電位計測回路のキット化を検討
  • 生体電位計測ならではの考慮事項:微弱信号、電極、ノイズ、安全性を理解する
  • 生体電位計測回路の設計:最小構成で読み解く生体電位計測 アナログ・フロントエンド
    • 紹介する試作機の安全基準は十分ではありません、安易に扱わないで
  • 波形取得から表示までのソフトウエア:A-D変換後のデータの流れ
    • LLM時代のソフトウエア開発…今のところは開発者の腕が求められる
  • 4種類の生体信号を測定し回路性能を検証:初段ゲイン、RLD、RFIフィルタ、サンプリング周波数を変えてみる

第2部

  • 心拍数/血中酸素飽和度:MAX30102とM5Stamp C3 Mate で作る街歩きパルス・オキシメータ・ロガー
  • 顔/手のひら静脈/指紋:SEN0677 AIVision・センサとSEN0542 指紋センサで作る2段階認証システム
  • 猫のゴロゴロ音/加速度/微細振動:聴診器では聞けない猫の胸部振動を3軸加速度センサで捉える
  • 人体の移動/静止状態:8×8ピクセル非接触温度センサ AMG8833で実験!
    • 第三の選択肢、年々性能アップするエッジAIカメラ M5Stack UnitV2 SSD202D
  • 脈波:自作・光電脈波測定装置で光の透過量から新派数や血行動態を読み解く
  • 世界を救う大発明! パルス・オキシメータの生みの親は日本人
    • カメラで脈を測る? 進化する非接触・映像脈波計測(rPPG)
  • 血圧(透析中連続):マイクとボイスレコーダのシンプル構成、血流音をFFT解析し抽出
    • シャントとは
  • 人の接近:視覚障がいの水泳選手を音響で支援、水中スピーカ搭載接近検知装置

特設:ミニ・測定器の製作

  • 0〜9.9kΩ対応! テスタでは測れない回路のインピーダンス・チェック
    • 回路計算に便利な複素電圧(フェーザ表示)
    • いろんなICの出力インピーダンスを測ってみた
  • 完全作動アンプを用いた電圧&抵抗値モニタの製作:16ビット A-Dコンバータ ADS1120活用 ± 10V & 100〜100kΩを見張る
    • A-Dコンバータには信号の極性と基準が異なる入力方式がある
  • 自動平衡ブリッジ法によるLCRメータの製作:定番DDS AD9833 で同期検波を実現! きっちりインピーダンスを測る
    • マルチメータについている簡易なキャパシタンス測定機能
    • その他のインピーダンス測定方式… I-V法、ネットワーク解析法
    • ACだけでなくDCも通そうと思ったら回路は断然複雑になる
    • I-VコンバータにはFET入力OPアンプが向いている
    • DC電圧バイアスとDC電流バイアスの印加
    • 同期検波での各部の波形

連載

  • 計測用16ビットA-D変換に学ぶプロのアナログ回路設計ノウハウ 13:複数のDC-DCコンバータ搭載回路で発生するビートの解消方法

トラ技Jr.コーナ

  • 高精度±1.5ppm! 400円10MHz TCXOを使った周波数カウンタの製作:ゲート方式とレシプロカル方式による周波数測定
  • 回路の動作が見えてくる!電子回路入門ノート 9:押し引きの双方向駆動で大電流を取り出す……プッシュプル回路
    • なぜB-Cを短絡するのか
    • トランスを使ったプッシュブルは今も現役

連載

  • ジャンクFPGA基板で始めるZynq徹底活用 1:プログラマブル・ロジックで外部モニタに画像を出力する
  • FPGA内部信号が丸見え!モニタ表示回路の製作 13:丸見えモニタ実験… CPUの動作を表示する
    • クロック関連ワーニングを発生させずに済ませるには

 

巻末連載

  • 私の部品箱 131:PGA&基準電圧源&定電流源入り! 16ビット2kSps⊿Σ型A-Dコンバータ ADS1120
  • 激熱エレキ!僕たちトラ技団 41:湘南にある慶應義塾大学SFC! 次世代スポーツ研究室

まとめ

 今月号は、生体信号を取り出すための、生理学的知識と電子工作に必要な電気的な話が まとめられている。

ノイズに埋もれる微弱な電気信号を取り出す方法、光学センサを使う、加速度センサーを使う… いろんな方法がある。

40年弱前、大学の研究室で、咬筋の筋電図を取るために、電極を差し込み… って実験で、他の電波の影響をうけないように 銅板の壁にした測定室を作って 実験をしていた。 

筋電計は、当時は画期的だったA-Dコンバータを搭載したデジタル式の高価な機械を科研で買ってもらって… って もうね。オペアンプもICがなかったから、トランジスタの塊基板、ディスクリートで工学部に作ってもらって… ってね。

今は、すごく分解能の高いデータを サクッと録れる。40年の月日の進化の賜だ。

腕には、Watchがあって、生体データをフルタイムでiPhone に送っているわけで、睡眠不足だの、呼吸が寝ている時に止まっているだの、高血圧の兆候があるだの、不整脈があるだの、警告がでまくっているわけで…

╮(︶﹏︶")╭

Amazonで トラ技 2026年9月号 を見る 楽天で トラ技 2026年9月号 を見る







  • この記事を書いた人
S爺 アイコン

SG(S爺)

週末にゲームに興じるジジイです。 提灯(ステマ)記事ではない”本物の”口コミ レビュー記事を書いています。

-電子工作
-