M5StickC Plus2の使い方、初期設定、旧モデルとの違い等サンプルプログラムで詳しく紹介

M5StickC Plus2アイキャッチ

「M5StickC」の最新版「M5StickC Plus2」について、旧モデルとの違いを確認しながら、初期設定や端子配列、機能、使い方をサンプルプログラムで詳しく紹介します。

旧モデルの「M5StickC Plus」は生産中止のようです。旧モデルのプログラムはそのままでは新モデルの「M5StickC Plus2」で使用できないものもあるため、旧モデルの国内在庫が無くなる前に新モデルの使い方を確認しておきましょう。

旧モデルの「M5StickC Plus」については以下のリンクで詳しく紹介しています。

M5StickC Plusの使い方、初期設定、サンプルプログラム、M5StickCとの違い等を詳しく紹介
M5StickC PlusをArduino IDEやPlatformIOで使うための初期設定やサンプルプログラムでの動作確認の方法です。ビジュアルプログラミングのUiFlowの初期設定についても紹介します。

「液晶表示器」の使い方については旧モデルとほぼ同じで、以下のリンクで詳しく紹介しています。

M5Stack 液晶表示の使い方まとめ - 完全版 -(Arduinoコマンド)
M5Stackの液晶の使い方を初期設定から文字表示(print,draw関数)中央揃えや右揃え,フォント,線,図形,M5GFXのスプライト等わかりやすくまとめました。

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1.M5StickC Plus2とは

「M5StickC Plus2」とは「M5Stackテクノロジー社」のマイコンボードで「M5StickC」の最新バージョンです。

旧モデルと同様に、1.14インチTFT液晶画面や入出力端子、ボタン、LED、赤外線送信、ブザー、3軸ジャイロ+3軸加速度センサ、マイク、RTC(リアルタイムクロック)、バッテリーが内蔵されています。

他にもシリアル通信はもちろんWiFiやBluetooth通信にも対応しており、これらの機能をプログラムで自由に使用することができるため、電子工作やデータ表示器、IoT機器の製作等いろいろなアイデアを形にすることができます。

プログラムは「C言語」ベースの「Arduino IDE」「PlatformIO」や「ビジュアルプログラミング(UiFlow)」「Python(MicroPython)」で作成できます。

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2.外観

外観について、梱包状態と合わせて旧モデルとの比較画像で紹介します。

梱包状態

今回は、国内では売り切れでしたので、公式の「M5Stack社」のウェブサイトから購入しました。
海外からですが、8日で届きました。梱包状態は以下になります。

M5StickC Plus2梱包状態
M5StickC Plus2梱包状態

本体の梱包状態は以下になります。
本体のみで、USB Type-Cケーブルは付属しないので、別途準備する必要があります。

M5StickC Plus2梱包状態
M5StickC Plus2梱包状態

本体外観(旧モデルとの比較)

本体の外観は以下になります。旧モデルと比較すると色は変わりましたが寸法は同じです。
「薄いオレンジ色」が「新モデル」、「濃いオレンジ色」が「旧モデル」です。

M5StickC Plus2外観
M5StickC Plus2旧モデルとの外観比較
M5StickC Plus2旧モデルとの外観比較
M5StickC Plus2旧モデルとの外観比較
M5StickC Plus2旧モデルとの外観比較
M5StickC Plus2旧モデルとの外観比較

本体LED、赤外線LED

本体LEDと赤外線LEDの場所は下画像のように本体左側面に変わりました。

M5StickC Plus2本体LED場所変更

上画像ではわかりにくいですが、本体LEDが赤く点灯している様子です。実際はもっと赤く見えますが側面で光るため、正面からは点灯がわかりにくいです。

M5StickC Plus2赤外線LED場所変更

上矢印のところに赤外線LEDがついてます。
腕時計用のバンドアクセサリーをつけると埋まりますねw
それでも光は漏れるので、近距離なら反応しますかね^^;

「赤外線LED」について、旧モデルでは端子番号「G9」で単独で使用できましたが、新モデルでは「本体LED」と端子が共有(G19)されています。

HATユニットの接続

個々のバラツキもあるかもしれませんが、上面の出力コネクタ(黒)は若干出っ張っているように思います。下画像のように新モデル(画像上側)の方はHATユニットを接続すると、本体との間に少し隙間ができました。

M5StickC Plus2旧モデルとのHAT接続比較
あと、これもバラツキがあるとは思いますが、背面の磁石の磁力が手持ちの旧モデルより少し弱いように思います。これは本体の重量が重くなったから感じるのかもしれません。
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3.旧モデルとの違い

基本仕様、プログラムの変更点について、旧モデルと比較しながら以下表で紹介します。

・基本仕様(旧モデルからの変更点)

以下表の太文字が「M5StickC Plus」の仕様で、赤文字の箇所が旧モデルからの変更点です。
各仕様は「メーカー公式ホームページ」から抜粋

項目M5StickC Plus2(新モデル)M5StickC Plus(旧モデル)
コントローラESP32-PICO-V3-02 240 MHzデュアルコア
2 MB SPI PSRAM
、Wi-Fi、デュアルモードBluetooth
ESP32 240 MHzデュアルコア、600 DMIPS
520 KB SRAM、Wi-Fi、デュアルモードBluetooth
フラッシュメモリ8 MB4 MB
ボタンカスタムボタン x 3
ボタンA(G37)/ボタンB(G39)/電源ボタンC(G35)
ボタンC:2秒押しで電源ON、6秒押しで電源OFF
カスタムボタン x 2
ボタンA(G37)/ボタンB(G39)
ボタンC:2秒押しで電源ON、6秒押しで電源OFF
LED赤色LED(G19)※HighでON、IRと同時ON
本体左側面
赤色LED(G10)※LOWでON
本体左上角
IR赤外線LED(G19※送信のみ
本体左側面
赤外線LED(G9)※送信のみ
本体左上角
PMU(電源管理IC)なしAXP192
バッテリ200mAh@ 3.7 V120mAh @ 3.7 V
正味重量17 g15 g
総重量24.8 g21 g
寸法48 x 25 x 13 mm
(メーカーホームページの情報では微妙に寸法が違い
ますが、現物は旧モデルと同じように思います。
実測も旧モデルの寸法が近いですが、幅は25も無く、
約24でした、これはボタンのばらつきによるかもしれません。)
48.2 x 25.5 x 13.7 mm
パッケージ寸法114 x 64 x 23 mm65 x 27 x 15 mm
本体色オレンジ赤っぽいオレンジ

・基本仕様(旧モデルと同じ)

その他の基本的な使用は旧モデルのままで以下表のようになります。
各仕様は「メーカー公式ホームページ」から抜粋

項目仕様
電源入力5 V@500 mA
入出力端子G0、G25/G36、G26、G32、G33
入出力コネクタ1 x USB Type-C、1 x GROVE互換(I2C + I/O + UART)
LCDスクリーン1.14 インチ、 135*240 カラーTFT LCD、ST7789v2
ブザー内蔵ブザー
IMUMPU6886
マイクロフォンSPM1423
RTCBM8563
アンテナ2.4 GHz 3D アンテナ
動作温度0℃~ 60℃
ケース素材プラスティック(PC)

・プログラムの変更点

旧モデルから、新モデルの「M5StackC Plus2」へ置き換える場合は、そのままでは動作しない箇所もあるため、以下から変更点と対処方法を合わせて紹介します。

  1. ライブラリ変更と関連するライブラリ「M5Unified」のインストール
  2. 初期設定
  3. 本体LED(赤)の端子番号変更 ※IR(赤外線LED)と共通化
  4. 電源ボタン(ボタンC)の使い方
  5. 液晶表示とフォントの指定方法(標準で日本語使用可)
  6. ブザーの使用方法
  7. バッテリー電圧の取得方法

1.ライブラリの変更と関連するライブラリ「M5Unified」のインストール

使用するライブラリは「M5StickCPlus2」を使用します。
開発環境にインストールして、以下のようにプログラムの冒頭を書き換えましょう。

#include <M5StickCPlus.h>   // 旧モデル M5StickC Plusの場合

#include <M5StickCPlus2.h>  // 新モデル M5StickC Plus2の場合
開発環境のボード(プラットフォーム)は最新版にアップデートしておく必要があります。
ArduinoIDE」の場合は「ボードマネージャ」で「M5Stack(バージョン2.0.9で動作確認済)」を、「PlatfolmIO」の場合は「Platforms」で「Espressif 32(バージョン6.5.0で動作確認済)」を最新版にアップデートしておきましょう。
また、「M5StickC Plas2」を使用するには、ライブラリ「M5Unified」をインストールしておく必要があるため、事前にインストールしておきましょう。

2.初期設定

初期設定は今まで通り「M5.begin()」でも使用可能ですが、以下のように自動設定を使用した方が良いと思います。

auto cfg = M5.config();  // 本体初期化
StickCP2.begin(cfg);

このように設定することで「M5Unified」ライブラリに設定されている初期化情報が自動で読み出されて初期化することができます。


3.本体LED(赤)の端子番号変更 ※IR(赤外線LED)と共通化

本体LEDの端子番号が「G0」から「G19」に変わりました。
さらに論理も反転して、「Highで点灯」「Lowで消灯」になったので注意しましょう。

「赤外線LED」について、旧モデルでは端子番号「G9」で単独で使用できましたが、新モデルでは「本体LED」と端子が共有されています。

4.電源ボタン(ボタンC)の使い方

電源ボタンは「2秒押しで電源ON、6秒押しで電源OFF」は変わりませんが「M5StickC Plus2」では入力端子「G35」に接続されていて、カスタムボタンとして使用できるようになりました。

「旧モデル」で電源ボタンは「電源管理IC」にしか接続されていなかったため「電源管理IC」からの信号で以下のように、ボタンの状態を知る必要がありましたがこれを書くとエラーになります。

// 電源ボタン状態取得(1秒以下のONで「2」1秒以上で「1」すぐに「0」に戻る)
btn_c = M5.Axp.GetBtnPress();  // これを書くとエラーになる。
「M5StickC Plus2」の電源ボタン(ボタンC)は入力端子「G35」に接続されているため、自由に端子の状態を取得することができます。

5.液晶表示とフォントの指定方法(標準で日本語使用可)

液晶の表示方法は今まで通り「M5.Lcd.〜」で指定すれば使用可能です。
「ArduinoIDE」のスケッチ例では「StickCP2.Display.〜」で指定されていますが「M5.Lcd.〜」でも同じように使用できます。

ここでは、旧モデルからの置き換えを考慮して、できるだけ「M5.Lcd.〜」を使用します。

また、フォントについては初期状態で「M5GFX」ライブラリの使用が宣言されているため、日本語フォントも初期状態から以下のように指定できます。

// M5GFXのフォントが指定可能
M5.Lcd.setFont(&fonts::lgfxJapanGothicP_32);  // M5GFXのフォントが指定可能(メモリ消費注意)
日本語フォントはメモリを多く消費するため、複数使用する場合はメモリの消費に注意しましょう。
・日本語フォント

日本語フォントは4種類x9サイズ = 36通り用意されています。
末尾の数字が文字サイズで、8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40 が指定できます。

lgfxJapanMincho_8   // 明朝体 固定幅フォント
lgfxJapanMinchoP_8  // 明朝体 プロポーショナルフォント
lgfxJapanGothic_8   // ゴシック体 固定幅フォント
lgfxJapanGothicP_8  // ゴシック体 プロポーショナルフォント
「プロポーショナルフォント」とは、文字によって幅が最適に調整されたフォントです。
このため文字数が同じでも単語によって文字幅が異なります。
・従来のフォント

従来の標準フォントも「setTextFont」で今まで通り番号でフォント指定可能ですが、「M5GFX」ライブラリでは非推奨でいずれ廃止される可能性があります。

フォントの指定は「setFont(&fonts::フォント名)」で指定する方が良いと思います。

// 推奨
canvas.setFont(&fonts::Font2)

// 非推奨
canvas.setTextFont(2);

基本的な数字指定のフォント名は以下のようになります。

Font0  // 8px ASCII文字
Font2  // 16px ASCII文字
Font4  // 26px ASCII文字
Font6  // 36(48)px 数字と時計用文字のみ(1234567890apm.:-)
Font7  // 48px 7セグ風数字と記号のみ(1234567890.:-)
Font8  // 75px 数字と記号のみ(1234567890.:-)

「M5GFX」の使い方やフォントについては、以下のリンクでより詳しく紹介しています。

M5Stack 液晶表示の使い方まとめ - 完全版 -(Arduinoコマンド)
M5Stackの液晶の使い方を初期設定から文字表示(print,draw関数)中央揃えや右揃え,フォント,線,図形,M5GFXのスプライト等わかりやすくまとめました。

6.ブザーの使用方法

ブザーの使い方が大きく変わりました。
以下の旧モデルのプログラムはエラーになるので使用しないでください。

// 旧モデルの場合
M5.Beep.update();        //ブザー状態更新(M5.Beep.toneで指定した発音時間が経過していたらOFFする)

M5.Beep.tone(4400, 100);  //ブザーを鳴らす(周波数Hz, 発音時間ms)

代わりに、ブザーを鳴らしたい箇所に以下を書くことでブザーを鳴らすことができます。

// 新モデルの場合
StickCP2.Speaker.tone(4400, 100);  // ブザーを鳴らす(周波数Hz, 発音時間ms)

7.バッテリー電圧の取得方法

バッテリー電圧の取得方法も大きく変わりました。
以下の旧モデルのプログラムはエラーになるので使用しないでください。

// 旧モデルの場合
M5.Axp.GetBatVoltage()  // バッテリー電圧取得(Max 4.2[V])

代わりに以下でバッテリーの状態を取得することができます。

// 新モデルの場合
StickCP2.Power.getBatteryVoltage();  // バッテリー電圧の取得(Max4200[mA])
StickCP2.Power.getBatteryLevel()  // バッテリーの状態を 0〜100% で取得
バッテリー電圧の使用可能限界は3V程です。

4.端子配列

端子配列は下画像のようになります。
旧モデルから細かい変更はありますが「コネクタの端子配列」については同じです。
「本体LED」と「赤外線LED」が左側面に移動したので、少々使いづらくなりました・・・

本体LEDの点灯は、正面から見るとわかりにくくなったので、前面だけパネルから出すような用途では使いにくいかもしれません。
赤外線通信も横から信号を飛ばすので、違和感を感じます・・・

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5.端子機能詳細(入出力/ADC/DAC)

端子機能は以下表のようになります。赤文字は旧モデルからの変更箇所です。

M5StickC Plus2端子機能
・本体LEDは「G0→G19」に変更、赤外線LEDは旧モデルでは「G9」で単独で使用できましたが、新モデルでは本体LEDと端子が共用されています。
・本体LEDの点灯条件は旧モデルでは「LOW」で点灯でしたが、新モデルでは「HIGH」で点灯になりました。
・電源ボタンのボタンCは入力端子「G35」に接続されて自由に使えるため、非常に使いやすくなりました。
・内部のHOLD端子「G4」はUSB未接続時に「LOW」にすると即電源OFFができるため、これも便利に使えると思います。

6.開発環境別初期設定

開発環境としては「ArduinoIDE」や「PlatformIO」、ビジュアルプラグラミングができる「UiFlow」が使用できます。

手軽に動作確認したい場合は「ArduinoIDE」、本格的にプログラミングするなら「PlatformIO」、ノーコードの「ビジュアルプログラミング」でプログラミング体験してみたい方は「UiFlow」がおすすめです。

・Arduino IDE

「ArduinoIDE」で「M5stickC Plus2」を使用するには以下のような設定を行います。

・ボードの更新:
 [ボードマネージャ]から「M5Stack」を最新版にアップデート。
  ※「バージョン 2.0.9」で動作確認済。
必要なライブラリの準備:
 [ライブラリを管理(ライブラリマネージャ)]から以下のライブラリをインストール。
  ① M5StickCPlus2 ※「バージョン 1.0.1」で動作確認済。
  ② M5Unified ※「バージョン 0.1.12」で動作確認済。

「Arduino IDE」のインストール方法は以下のリンクで詳しく紹介しています。

M5StackシリーズのためのArduino IDEのインストール方法と初期設定、使い方紹介
M5Stackシリーズ(StickC、ATOM等)のためのArduino IDEのインストール方法から初期設定、スケッチ例の書き込み、コピペでの使い方まで詳しく紹介します。インストールはArduinoでも同じです。
ArduinoIDEのインストールから初期設定までは「M5Stackシリーズ」で共通です。

・PlatformIO

「PlatformIO」で「M5stickC Plus2」を使用するには以下のような設定を行います。

・Platformsの更新:
 [ホーム]→[Platforms]→[Updates]から「Espressif 32」を最新版にアップデート。
  ※「バージョン 6.5.0」で動作確認済。
・ボード設定:
  m5stick-c
必要なライブラリの準備:
 [ホーム]→[Libraries]から以下のライブラリをインストール。
  ① M5StickCPlus2 ※「バージョン 1.0.1」で動作確認済。
  ② M5Unified ※「バージョン 0.1.12」で動作確認済。

「platformio.iniファイル」の内容は以下のようになります。

M5StickC Plus2 PlatformIO初期設定

「PlatformIO」のインストール方法は以下のリンクで詳しく紹介しています。
別途「VS Code」と「Python」のインストールも必要です。

インストール順は「① VS Code」「② Python」「③ PlatformIO」です。

Visual Studio Code (VSCode)のインストールと日本語化から基本設定まで紹介
簡単高機能エディタ「VS Code(Visual Studio Code)」のインストールから初期設定まで紹介。 様々なプログラム言語に対応。プログラミング初心者にもおすすめ、現役最強エディタを使いこなしていきましょう。
pythonのダウンロードからインストール方法の紹介
人気のプログラミング言語 python のインストール方法の紹介です。python はアプリ開発やWebサイト構築、ディープラーニングにも使用されますが、マイコンボードの統合開発環境「Platform IO」のインストールにも必要です。
PlatformIO のダウンロードからインストールの紹介。Arduino IDEより速い!高性能!
Platform IOとは VSCode(エディタ)で動作する、IDEと呼ばれる統合開発環境です。 Arduino IDEでも開発できますが、見やすさ、編集のしやすさ、書込みスピード、どれをとってもPlatform IOの方がおすすめです

詳しい手順は旧モデルと同じで、以下のリンクで詳しく紹介しています。

M5StickC Plusの使い方、初期設定、サンプルプログラム、M5StickCとの違い等を詳しく紹介
M5StickC PlusをArduino IDEやPlatformIOで使うための初期設定やサンプルプログラムでの動作確認の方法です。ビジュアルプログラミングのUiFlowの初期設定についても紹介します。

・UIFlow(ビジュアルプログラミング)

「UIFlow」とは「M5Stackシリーズ」のための「ビジュアルプログラミング」環境で、ブラウザ上で動作します。

「ビジュアルプログラミング」とは、ブロックを組み合わせるようにプログラムを作成することができるプログラミング方法で「日本語の説明が表示されたブロック」があらかじめ用意されており、それらを組み合わせてプログラムを作成できるため、初心者でも感覚的にプログラミングを体験することができます。

実際に「ボタンを押すとLEDの色を変える」プログラムは下画像のようになります。

UIFlowでLチカプログラム

以下のリンクから「UIFlow」の開発画面をブラウザで開くことができます。

M5Flow

ページが開くと以下のような画面が表示されます。

UiFlow 起動画面
「UIFlow」には現在「UIFlow1.0」と「UIFlow2.0」が選択できますが「M5StickC Plus2」でビジュアルプログラミングを行うには「UIFlow1.0」を使用します。

「UIFlow」を使用するには、本体にファームウェアを書き込む必要があります。
「UIFlow」の使い方は、以下のリンクで詳しく紹介しています。

最新版UIFlowの使い方。初期設定から動作確認まで詳しく紹介
M5Stack CORE2,StickC,ATOM LITE等でビジュアルプログラミング(ブロックプログラミング)の開発環境UIFlowを使うための使い方を詳しく紹介します。

7.サンプルプログラム(コピペ)

動作確認用のサンプルプログラムを以下に3つ準備しました。

それぞれについて、動作確認しながら詳しく紹介していきます。


① Lチカ(基本の使い方確認、日本語表示)

まずは「ボタンA」を押している時に「本体LED」が点灯する「Lチカ」プログラムです。
基本的な入出力端子の使い方や、液晶画面の表示方法について確認していきましょう。

動作紹介

書き込んで実行すると、下画像のような動作が確認できます。

M5StickC Plus2動作確認Lチカ

画像ではわかりにくいですが、液晶表示が点滅するような「チラツキ」が発生しています。
これは、画面を消去してから表示するという過程が全て表示されているためです。

次のサンプルプログラム②ではこの過程は表示せず、設定した画面を一括表示する方法を紹介していますので、ここでは基本的な入出力端子の使用方法や、液晶画面の表示方法だけ確認しておきましょう。

サンプルプログラム

サンプルプログラムは以下になります。コピペで貼り付けて書き込んでください。
※下コード(黒枠)内の右上角にある小さなアイコンのクリックでもコピーできます。

#include <M5StickCPlus2.h>
/* M5StickC Plus端子仕様
  G0 :入力/出力/アナログ入力(無線使用時無効、内部で10kΩでプルアップ)
  G36:入力/ ―  /アナログ入力
  G25:入力/出力/アナログ入力(無線使用時無効)/デジタル出力
  G26:入力/出力/アナログ入力(無線使用時無効)/デジタル出力
  G32:入力/出力/アナログ入力/Groveコネクタ(SDA)
  G33:入力/出力/アナログ入力/Groveコネクタ(SCL)
   ※G25/36はポートを共有しているため同時使用不可(使用しない方はフローティング入力にする)
  G37:本体ボタンA
  G39:本体ボタンB
  G35:本体ボタンC(6秒長押しで電源OFF)
  G19:本体LED(赤外線LEDと共用)
*/

// 端子割り付け
#define LED 19  // 本体LED

// 初期設定 -----------------------------------------
void setup() {
  auto cfg = M5.config();  // 本体初期化
  StickCP2.begin(cfg);

  // 出力端子設定
  pinMode(LED, OUTPUT);    // 本体LED赤
  digitalWrite(LED, LOW);  // 本体LED初期値OFF(LOW)

  // ベース画面の初期設定
  M5.Lcd.fillScreen(BLACK); // 背景色
  M5.Lcd.setRotation(1);  // 画面向き設定(USB位置基準 0:下/ 1:右/ 2:上/ 3:左)
  M5.Lcd.setTextSize(1);  // 文字サイズ(整数倍率)
}
// メイン -----------------------------------------
void loop() {
  M5.update();  //本体ボタン状態更新

  M5.Lcd.fillScreen(BLACK);  // 画面初期化
  // タイトル表示処理
  M5.Lcd.setFont(&fonts::Font4);        // M5GFXのフォントが指定可能(メモリ消費注意)
  M5.Lcd.setCursor(10, 5);              // 座標設定(x, y)
  M5.Lcd.setTextColor(WHITE, BLACK);    // 文字色指定(文字色, 背景)
  M5.Lcd.print("M5StickC Plus2 test");  // 表示内容

  // ライン表示
  M5.Lcd.drawFastHLine (0, 30, 240, WHITE);  // 指定座標から水平線(x, y, 長さ, 色)

  // 本体ボタンA処理
  M5.Lcd.setFont(&fonts::lgfxJapanGothicP_32);  // M5GFXのフォントが指定可能(メモリ消費注意)
  M5.Lcd.setCursor(15, 60);  // 座標設定(x, y)

  if (M5.BtnA.isPressed()) {  // ボタンAがONなら
    M5.Lcd.setTextColor(ORANGE, BLACK); // 文字色指定(文字色, 背景)
    M5.Lcd.print("ボタンA:ON");         // 表示内容
    digitalWrite(LED, HIGH);            // 本体LED点灯
  } else {                    // ボタンAがOFFなら
    M5.Lcd.setTextColor(CYAN, BLACK);   // 文字色指定(文字色, 背景)
    M5.Lcd.print("ボタンA:OFF");        // 表示内容
    digitalWrite(LED, LOW);             // 本体LED消灯
  }

  delay(100);  // 遅延時間(ms)
}

サンプルプログラムの詳細

「Lチカ」の入出力プログラム程度であれば大きな変更は無いため、旧モデルからそのまま置き換えても動作可能と思います。

液晶表示は「M5.Lcd.〜」で指定していますが「ArduinoIDE」のスケッチ例を見ると「StickCP2.Display.〜」で指定されています。

どちらでも同じように使用できますが、旧モデルからの置き換えを考慮して「M5.Lcd.〜」を使用しています。

フォントの指定には「M5GFX」ライブラリが使用されています。
旧モデルでは「M5.Lcd.setTextFont(4)」のように「番号」で指定しました。同様の方法での指定が可能ですが、「M5GFX」では非推奨になっているため「39行目」のように「M5.Lcd.setFont(&fonts::Font4)」で指定します。

日本語のフォントも「48行目」のように指定できます。

日本語フォント表示の詳細については上の「5.液晶表示とフォントの指定方法(標準で日本語使用可)」を参照してください。

② Lチカ(スプライト表示でチラツキなし)

次に液晶表示の「チラツキ」を防止する方法について確認していきます。
①の「Lチカ」プログラムでは液晶画面が点滅する「チラツキ」が発生していました。

これは、画面を消去してから表示するという過程が全て表示されているためです。
今回は、この「チラツキ」を防止するために「スプライト」という技術を使用します。

「スプライト」とは、メモリ内に準備した描画領域に画面を作成していき、完成した画面を一括出力して表示させる技術です。

液晶表示用ライブラリ「M5GFX」の使い方については、以下のリンクで詳しく紹介しています。

M5Stack 液晶表示の使い方まとめ - 完全版 -(Arduinoコマンド)
M5Stackの液晶の使い方を初期設定から文字表示(print,draw関数)中央揃えや右揃え,フォント,線,図形,M5GFXのスプライト等わかりやすくまとめました。

動作紹介

「M5StickC Plus2」では画面表示用のライブラリ「M5GFX」がそのまま使えるようになっていて、簡単な設定で「スプライト」することができます。

「スプライト」するために、以下のサンプルプログラムを実行して①の「Lチカ」の時との違いを確認してみましょう。下画像のように「チラツキ」は発生せず、綺麗な表示が確認できます。

M5StickC Plus2動作確認Lチカ

サンプルプログラム

サンプルプログラムは以下になります。コピペで貼り付けて書き込んでください。
※下コード(黒枠)内の右上角にある小さなアイコンのクリックでもコピーできます。

#include <M5StickCPlus2.h>

// メモリ描画領域表示(スプライト)のインスタンスを作成(必要に応じて複数作成)
M5Canvas canvas(&M5.Lcd);  // &M5.Lcd を &StickCP2.Display と書いても同じ

// 端子割り付け
#define LED 19  // 本体LED

// 初期設定 -----------------------------------------
void setup() {
  auto cfg = M5.config();  // 本体初期化
  StickCP2.begin(cfg);

  // 出力設定
  pinMode(LED, OUTPUT);    // 本体LED赤
  digitalWrite(LED, LOW);  // 本体LED初期値OFF(LOW)

  // G36とG25は同時使用不可。使っていない方は以下のようにフローティング入力にする
  gpio_pulldown_dis(GPIO_NUM_25);
  gpio_pullup_dis(GPIO_NUM_25);

  // ベース画面の初期設定
  M5.Lcd.fillScreen(BLACK); // 背景色
  M5.Lcd.setRotation(1);  // 画面向き設定(USB位置基準 0:下/ 1:右/ 2:上/ 3:左)
  M5.Lcd.setTextSize(1);  // 文字サイズ(整数倍率)

  canvas.setTextWrap(false);  // 改行をしない(画面をはみ出す時自動改行する場合はtrue。書かないとtrue)
  canvas.createSprite(M5.Lcd.width(), M5.Lcd.height()); // canvasサイズ(メモリ描画領域)設定(画面サイズに設定)
}
// メイン -----------------------------------------
void loop() {
  M5.update();  //本体ボタン状態更新

  canvas.fillScreen(BLACK);  // 画面初期化
  // タイトル表示処理
  canvas.setFont(&fonts::Font4);        // M5GFXのフォントが指定可能(メモリ消費注意)
  canvas.setCursor(10, 5);              // 座標設定(x, y)
  canvas.setTextColor(WHITE, BLACK);    // 文字色指定(文字色, 背景)
  canvas.print("M5StickC Plus2 test");  // 表示内容

  // ライン表示
  canvas.drawFastHLine (0, 30, 240, WHITE);  // 指定座標から水平線(x, y, 長さ, 色)

  // 本体ボタンA処理
  canvas.setFont(&fonts::lgfxJapanGothicP_32);  // M5GFXのフォントが指定可能(メモリ消費注意)
  canvas.setCursor(15, 60);  // 座標設定(x, y)
  
  if (M5.BtnA.isPressed()) {  // ボタンAがONなら
    canvas.setTextColor(ORANGE, BLACK); // 文字色指定(文字色, 背景)
    canvas.print("ボタンA:ON");         // 表示内容
    digitalWrite(LED, HIGH);            // 本体LED点灯
  } else {                    // ボタンAがOFFなら
    canvas.setTextColor(CYAN, BLACK);   // 文字色指定(文字色, 背景)
    canvas.print("ボタンA:OFF");        // 表示内容
    digitalWrite(LED, LOW);             // 本体LED消灯
  }

  // メモリ描画領域を座標を指定して一括表示(スプライト)
  canvas.pushSprite(&M5.Lcd, 0, 0);  // (0, 0)座標に一括表示実行

  delay(100);  // 遅延時間(ms)
}

サンプルプログラムの詳細

4行目」でメモリ描画領域のインスタンスを「canvas(名前はなんでも良い)」として準備します。

ここで使用するポインタ「&M5.Lcd」はArduinoのスケッチ例では「StickCP2.Display」と書かれていますが、それぞれは内部で関連づけられているようなので、旧モデルからの置き換えも考慮してここでは「&M5.Lcd」と書いています。
今の所、どちらでも同じように動作するように思います。

28行目」でメモリ描画領域「canvas」のサイズを、画面サイズに指定して準備します。

34〜56行目」の液晶表示設定は「canvas.〜」を使用して指定していきます。
こうすることで、メモリ描画領域の「canvas」内に画面が作成されていきます。

最終的に完成した画面を「59行目」で座標を指定して「スプライト(pushSprite)」することで、一括表示することができます。


③ デモ動作(入出力、ADC、DAC、PWM、ブザー、バッテリ残量)

より多くの機能の動作確認ができるサンプルプログラムを準備しました。
このプログラムでは以下の動作確認ができます。

・入出力:各入出力端子の動作確認。(G25/G36のフローティング入力設定方法)
・ADC:A/D変換。アナログ入力値をデジタル変換、電圧換算表示。
・DAC:D/A変換。デジタル設定値(電圧換算表示)をアナログ出力。
・PWM:PWM(パルス幅変調)制御によるLEDの明るさコントロール。
・ブザー:旧モデルから変更になった、ブザーの使用方法確認。
・バッテリー残量:旧モデルから変更になった、残量取得方法の確認。

配線図

動作確認するための配線図は以下になります。

M5StickC Plus2配線図

LEDは抵抗内蔵のものを使用しています。抵抗内蔵LEDは「秋月電子通商」で購入できます。
(抵抗内蔵LED 青 φ5mm、通販コード:I-06247)

「M5StickC Plus2」は国内での入手が難しい場合は、以下の「M5Stack」公式ページで購入できます。

M5Stack - Modular Rapid ESP32 IoT Development Board - ESP32 dev kits
Open-source modular toolkits for IoT devices based on ESP32-updated version of ESP8266. With stackable modules, user-friendly IDE, enabling rapid and high-quali...

スイッチは「M5Stack」社製の「デュアルボタンユニット」を使用しています。

動作紹介

書き込んで実行すると、以下のような表示画面になります。
画面右下の「%」表示は、バッテリー残量です。
各ボタンを押すごとに「本体LED赤」が点灯しますが、正面からは見えにくいです。

M5StickC Plus2各機能動作確認

動作は以下のようになります。

M5StickC Plus2各機能動作確認

「本体ボタンA」を押すと「ブザー」が鳴り、液晶表示の「ボタンA:」横の数字が1になります。
「DAC:」の電圧が上昇し「ADC:」の電圧も上昇します。
外付けのLED青は「PWM制御」で電圧が高くなるごとに明るくなります。

M5StickC Plus2各機能動作確認

外付けの青ボタンは「本体ボタンA」と同じ動作です。

M5StickC Plus2各機能動作確認

「本体ボタンB」を押すと「ブザー」が鳴り、液晶表示の「ボタンB:」横の数字が1になります。
「DAC:」の電圧が下降し「ADC:」の電圧も下降します。
外付けのLED青は「PWM制御」で電圧が下がると暗くなります。

M5StickC Plus2各機能動作確認

外付けの赤ボタンは「本体ボタンB」と同じ動作です。

M5StickC Plus2各機能動作確認

「DAC」から出力された電圧を「ADC」で読み取って表示しています。調整可能な電圧範囲は「0〜3.3V」です。
「ADC」と「DAC」の表示は、途中は結構誤差がありましたが、最終的には3.3Vで同じになりました。

M5StickC Plus2各機能動作確認

電源ボタンの「ボタンC」を押すと、液晶の「電源ボタン(C)」横の数字が1になります。
USB未接続時に電源ボタンを押すと「HOLD」端子が「LOW」を出力し、即時電源がOFFします。


サンプルプログラム

サンプルプログラムは以下になります。コピペで貼り付けて書き込んでください。
※下コード(黒枠)内の右上角にある小さなアイコンのクリックでもコピーできます。

#include <M5StickCPlus2.h>

// メモリ描画領域表示(スプライト)のインスタンスを作成(必要に応じて複数作成)
M5Canvas canvas(&M5.Lcd);  // &M5.Lcd を &StickCP2.Display と書いても同じ

// 端子割り付け
#define IN0 33  // GROVEコネクタ入力端子(外付けボタンA)
#define IN1 32  // GROVEコネクタ入力端子(外付けボタンB)
#define OUT 0   // 出力端子(外付けLED)
#define ADC 36  // アナログ入力端子
#define DAC 26  // アナログ出力端子
#define LED 19  // 本体LED
#define HOLD 4  // ホールド端子

// 変数設定
float ad_val;   // アナログ入力値格納用
float da_val;   // アナログ出力値指定用
float v_in = 0; // アナログ入力電圧換算値
float v_out = 0;// アナログ出力電圧換算用
float battery;  // バッテリー残量表示用
bool state;     // ボタン状態確認用

// 初期設定 -----------------------------------------
void setup() {
  auto cfg = M5.config();  // 本体初期設定
  StickCP2.begin(cfg);

  // 入力端子設定
  pinMode(IN0, INPUT_PULLUP);  // 入力設定(プルアップ)
  pinMode(IN1, INPUT_PULLUP);

  // 出力端子設定
  pinMode(OUT, OUTPUT);    // 出力設定(外部LED青)
  pinMode(LED, OUTPUT);    // 本体LED赤
  pinMode(HOLD, OUTPUT);   // ホールド端子
  digitalWrite(OUT, HIGH); // 出力(外部LED青)初期値
  digitalWrite(LED, LOW);  // 本体LED初期値OFF(LOW)
  digitalWrite(HOLD, HIGH); // ホールド端子初期化(HIGH)

  // アナログ入力端子設定
  pinMode(ADC, ANALOG);  // アナログ入力

  // アナログ出力端子設定
  pinMode(DAC, OUTPUT);  // 出力に設定
  dacWrite(DAC, 0);      // 初期値0設定

  // PWM出力端子設定
  pinMode(OUT, OUTPUT );  // PWM出力を行う端子を出力端子として設定
  ledcSetup (1, 500, 12); // PWM出力波形の初期設定(チャンネル、周波数、分解能bit)
  ledcAttachPin(OUT ,1);  // チャンネルに対する出力端子を設定

  // G36とG25は同時使用不可。使っていない方は以下のようにフローティング入力にする
  gpio_pulldown_dis(GPIO_NUM_25);
  gpio_pullup_dis(GPIO_NUM_25);

  // ベース画面の初期設定
  M5.Lcd.fillScreen(BLACK); // 背景色
  M5.Lcd.setRotation(1);    // 画面向き設定(USB位置基準 0:下/ 1:右/ 2:上/ 3:左)
  M5.Lcd.setTextSize(1);    // 文字サイズ(整数倍率)
  M5.Lcd.setFont(&fonts::lgfxJapanGothicP_20);  // M5GFXのフォントが指定可能

  canvas.setTextWrap(false);  // 改行をしない(画面をはみ出す時自動改行する場合はtrue。書かないとtrue)
  canvas.createSprite(M5.Lcd.width(), M5.Lcd.height()); // canvasサイズ(メモリ描画領域)設定(画面サイズに設定)
}
// メイン -----------------------------------------
void loop() {
  M5.update();  //本体ボタン状態更新

  // 本体ボタン、外部ボタン入力処理
  // ボタンA または 外部スイッチ赤が押されている かつ アナログ出力255より小さいなら
  if ((M5.BtnA.isPressed() || digitalRead(IN0) == 0) && da_val < 255) {
    da_val++;  // アナログ出力 +1
    if (state == false) {  // ボタン状態がOFFなら
      state = true;                      // ボタン状態ON
      StickCP2.Speaker.tone(4000, 100);  // ブザーON(周波数 Hz, 発音時間 ms)
    }
  }
  // ボタンB または 外部スイッチ青が押されてる かつ アナログ出力0より大きいなら
  if ((M5.BtnB.isPressed() || digitalRead(IN1) == 0) && da_val > 0) {
    da_val--;  // アナログ出力 -1
    if (state == false) {  // ボタン状態がOFFなら
      state = true;                      // ボタン状態ON
      StickCP2.Speaker.tone(2000, 200);  // ブザーON(周波数 Hz, 発音時間 ms)
    }
  }
  // ボタンC(電源ボタン)USB未接続時に即時電源OFF
  if (digitalRead(35) == (LOW)) {  // 電源が押されていれば
    digitalWrite(HOLD, LOW);  // ホールド端子LOWで電源OFF(USB未接続時)
  } else {  // 電源が押されてなければ
    digitalWrite(HOLD, HIGH); // ホールド端子をHIGHに戻す
  }

  // 本体LED点灯処理(いずれかのボタンが押されていれば)
  if (M5.BtnA.isPressed() || M5.BtnB.isPressed() ||  not digitalRead(35) ||  not digitalRead(32) || not digitalRead(33)) {  // ボタンA または ボタンB がONなら
    digitalWrite(LED, HIGH);  // 本体LED赤点灯
  } else {                    // どのボタンも押されてなければ
    digitalWrite(LED, LOW);   // 本体LED赤消灯
    state = false;            // ボタン状態OFF
  }

  // アナログ入力処理
  ad_val = analogRead(ADC);     // アナログ入力値を取得
  v_in = ad_val * (3.3 / 4095); // 3.3Vへ換算

  // アナログ出力処理
  dacWrite(DAC, da_val);        // アナログ出力実行
  v_out = da_val * (3.3 / 255); // 3.3Vへ換算

  // PWM出力
  ledcWrite(1, ad_val);  // アナログ入力値をDuty比に指定してPWM出力(チャンネル, Duty比)

  // バッテリー残量取得(パーセント)
  battery = StickCP2.Power.getBatteryLevel();  // 0〜100% で取得

  // LCD表示処理
  canvas.fillScreen(BLACK); // 画面初期化

  canvas.setFont(&fonts::lgfxJapanGothicP_24);  // フォント
  canvas.setCursor(5, 0);            //座標設定(x, y)
  canvas.setTextColor(BLUE, BLACK);  //(文字色, 背景)
  canvas.printf("ボタンA : %d", not digitalRead(37) || not digitalRead(33));  // 本体と外部ボタンAの状態表示

  canvas.setCursor(5, 25);
  canvas.setTextColor(RED, BLACK);
  canvas.printf("ボタンB : %d", not digitalRead(39) || not digitalRead(32));    // 本体と外部ボタンBの状態表示

  canvas.setCursor(5, 50);
  canvas.setTextColor(WHITE, BLACK);
  canvas.printf("ADC : %01.2fv  ( %04.0f )", v_in, ad_val);  // アナログ入力値表示

  canvas.setCursor(5, 75);
  canvas.printf("DAC : %01.2fv  ( %04.0f )", v_out, da_val);  // アナログ出力値表示

  canvas.setCursor(5, 100);
  canvas.setTextColor(ORANGE, BLACK);
  canvas.printf("電源ボタン(C) : %d", not digitalRead(35));  // 電源ボタン(ボタンC)の状態取得

  canvas.setTextFont(2);  // フォント(基本フォントの設定はこの書き方で可)
  canvas.setCursor(202, 120);
  canvas.setTextColor(GREENYELLOW, BLACK);
  canvas.printf("%.0f%%", battery);  // バッテリー残量パーセント表示

  // メモリ描画領域を座標を指定して一括表示(スプライト)
  canvas.pushSprite(&M5.Lcd, 0, 0);  // (0, 0)座標に一括表示実行

  delay(10);  // 遅延時間(ms)
}

サンプルプログラムの詳細

初期設定や「スプライト」表示の設定、入出力端子の使い方は「Lチカ」の時と同じです。

・入出力端子「G25/G36」はポートを共有しているため、どちらか片方しか使用できません。
使用する場合、もう片方は「53, 54行目」のように「フローティング入力」に設定しておく必要があります。

・ADC(アナログ入力)の使い方は従来通りです。
41行目」で使用する端子を設定し「102, 103行目」でアナログ入力電圧をデジタル値に変換し、電圧に換算しています。

無線通信使用時は「G0, G25, G26」のアナログ入力機能は使用できません。

・DAC(アナログ出力)の使い方も従来通りです。
44, 45行目」で使用する端子を設定し「106, 107行目」で設定したデジタル値をアナログ値に変換して出力しています。デジタル値は電圧に換算しています。

・PWMの使い方も従来通りです。
48〜50行目」で使用する端子やチャンネル、周波数、分解能を設定し、「110行目」でDuty比を指定してPWM出力しています。
今回は、ADCのアナログ入力値をDuty比に指定することで、LEDの明るさを変化させるようにしています。

PWM制御の使い方については、以下のリンクで詳しく紹介しています。

PWM制御とは?Arduino(ESP32)コマンドで使い方を詳しく紹介
PWM制御の基本動作からArduinoコマンドを使ったプログラミング方法、サンプルプログラムを使用して音(ブザー)と光(LED)で動作確認しながら使い方を詳しく紹介します。

・新しく追加された「HOLD」端子に「LOW」出力で即時電源OFF
USBに接続していない時に「HOLD」端子(G4)を「LOW」にすると、即電源がOFFできます。
この機能を使用して「87〜91行目」のように、電源ボタン(ボタンC)が押された時にUSBに接続していなければ即時電源OFFするようにしています。

・ブザーの使い方は変更されています。
ブザーは「75行目」と「83行目」のように指定します。使用方法は以下になります。

StickCP2.Speaker.tone(周波数Hz, 発音時間ms);  // ブザーON実行

・バッテリー残量の取得方法も変更されています。
バッテリー残量の取得は「113行目」のように指定します。使用方法は以下になります。

StickCP2.Power.getBatteryLevel();  // 0〜100%の数値で取得

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8.まとめ

「M5StickC Plus2」の使い方について詳しく紹介しました。
旧モデルと比べると、見た目は色以外は大きな変更は無いですが、機能的に細かいところがいろいろ変わりました。

個人的な「良かった点」「悪かった点」をまとめると以下になります。

良かった点

  • メモリ容量が4MBから8MBに増えた。
  • バッテリー容量が120mAhから200mAhに増えた。
  • 電源ボタンが入力端子に接続されて自由に使えるようになった。
  • 日本語フォントの指定が簡単になった。
  • 液晶表示の「スプライト」が簡単に指定できるようになった。
  • バッテリーの残量確認、表示が簡単。
  • 「UIFlow1.0」が引き続き使用できる。
  • USB未接続の時に、HOLD端子をLOWで即電源OFFできて便利。
  • 機能アップしても値段はほぼ同じ。

悪かった点

  • 旧モデルの「M5StickC Plus」が生産中止になってしまった。
  • 旧モデルのプログラムがそのまま使用できず、いくつか書き換える必要がある。
  • 本体LEDが点灯していても正面からわかりにくい。
  • 赤外線LEDが左側面のため使いにくい。
  • HATユニット取り付け時に隙間ができる。
  • 色は旧モデルの方が好きでした^^;

個人的に一番良かった点は、電源ボタンが入力端子に接続されて自由に使えるようになった点です。
一番悪かった点は「本体LED」と「赤外線LED」でポートが共有され、左側面になったこと・・・と言いたいところですが、旧モデルの色が気に入ってたので、色が初代モデルに近い薄いオレンジになったことですかね><


総合的に見ると、機能アップで値段はほぼ据え置きなので、ありがたいバージョンアップでした。

新モデルの発表があって仕様を見た時は、しばらく買わない予定でしたが、旧モデルの生産中止情報を知って急いで購入しました。
スイッチサイエンスさんでは既に売り切れだったので、公式ページからの購入でしたが、8日程で届いたので年末年始で動作確認することができました^^

今日(2024/1/7)時点でも公式ページでは在庫はあるようなので、国内で入手先が見つからない場合は公式ページからの購入がおすすめです。

総合的に機能アップして、慣れたら使いやすくなりそうなのは嬉しいのですが、過去記事のサンプルプログラムを全部書き換える必要があるので頭が痛い・・・ボチボチ作業していきます(汗)

M5StickC Plusの使い方、初期設定、サンプルプログラム、M5StickCとの違い等を詳しく紹介
M5StickC PlusをArduino IDEやPlatformIOで使うための初期設定やサンプルプログラムでの動作確認の方法です。ビジュアルプログラミングのUiFlowの初期設定についても紹介します。

コメント

  1. 五味 より:

    新しいボードにも関わらず、かなり細かくまとめられてて良い記事ですね!旧型との比較も書かれていて素晴らしいです。

    一点質問です。
    PlatformIO環境でプログラミングする場合、指定するBoardって何になりますか?

    • logikara より:

      ご質問ありがとうございます。
      すっかり書いた気でいましたが、抜けてましたね^^;

      ボード設定は「m5stick-c」で動作確認済です。
      記事内にも追記しました。
      「platformio.ini」ファイルの内容も画像載せましたのでご確認ください。

      • 五味 より:

        回答ありがとうございます。
        おお、m5stick-cでできるんですね。コントローラが変わっていてできないのかと思っていました。試してみます。ありがとうございます!

  2. plus2苦戦 より:

    こんにちはいつも参考になる記事をありがとうございます。

    1点お聞きしたいことがあるのですが、記載のコードに限らずより簡易的なものを
    書き込んでも画面が黒1色になってしまいます。

    Plusではこのようなことがなかったのですがこれは書き込みがうまくできていないだけなのでしょうか?

    ライブラリ等は以下のようになっています。

    [env:m5stick-c]
    platform = espressif32
    board = m5stick-c
    framework = arduino
    lib_deps =
    m5stack/M5StickCPlus2@^1.0.2
    m5stack/M5Unified@^0.1.12
    Wire

    • logikara より:

      こんばんわ^^
      PlatformIOの設定を見ましたが、特に問題無いようです。
      Wireはなくても動作しますが、あっても動作するのは先ほど確認しました。

      ArduinoIDEでも書き込めませんでしょうか?
      PlatformIOだと、たまにあるのが最新機種の動作確認をする時に「PIO Home」 → 「Platforms」の「Espressif 32」が最新版でないと動作しない時があります。
      現在の最新版はバージョン6.5.0なので、古いバージョンの場合はUpdateしてみてください。

      書き込み時にエラーが出ずに、書き込みは完了しているのに画面が真っ暗なら、本体自体がおかしいかもしれません。
      一度「M5Burner」で「M5StickCPlus2 UserDemo」を書き込んで、デモが動作するのを確認してみてください。
      書き込みは完了できるのにデモが動かないなら本体が壊れてしまっているかもしれません・・・

      デモ画面が動作するのであれば、初期状態にリセットされているので、もう一度書き込めば動くかもしれません。
      今のところ思いつくのはこの辺りですが^^;
      うまく動くことを願ってます。

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