M5Stackを使ってみる

M5Stack (M5GO)

コンパクトなケースに沢山の機能が詰まった魅力的なIoTデバイスM5Stack (M5GO)

マイコン世代のひとはM5と聴くとSORD m5を思い出すはずw

備忘録も兼ねています。機種やバージョンなどの違いによって使い方が変わっている可能性もあるのでご注意ください。

ドローンTelloをM5Stackで飛ばしてみました。(バイナリーモード) (2018/06/12)

M5Stack(M5GO)でTelloのバイナリモードを使ったコントロールに成功しました！
ファームはオフライン版のm5stack-20180419-v0.3.9.binを使いました。

Telloのバイナリ制御はPingguSoft-pytello-09d98e0e1646からMicroPythonに移植しました。
PingguSoft-pytello-09d98e0e1646.zip

MPU9250の傾きでTelloを制御します。
Aボタン長押しでコネクト
Bボタン長押しで離陸
Cボタンで着陸
前後の傾きで前後移動※
左右の傾きで左右移動※
Aボタンを押しながら前後の傾きで上昇下降※
Aボタンを押しながら左右の傾きで左右旋回※
※傾き角度で速度調整

バイナリモードなのでカクカクしないでスムーズに動きます。

M5Stack用のモーターモジュールを自作してみました。(2018/06/24)

M5Stackのコンパクトな筺体にあわせて出来るだけ小さくモーターモジュールを作ってみました。

設計 / 製作

設計コンセプト

・筺体はM5Stackの設計に準じる、高さは20mmに収める
・ LEGOパーツが使えるようにテクニックと互換設計にする
・遠隔操作はDualShock[互換]ワイヤレスコントローラを使う
・ 1000mAHの１セルリポを搭載
・距離計VL53L0Xを搭載
・プログラムはMicroPythonで行う

Maker Faire Tokyo 2018に持って行きます(^_^) 詳しい解説はその頃に…

M5StackでDualShock/2を使う

DualShock/2はSPIインターフェースで通信できます。ワイヤレスコントローラの受信機もSPIインターフェースになっています。受信基板を取り出してM5Stack用プロトモジュールに貼り付けて配線しています。
下記はMicroPythonでのSPIイニシャライズ（配線もこちらを参考にしてください）

spi = SPI(
  spihost=SPI.VSPI,
  #mode = SPI.MASTER,
  baudrate = 250000,
  polarity = 1,
  phase = 1,
  bits = 8,
  firstbit = SPI.LSB,
  duplex = True,
  sck = Pin(18, Pin.OUT),
  mosi = Pin(23, Pin.OUT),
  miso = Pin(19, Pin.IN),
  cs = Pin(26, Pin.OUT)
)

DualShock/2の資料はこちらが詳しくとても分かりやすいです。
プレイステーション2専用ローリングスイッチ技術資料

パチパチクラッピー[トール君]を自走式にしました。(2018/07/01～)

いちぶでは有名なパチパチクラッピー[トール君]を自走式にしました。(^_^)
クラッピーもサーボでパチパチします。メカも完全内臓、元のスプリングを生かしているのでしっかりパチパチします。クラッピーは単体でも動くようにしました。インターフェースをI2C(Grove) にしたのでM5Stackに直結出来ます。

M5StackのI2C(Grove)コネクタ

M5Stackの本体にはI2C(Grove)のコネクタが搭載されています。ここに外部モジュールを接続できます。
端子それぞれの割り当てはこちらになります。

・黄 I2C SCL（プルアップ3.3V）
・白 I2C SDA（プルアップ3.3V）
・赤 5V出力
・黒グランド

シグナルは3.3V、電源出力は5Vと異なっているので注意が必要です。

M5Stack用のプロトモジュールケース

編集可能なigesファイルを置いておきます。

M5Stack用のMicroPython

M5Stack用のMicroPythonは公式版がこちらにあります。m5stack/M5Stack_MicroPython
こちらはloborisさんバージョンのMicroPythonのフォーク版になります。 MicroPythonのESP32対応版は頻繁に更新されていてloboris版の方が最新になります。
loborisさんバージョンはこちらにあります。loboris/MicroPython_ESP32_psRAM_LoBo

開発環境はuPyCraft_V0.28を使っています。 uPyCraft
v0.30(Win)は不具合で使えませんでした。

M5Stack用のMicroPythonで外部SPI機器を使う際のトラブル＆対策（玄人志向）

ESP32モジュールにはHSPIとVSPIの2系統のSPIインターフェースが用意されています。(FlashとpsRAM用は別) M5StackではVSPIにLCDとSDスロットが接続されていて外部用SPI端子もVSPIに接続されます。またSPIはDMAも使用しており現状MicroPythonでは下記に固定されています。

・ LCD (DMA1)
・ SDスロット (DMA2)
・外部SPI機器 (DMA1)

このためLCDと外部SPI機器は同時に使用出来ず、次のエラーが発生します。

spi_master: spi_bus_initialize(96): dma channel already in use
[SPI_UTILS]: spi initialization failed with rc=0x103

こちらを解消するには現時点ではリビルドが必要です。(2018/06/28)
リビルドに関しては日本語での解説ページもいくつかあるので参考にしてください。

ビルドにはsdkconfigファイルが必要です。sdkconfigはMicroPython_BUILD/firmware/以下にあります。必要な種類から選びます。
Ex:MicroPython_BUILD/firmware/esp32_all/sdkconfig

さらにカスタマイズするときは

./BUILD.sh menuconfig

詳しくはBuilding MicroPython for ESP32を参考にしてください。

ソースの変更箇所を載せます。(この方法では外部SPI機器とSDスロットが同時に使えません)
MicroPython_BUILD/components/micropython/esp32/machine_hw_spi.cの次の箇所を変更

self->spi.dma_channel = 2;　1を2に変更

DMAのチャンネルを指定できるようにする為のソースファイルはこちらになります。SPIのイニシャライズでdmaキーワードが使えるようになります。変更箇所には"Attic 2018/06/18"のコメントがいれてあります。
ソースファイル

dma = 2

M5Stack(M5GO)の初期不良

とっても素敵で魅力的なM5Stackですが製造時の不具合が多数報告されています。
とくにM5GOの初期生産分での不具合の報告が多いようです。私が購入したM5GOも不具合品でした。先に購入したM5Stack Facesのハンダのクオリティと比較してもM5GOは雑に感じました。不具合品は直接製造メーカーに連絡すれば交換してくれるとの事です。スイッチサイエンスさんで購入した人はスイッチサイエンスさんで交換対応して貰えるようです。
早く品質が安定することを願っています。

主な不具合です。(※印は実際に遭遇)

・電源スイッチが基板から剥がれるもしくは破損（多数報告）※
・ピンソケットの接触不良で各モジュールに信号が導通しない※
・本体側のボゴピンの受け側のハンダ不足で接触不良※
・メイン基板の部品が取れる※
・ ESP32のシールドがハンダ不足で外れる※
・ケース裏の足ゴム用の両面テープが溶ける※
・ M5GOのLEDの一部が光らない（NeoPixel[SK6812MINI]が熱損している）※
・ MPU9250が反応しない

・電源スイッチはボタン裏に0.5mm厚のゴムシートを貼ると対策できます。
・ピンソケットの接触不良は交換で対策できます。

M5Stack(PSRAMなし)にSRAMを追加してみました。

結果は失敗…

純粋なSRAMの23A512が使えたら消費電力的に嬉しいと思ったのですが残念です。
esp-psaram32と23A512のコマンド仕様が異なるのは分かっていたのですが、下位互換にしてるのでは…と思った甘い予測が外れたみたいです。

実績のあるLyontek LY68S3200とかのチップ単体購入のハードルは高そうなのでPSRAMあり版のM5Stackの技適審査を待つしかなさそうです。

※ テストは電子レンジの中でやりましたw
※ 余談ですが下の写真にジャギ様が居ますw