M5Stack ATOMS3を購入

概要

M5Stackから画面付きのATOMが販売されましたので、確かめてみました。LED RGBを16個搭載したATOM Matrixと同じ価格ながら画面があるのはやっぱり便利です。(ドルベースでは同じ価格ですが、日本ではATOMS3のほうが安いです！)

製品

• ATOMS3(スイッチサイエンス)
• ATOMS3 Dev Kit w/ 0.85-inch Screen(公式ストア)

上記から購入できます。おそらく日本向けは戦略価格なのでいまは日本から購入したほうが早いし、安いと思います。販売直後は品薄ですが、レギュラー商品なのでもう少ししたら在庫も潤沢になると思います。

こんな感じで届きました。パッケージは簡略化されていますが、かなりがんばって価格を下げるためだと思われます。

こんな感じで前面がLEDになっています。

裏側は従来どおりですね。

ライブラリについて

公式ライブラリは準備されていますが、現状でいまいちでした。。。

公式ライブラリ

• https://github.com/m5stack/M5AtomS3

発売当初のライブラリは未完成な状態でした。ライブラリマネージャにも登録されておりませんし、Arduino IDEでもエラーがでて使うことができません。

今後調整されることを期待します。ただグラフィックライブラリがIn_eSPIをつかっていて、M5GFX(LovyanGFX)ではありません。積極的に使う必要は無い気がします。

M5Unified

• https://github.com/m5stack/M5Unified

M5Stack製品共通で使えるM5UnifiedでもATOMS3に対応しています。ATOMS3では画面とボタン、IMUに対応しています。IRには対応していませんが、公式ライブラリも同じなのでM5Unifiedの利用をおすすめします。

こちらのライブラリはライブラリマネージャから追加可能です。

開発環境

Arduino IDE

Arduino IDEは2系をおすすめします。この記事を書いているときの最新は2.0.3でした。アイコンが四角い方が2系になります。

ESP32ボードマネージャー

M5StackのボードマネージャーではATOMS3がまだ追加されていませんでした。M5Stack版ではなくESP32の公式ボードマネージャーを使ったほうがいいと思います。今後M5Stack版にも追加されると思いますのでATOMS3がボードの選択肢になかったESP32公式を使っていください。

また、最近でたESP32 2.0.6を使うことでデバッグが可能となります。

Arduino IDEの設定

ボード設定は「ESP32S3 Dev Module」を選択します。

細かい設定がいろいろありますが、気をつけないといけないのはUSB系の設定です。

項目	設定値	備考
USB CDC On Boot	Enable	USB SerialをSerialクラスとして使う
CPU Frequency	240MHz
Core Debug Level	なし
USB DFU On Boot	Disabled
Erase All Flash Before Sketch Upload	Disabled
Events Run On	Core 1
Flash Mode	QIO 80MHz
Flash Size	4MB
JTAG Adapter	Integrated USB JTAG
Arduino Runs On	Core 1
USB Fireware MSC On Boot	Disabled
Partition Scheme	Default 4MB with spiffs
PSRAM	Disabled
Update Mode	USB-OTG CDC
Update Speed	921600
USB Mode	Hardware CDC and JTAG	Hardware CDC and JTAGを選択

※USBまわりの設定によりシリアル出力の方法が変わります。別の記事にてまとめる予定です。

また、ボードの設定を変更するとUSB接続でシリアルが利用できないモードになる可能性があります。その場合にはATOMS3の左側にあるリセットボタンを2秒以上押すことで緑のLEDが光って強制書き込みモードにすることが可能です。

サンプルスケッチ

M5Unifiedの「HowToUse」をまずは動かすのがよいと思います。画面とボタン、IMUの使い方がわかります。

#include <M5Unified.h>

void setup(void) {
  auto cfg = M5.config();
  M5.begin(cfg);

  M5.Display.setTextSize(1);

  const char* name;
  switch (M5.getBoard()) {
    case m5::board_t::board_M5AtomS3:
      name = "ATOM S3";
      break;
    default:
      name = "Who am I ?";
      break;
  }
  M5.Display.startWrite();
  M5.Display.print("Core:");
  M5.Display.println(name);
  Serial.printf("core:%s\n", name);

  switch (M5.Imu.getType()) {
    case m5::imu_t::imu_mpu6886:
      name = "MPU6886";
      break;
    default:
      name = "none";
      break;
  }
  M5.Display.print("IMU:");
  M5.Display.println(name);
  M5.Display.endWrite();
  Serial.printf("imu:%s\n", name);
}

void loop(void) {
  delay(1);
  int h = M5.Display.height() / 8;

  M5.update();

  static constexpr const int colors[] = { TFT_WHITE, TFT_CYAN, TFT_RED, TFT_YELLOW, TFT_BLUE, TFT_GREEN };
  static constexpr const char* const names[] = { "none", "wasHold", "wasClicked", "wasPressed", "wasReleased", "wasDeciedCount" };

  M5.Display.startWrite();

  auto state = M5.BtnA.wasHold()          ? 1
          : M5.BtnA.wasClicked()          ? 2
          : M5.BtnA.wasPressed()          ? 3
          : M5.BtnA.wasReleased()         ? 4
          : M5.BtnA.wasDeciedClickCount() ? 5
                                          : 0;
  if (state) {
    Serial.printf("BtnA:%s  count:%d\n", names[state], M5.BtnA.getClickCount());
    if (!M5.Display.displayBusy()) {
      M5.Display.fillRect(0, h * 3, h, h - 1, colors[state]);
      M5.Display.setCursor(0, h * 3);
      M5.Display.printf("%d", M5.BtnA.getClickCount());
    }
  }

  M5.Display.endWrite();

  if (M5.Imu.isEnabled()) {
    int ox = (M5.Display.width() + h) >> 1;
    static int prev_xpos[6];
    int xpos[6];
    float val[6];
    M5.Imu.getAccel(&val[0], &val[1], &val[2]);
    M5.Imu.getGyro(&val[3], &val[4], &val[5]);
    int color[6] = { TFT_RED, TFT_GREEN, TFT_BLUE, TFT_RED, TFT_GREEN, TFT_BLUE };

    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
      xpos[i] = val[i] * 50;
      xpos[i + 3] = val[i + 3] / 2;
    }

    M5.Display.startWrite();
    M5.Display.setClipRect(h, h, M5.Display.width(), M5.Display.height());
    M5.Display.waitDisplay();
    for (int i = 0; i < 6; ++i) {
      if (xpos[i] == prev_xpos[i]) continue;

      int px = prev_xpos[i];
      if ((xpos[i] < 0) != (px < 0)) {
        if (px) {
          M5.Display.fillRect(ox, h * (i + 2), px, h, M5.Display.getBaseColor());
        }
        px = 0;
      }
      if (xpos[i] != px) {
        if ((xpos[i] > px) != (xpos[i] < 0)) {
          M5.Display.setColor(color[i]);
        } else {
          M5.Display.setColor(M5.Display.getBaseColor());
        }
        M5.Display.fillRect(xpos[i] + ox, h * (i + 2), px - xpos[i], h);
      }
      prev_xpos[i] = xpos[i];
    }
    M5.Display.clearClipRect();

    M5.Display.endWrite();
  }
  M5.Display.display();
}

上記が「HowToUse」でATOMS3に関連する場所のみ抜き出したもの＋ちょっとした修正になります。IMUのグラフを描いている部分がちょっと複雑ですが、シンプルに利用することができます。

Serialだけはちょっと注意が必要で、Serialクラスは「USB CDC On Boot」をEnableにしないとUSBではなくてESP32標準のUARTになります。そしてATOMS3にはUARTのポートがありません。つまりUSB側シリアルを使いたい場合には「USB CDC On Boot」をEnableにしてSerialクラスをUSB側にするか、デフォルトのままの設定の場合にはSerialクラスのかわりに、USBSerialクラスを利用する必要があります。

※USBまわりの設定によりシリアル出力の方法が変わります。別の記事にてまとめる予定です。

JTAGでのデバッグ

ESP32-S3の特徴として、USBシリアルとJTAGを内蔵していることです。チップ自体も無印ESP32よりも一つ新しいシリーズが搭載されています。

そのためArduino IDEの2系とEPS32ボードマネージャーの2.0.6以降を組み合わせることで、ブレイクボイントを利用したデバッグがすぐに使えるようになります。これは便利ですね。いままでは別にJTAGボードを用意して、PlatformIOを使ったりと気軽に使うことができませんでした。

デバッグできない場合

ESP32-S3/C3で内蔵USB JTAGをWindowsで使う方法

概要 ESP32-S3とESP32-C3にはUSB経由でSerialとJTAGが使える機能が内蔵されています。Arduino IDE2系やPlatromIOを利用するとかんたんにJTAGデバッグができるので便利になりました。 ドライバ 上記...

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2023.01.10

上記の記事を参考にしてください。

まとめ

もう少し確認が必要ですが、ファーストインプレッションとしてここまでにしたいと思います。とりあえず最新のArduino IDEとESP32ボードマネージャーを使って、M5Unifiedライブラリで触るのがおすすめです！

続編

M5Stack ATOMS3を購入 その2

概要 前回かんたんに利用してみましたが、もう少し突っ込んで動作確認してみました。 シリアルについて ESP32-S3ではハードウエアのUARTが3系統、USBシリアルが1系統を利用可能です。しかしATOMS3はUART0のデフォルトであるG...

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