M5 AtomS3 (M5Stack製) 用 Arduino サンプル・プログラム - ボクにもわかる電子工作のブログ

M5 AtomS3 の概要

M5 AtomS3は、Wi-Fi内蔵の最新ESPマイコンESP32-S3と、0.85インチLCDを搭載した小型の端末です。LCDの裏側にタクト・スイッチを内蔵しているので、画面を指で押し込むことで、ボタン操作が可能です。

下図は、LCDを押すたびに、スイッチをON/OFF操作するサンプル・プログラムex02_swの実行例です。

Wi-Fi内蔵の最新ESPマイコンESP32-S3と、0.85インチLCDを搭載した小型端末 M5 AtomS3。LCDの裏側にタクト・スイッチを内蔵しており、指でLCDの画面を押し込むことでボタン操作が可能

Arduino IDE のバージョン

下記を参考にArduino IDE用の開発環境をセットアップします。サイトは英語で書かれていますが、スクリーンショットで操作方法が示されているので、インストールそのものは簡単です。

Arduino IDEセットアップ方法(M5Stack社)
https://docs.m5stack.com/en/quick_start/atoms3/arduino

インストールの前に、Arduino IDEのバージョンに注意が必要です。執筆時点で、1.8と2.0の2種類があり、2.0の方が多機能です。下図のように見た目が違いますが、2.0の操作方法は1.8を継承しているので、ほぼ同じです。

Arduino IDEのバージョン 2.0.4の画面の一例。バージョン1.8とは見た目が違うが、2.0の操作方法を継承している

しかし、バージョン2.0の動作速度は遅く、快適に使用するには最新のPCが必要です。また、動作も不安定です。さらに、USBシリアルのポートを、毎回、設定する必要がありました。いまのところ下図のバージョン1.8のほうが無難です。

執筆時点では、バージョン1.8の方が快適な速度で無難に使える

なお、紹介するサンプル・プログラムについては、バージョン1.8.19と、2.0.4で動作確認しました。

サンプル集 atom_s3

ボクが作成したサンプル・プログラム集は、下記に保存しました。

AtomS3用サンプル・プログラム集：
https://github.com/bokunimowakaru/m5/tree/master/atom_s3

AtomS3用サンプル・プログラム情報ページ：
https://git.bokunimo.com/m5/atom_s3/

フォルダ名	内容
ex00_hello	Arduino IDE インストール後の動作確認用プログラム
ex01_led	LED制御用プログラム。HTTPサーバ機能によりブラウザから制御可能
ex02_sw	押しボタンの送信プログラム。ex01_ledのLEDの制御やLINEへの送信が可能
ex03_lum	照度センサの送信プログラム。照度値をクラウド(Ambient)に送信しグラフ化が可能
ex05_hum	温度＋湿度センサの送信プログラム。家じゅうの部屋に設置すれば居住環境の監視が可能

AtomS3 への書き込み方法

M5 AtomS3 を書き込みモードに設定するには、PCのUSBポートにM5 AtomS3 を接続した状態で、M5 AtomS3 本体の側面にある「電源・リセットボタン」を3秒以上、長押しします。次に、Arduino IDEの「シリアルポート」（もしくは「ポート」）でAtomS3 のポートを選択し、右矢印アイコンの書き込みボタン「→」をクリックしてください。

M5 AtomS3 にプログラムを書き込むには、右矢印アイコンの書き込みボタン「→」をクリックする

書き込み完了後に、「電源・リセットボタン」を押すとプログラムが動作します。

下図は、ex00_hello.inoを実行したときの一例です。画面を指で押し込むたびに、メッセージが表示されます。

ex00_hello.inoの実行例。画面を指で押し込むたびに、メッセージが表示される

なお、以降のプログラムを書き込む際は、事前にWi-Fiなどの通信に関する設定が必要です（プログラムの内容を参照）。

ex01_led LED制御

画面を指で押し込むたびに、RGB LED ユニットのLEDを、点灯／消灯制御するサンプルです。画面上の電球の画像の点灯／消灯を切り替え表示するので、RGB LED ユニットが無くても、動作確認ができます。

また、HTTPサーバを内蔵しているので、PCのブラウザや、LAN内の別のM5 AtomS3 から制御することも出来ます。

画面を指で押し込むたびに、LEDの点灯／消灯を制御することができる。HTTPサーバを内蔵しているので、PCのブラウザや、LAN内の別のM5 AtomS3 から制御することも出来る

ex02_sw 押しボタン

前述のLEDに対応したワイヤレス押しボタンです。ボタンを押すたびに、ワイヤレスでLEDの点灯／消灯を制御することが出来ます。また、スマホのLINEアプリに通知することも出来ます。

ex03_lum 照度センサ

M5Stack純正の DLIGHTハットを取り付けた照度センサです。接続には、 ATOM-HAT (ATOM-MATE に付属)が必要です。

M5Stack純正のDLIGHTハットを取り付けた照度センサ

ex05_hum 温湿度センサ

M5Stack純正の ENV II ハットまたは ENV III ハットを取り付けた温湿度センサです。ATOM-HAT経由で接続しました。

LCD上には疑似的な温度指数 WGBT をメータ表示します。

M5Stack純正の ENV II ハットまたは ENV III ハットを取り付けた温湿度センサ

BMP画像の変換方法

AtomS3用ライブラリ「M5AtomS3」の執筆時点のバージョン0.0.2では、JPEG形式や、BMPファイルの直接入力に対応していませんでした。このため、128×128のBMP形式のビットマップ画像を、M5 AtomS3 で利用可能な形式に変換して、使用しました。

変換用に作成したプログラムは、下記に保存しました。

画像変換ツール：
https://github.com/bokunimowakaru/m5/blob/master/tools/bmp2header.py

Pythonが動作する環境で、BMPファイルを引数で渡すと、拡張子.hのヘッダ・ファイルを出力します。

pi@raspberry:~/m5/tools $ python3 bmp2header.py *.bmp
bmp2header.py
input filename  = off.bmp
output filename = off_bmp.h
～表示省略～
Format type  : BM
File size    : 49208 [byte] , len = 49208
Header size  : 54 [byte]
Width        : 128 [px]
Height       : 128 [px]
Total pixels : 16384
Color        : 24 [bit]
Done

input filename  = on.bmp
output filename = on_bmp.h
～表示省略～
Format type  : BM
File size    : 49208 [byte] , len = 49208
Header size  : 54 [byte]
Width        : 128 [px]
Height       : 128 [px]
Total pixels : 16384
Color        : 24 [bit]
Done

pi@raspberry:~/m5/tools $

なお、プログラム bmp2header.py では、BMPファイル内のヘッダ情報から色数を確認し、24ビットのときに16ビットに変換し、また画像データのY軸を反転する処理を行っています。

プログラムの内容

設定方法やプログラムの内容、使い方については、メイン・プログラムである「サンプル名＋.ino」のソースコードに記載したコメント等をご覧ください。

本ブログは、サンプルの内容紹介のみです。AtomS3 ではありませんが、M5Stack Core用のプログラムの使い方や内容を解説している「エレキジャックIoT No.8 p.29～p.58」を合わせてお読みいただくと、理解を深めることができるでしょう。

エレキジャックIoT No.8
p.29～p.58
小型ディスプレイ付きマイコン M5Stack で始める！
サンプルで試して学ぶプログラミング超入門

※AtomS3 では無いが
　M5Stack Core用の
　類似のプログラムの
　使い方や内容を解説

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