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2021年1月10日 (日)

M5Atomを開発ツールPlatformIOで使う(v2)(M5Atom/Arduino版)

2021/1/9

PlatformIO M5ATOM v2

PlatformIO M5ATOM v2

概要

以下のM5Atomを開発ツールPlatformIOで使う(v2)(M5Atom/Arduino版)
本記事は「 M5Atomを開発ツールPlatformIOで使う(M5Atom/Arduino版) 」を見直して第2版としたものである。
(ホストPCとしてはubuntuを想定している)

ATOM Lite
ATOM Matrix

Peripherals Pin Map

Lite:

Func GPIO
RGB Led(Neo) G27
Btn G39
IR G12

Matrix:

Func GPIO
Neo G27
Btn G39
IR G12
CLK(MPU6886) G21
SDA(MPU6886) GP25

Grove Interface

GND 5V G26 G32
GND 5V SDA SCL

PlatformIOのインストール

python3 -m venv pio_env source pio_env/bin/activate pip3 install platformio インストール後も、本ツールを使用する場合 同じディレクトリで以下を実行する: source pio_env/bin/activate # 「source」は、「.」でも良い

準備

以下を実行して、udevのrulesを登録する:

curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/platformio/platformio-core/master/scripts/99-platformio-udev.rules | sudo tee /etc/udev/rules.d/99-platformio-udev.rules sudo udevadm control --reload-rules sudo usermod -a -G dialout $USER sudo usermod -a -G plugdev $USER

過去に設定してあったとしても、rulesが更新されている場合があるので、再設定したほうが良い。

テスト用プロジェクト sample を作成/実行する

# プロジェクト sample のディレクトリを作成する mkdir sample cd sample # 以下を実行して必要なファイルを作成する pio init --board m5stick-c # platformをupdateする pio platform update nano platformio.ini 以下にように編集する:
; PlatformIO Project Configuration File ; ; Build options: build flags, source filter ; Upload options: custom upload port, speed and extra flags ; Library options: dependencies, extra library storages ; Advanced options: extra scripting ; ; Please visit documentation for the other options and examples ; https://docs.platformio.org/page/projectconf.html [env:esp32dev] platform = espressif32 board = m5stick-c framework = arduino monitor_speed = 115200 lib_ldf_mode = deep+ lib_deps = m5stack/M5Atom @ ^0.0.1 fastled/FastLED @ ^3.4.0 jorgen-vikinggod/FastLED GFX Library @ ^0.1.0
# テスト用のbutton.inoを作成する nano src/button.ino 以下のように編集する:
/**************************************************************** * * This Example is used to test button * * Arduino tools Setting * -board : M5StickC * -Upload Speed: 115200 / 750000 / 1500000 * ****************************************************************/ #include "M5Atom.h" uint8_t DisBuff[2 + 5 * 5 * 3]; void setBuff(uint8_t Rdata, uint8_t Gdata, uint8_t Bdata) { DisBuff[0] = 0x05; DisBuff[1] = 0x05; for (int i = 0; i < 25; i++) { DisBuff[2 + i * 3 + 0] = Rdata; DisBuff[2 + i * 3 + 1] = Gdata; DisBuff[2 + i * 3 + 2] = Bdata; } } void setup() { M5.begin(true, false, true); delay(10); setBuff(0xff, 0x00, 0x00); M5.dis.displaybuff(DisBuff); } uint8_t FSM = 0; void loop() { if (M5.Btn.wasPressed()) { switch (FSM) { case 0: setBuff(0x40, 0x00, 0x00); break; case 1: setBuff(0x00, 0x40, 0x00); break; case 2: setBuff(0x00, 0x00, 0x40); break; case 3: setBuff(0x20, 0x20, 0x20); break; default: break; } M5.dis.displaybuff(DisBuff); FSM++; if (FSM >= 4) { FSM = 0; } } delay(50); M5.update(); }

続き:

# build pio run # ボードをホストPCに接続する # build&upload(flash) pio run -t upload # buildしないで書き込む場合は以下を実行する: pio run -t nobuild -t upload -v # -v は、詳細を表示するオプション # 以上で、基本的な操作としては完了となる

書き込み後、ボタンを押す度に、LEDの色が変化する。 (本スケッチは、Matrix/Lite兼用になっていて、Matrixの場合、5x5のLEDが同じ色で光る。Liteの場合、一つのLEDが光る)

これ以降、別のプログラムを動かすときは sampleのディレクトリをまるごと コピーして別のプロジェクトのディレクトリを作り そこにプログラム(.ino)を置く。

例:

cp sample m5a_proj01 cd m5a_proj01 ...

MPU6886を利用するスケッチ#1(Matrix限定)

src/mpu6886_2.ino

#include "M5Atom.h" #define SIG_MAX (4096) uint8_t DisBuff[2 + 5 * 5 * 3]; int16_t adX,adY,adZ; void setBuffP(uint8_t posData, uint8_t Rdata, uint8_t Gdata, uint8_t Bdata) { DisBuff[2 + posData * 3 + 0] = Rdata; DisBuff[2 + posData * 3 + 1] = Gdata; DisBuff[2 + posData * 3 + 2] = Bdata; } void setBuff(uint8_t Rdata, uint8_t Gdata, uint8_t Bdata) { for (uint8_t i = 0; i < 25; i++) setBuffP(i, Rdata, Gdata, Bdata); } void shftBuff() { for (uint8_t i = 24; i > 0; i--) { for (uint8_t j = 0; j < 3; j++) DisBuff[2 + i * 3 + j] = DisBuff[2 + (i-1) * 3 + j]; } } void setup() { DisBuff[0] = 0x05; DisBuff[1] = 0x05; M5.begin(false, true, true); delay(10); M5.IMU.Init(); setBuff(0x20, 0x20, 0x20); M5.dis.displaybuff(DisBuff); // Serial.begin(115200); } void loop() { M5.update(); if (M5.Btn.read()==0) { M5.IMU.getAccelAdc(&adX, &adY, &adZ); int r = min(max((int)map(adX,-SIG_MAX,SIG_MAX,0,255),0),255); int g = min(max((int)map(adY,-SIG_MAX,SIG_MAX,0,255),0),255); int b = min(max((int)map(adZ,-SIG_MAX,SIG_MAX,0,255),0),255); shftBuff(); setBuffP(0,r,g,b); M5.dis.displaybuff(DisBuff); // Serial.printf("x,y,z: %d,%d,%d\r\n", adX, adY, adZ); } delay(20); }

書き込み実行し、M5Atomを傾けるとそれに応じて5x5のLEDの色が変化する。

MPU6886を利用するスケッチ#2(Matrix限定)

src/mpu6886_3.ino

#include "M5Atom.h" float accX = 0, accY = 0, accZ = 0; float gyroX = 0, gyroY = 0, gyroZ = 0; float temp = 0; bool IMU6886Flag = false; void setup() { M5.begin(true, false, true); if (M5.IMU.Init() != 0) IMU6886Flag = false; else IMU6886Flag = true; } void loop() { if (IMU6886Flag == true) { M5.IMU.getGyroData(&gyroX, &gyroY, &gyroZ); M5.IMU.getAccelData(&accX, &accY, &accZ); M5.IMU.getTempData(&temp); Serial.printf("%.2f,%.2f,%.2f o/s \r\n", gyroX, gyroY, gyroZ); Serial.printf("%.2f,%.2f,%.2f mg\r\n", accX * 1000, accY * 1000, accZ * 1000); Serial.printf("Temperature : %.2f C \r\n", temp); } delay(500); M5.update(); }

スケッチ#3(Matrix限定)

src/Test_GFX.ino

#include "M5Atom.h" #include <FastLED.h> #include <FastLED_GFX.h> // for M5Atom Matrix #define LED_PIN 27 #define COLOR_ORDER GRB #define CHIPSET WS2811 #define BRIGHTNESS 64 #define CANVAS_WIDTH 5 #define CANVAS_HEIGHT 5 #define NUM_LEDS (CANVAS_WIDTH * CANVAS_HEIGHT) GFXcanvas canvas(CANVAS_WIDTH, CANVAS_HEIGHT); void setup() { FastLED.addLeds<CHIPSET, LED_PIN, COLOR_ORDER>(canvas.getBuffer(), NUM_LEDS).setCorrection(TypicalSMD5050); FastLED.setBrightness(BRIGHTNESS); } void loop() { EVERY_N_SECONDS(5) { canvas.fillScreen(CRGB::Red); canvas.drawLine(0, 0, CANVAS_WIDTH-1, CANVAS_HEIGHT-1, CRGB::White); canvas.drawCircle(2, 2, 2, CRGB(255,255,0)); FastLED.show(); } }

Adafruit_GFXのライブラリをLED_Matrix(5x5)に適用したデモ・スケッチであり、直線と円を描画している。

スケッチ#4(Matrix限定)

src/Test_DispBuff.ino

#include "M5Atom.h" #include "hello_img.c" int ofs = 0; void setup() { M5.begin(true, false, true); } void loop() { M5.dis.displaybuff((uint8_t *) image_hello, ofs, 0); ofs--; ofs = (ofs == -1) ? image_hello[0] - 1 : ofs; delay(100); }

src/hello_img.c

const unsigned char image_hello[977]= { /* width 065 */ 0x41, /* height 005 */ 0x05, /* Line 000 */ 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0xff, 0x00,0xff,0xff, 0x00,0xff,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, // /* Line 001 */ 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, // /* Line 002 */ 0xff,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, // /* Line 003 */ 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, // /* Line 004 */ 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0xff, 0x00,0xff,0xff, 0x00,0xff,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0xff, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00, // };

M5.dis.displaybuffのデモ・スケッチでメッセージをLED_Matrixに表示する。

WiFi対応スケッチ

ESP32のWiFi対応スケッチと互換性があるので、以下をソースの先頭に入れると動作するようだ。

#ifdef M5ATOM #include "M5Atom.h" #define ESP32 #endif

したがって、以下のスケッチの先頭に上のコードを入れるとM5Atomでも動作するようになる:
Wio-Terminal/ESP8622/ESP32ボードを共通のスケッチでWorld Time APIを使う(WorldTimeAPI編)
Wio-Terminal/ESP8622/ESP32ボードを共通のスケッチで動かす(HTTP-ACCESS編)
Wio-Terminal/ESP8622/ESP32ボードを共通のスケッチで動かす(NTP-CLIENT編)
Wio-Terminal/ESP8622/ESP32ボードを共通のスケッチで動かす(REST-API2編)
Wio-Terminal/ESP8622/ESP32ボードを共通のスケッチで動かす(OSC編)
Wio-Terminal/ESP8622/ESP32ボードを共通のスケッチで動かす(MQTT編)

参考情報

Atom pixel tool
wget https://m5stack.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/resource/software/AtomPixTool.exe
windowsのプログラムだがlinuxのwineでも動作するようだ。
マトリックスのデザインを作成でき、それを保存すると、そのデータのC言語ソースができあがる

Display API Document:
https://github.com/m5stack/M5Atom

サンプル・スケッチ:
git clone https://github.com/m5stack/M5Atom.git
git clone https://github.com/hajimef/m5atom-matrix-samples.git
M5AtomをPlatformIOで動かす-ライブラリインストールから加速度取得まで

PlatformIO Core (CLI)

以上

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