マイコンをはじめよう ～使ってみる編～

はじめに

前回、水槽管理用にM5 Stamp S3というマイコンボードを使ってみる！というお話をさせていただきました。

今回は実際にどうやって使えるのか、まずはサンプルプログラム(Lチカ)¹が動くようにしていきたいと思います。

今回は基本的には公式の手順に従いますが、ちょいちょい余計かな？とかうまくいかない部分があったのでちょっと改変しています。

m5-docs

The reference docs for M5Stack products. Quick start, get the detailed information or instructions such as IDE,UIFLOW,Ar...

docs.m5stack.com

インストール

まずは開発に使うArduino IDEをこちらからダウンロードしてください

Software

Open-source electronic prototyping platform enabling users to create interactive electronic objects.

www.arduino.cc

私の環境はWindows11なので、下の赤矢印のものを選択します。

インストールで特に気を付けることはないのですが、一応スクショを載せておきます。

インストール完了後、こんな画面が出ればOKです。

※ 初回起動時にdpinstがどうこういう画面が出るかもしれません。全部「はい」にしておきましょう。

※ 私は前回のインストールの設定が残ったままなのか、テーマが「ダーク」になっていますが、画面の色が違っても問題ありません。

※ 言語設定もデフォルトは英語かもしれません。もし英語になっていたら「File」→「Preferences」で日本に設定する項目がありますのでそこから変更してください。

設定編

ここからちょっとめんどくさくなります。

ボードマネージャーの設定

これは、今回で言うとM5 Stamp S3を使うための設定データをインストールする作業になります。

Arduino IDEの公式にはM5 Stamp S3の設定がないので、メーカのサイトからダウンロードする形になります。

そのため、その設定ファイルを探しにいくためのURLをArduino IDEの設定に追加します

まずは「ファイル」→「基本設定」と進みます。

続いて、「追加のボードマネージャーのURL」に以下のURLを入れます

https://static-cdn.m5stack.com/resource/arduino/package_m5stack_index.json

これでM5Stack公式のボードマネージャーがインストールできるようになったので、実際にインストールしてみます。

1. 「ボードマネージャー」の画面に行きます
2. 検索窓に「M5Stack」と入れます。「M5Stack by M5Stack」がお目当てのモノです
3. 「インストール」を押すとインストールが始まります (インストールが終わるまで結構時間がかかります)

「Platforms Platform m5stack:esp32@x.x.x installed」と表示されたらインストール成功です。

最後に使うボードを選択して完了です。

「ツール」→「ボード」→「M5Stack」→「M5StampS3」を選択します。

ライブラリのインストール

続いてライブラリのインストールです。

ライブラリとは各種機能をかんたんに使えるようにしてくれる道具箱のようなものです。

公式ではM5 Stamp S3用のライブラリをダウンロードしてインストールしろ、とあるのですが、今回はサンプルプログラムを動かすために必要最小限のインストールにしようと思います。

サンプルプログラムのLチカに必要なライブラリは「FastLED」というものです。

「ライブラリ」から「FastLED」で検索してインストールします。

ここで、バージョンを選択できるのですが、「3.9.9」を選択してください (2025/01/12時点)

※下の図で「インストール」の上にある「3.9.10」となっている部分です

In file included from c:\Users\XXX\Documents\Arduino\libraries\FastLED\src/third_party/yves/I2SClockLessLedDriveresp32s3/driver.h:9,
                 from c:\Users\XXX\Documents\Arduino\libraries\FastLED\src\platforms\esp\32\clockless_i2s_esp32s3.cpp:6:
c:\Users\XXX\Documents\Arduino\libraries\FastLED\src/third_party/yves/I2SClockLessLedDriveresp32s3/src/I2SClockLessLedDriveresp32s3.h:8:10: fatal error: esp_memory_utils.h: No such file or directory
 #include "esp_memory_utils.h"
          ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
compilation terminated.
exit status 1

Compilation error: exit status 1

これでライブラリの準備は完了です

動かす編

ここからは実際にサンプルプログラムを動かしてみます。

プログラムの用意

ここでプログラムの登場です。

基本はこちらのプログラムを使うのですが、ちょっとだけ変えてます。

何か工夫したとかではなく、単純に動かなかったからです。

それでは以下のサンプルプログラムをコピペしてください。

Lチカプログラム (最小限の改変しかしていないのでコメントに中国語が残っていますが気にしないでください)

/*
*******************************************************************************
* Copyright (c) 2022 by M5Stack
*                  Equipped with StampS3 sample source code
*                          配套  StampS3 示例源代码
* Visit for more information: https://docs.m5stack.com/en/core/stamps3
* 获取更多资料请访问: https://docs.m5stack.com/zh_CN/core/stamps3
*
* Describe: LED Show example.  LED展示示例
* Date: 2023/1/11
*******************************************************************************
Press button to change LED status
按下按键切换LED状态.
*/
#include <FastLED.h>
#define PIN_BUTTON 0
#define PIN_LED    21
#define NUM_LEDS   1

CRGB leds[NUM_LEDS];
uint8_t led_ih             = 0;
uint8_t led_status         = 0;
String led_status_string[] = {"Rainbow", "Red", "Green", "Blue"};

/* After StampS3 is started or reset
   the program in the setUp () function will be run, and this part will only be
   run once.
   在StampS3启动或者复位后，即会开始执行setup()函数中的程序，该部分只会执行一次。
*/
void setup() {
    Serial.begin(115200);
    Serial.println("StampS3 demo!");

    pinMode(PIN_BUTTON, INPUT);

    FastLED.addLeds<WS2812, PIN_LED, GRB>(leds, NUM_LEDS);
}

/* After the program in setup() runs, it runs the program in loop()
  The loop() function is an infinite loop in which the program runs repeatedly
  在setup()函数中的程序执行完后，会接着执行loop()函数中的程序
  loop()函数是一个死循环，其中的程序会不断的重复运行
*/
void loop() {
    switch (led_status) {
        case 0:
            leds[0] = CHSV(led_ih, 255, 255);
            break;
        case 1:
            leds[0] = CRGB::Red;
            break;
        case 2:
            leds[0] = CRGB::Green;
            break;
        case 3:
            leds[0] = CRGB::Blue;
            break;
        default:
            break;
    }
    FastLED.show();
    led_ih++;
    delay(15);

    if (!digitalRead(PIN_BUTTON)) {
        delay(5);
        if (!digitalRead(PIN_BUTTON)) {
            led_status++;
            if (led_status > 3) led_status = 0;
            while (!digitalRead(PIN_BUTTON))
                ;
            Serial.print("LED status updated: ");
            Serial.println(led_status_string[led_status]);
        }
    }
}

次に下の矢印で示した「検証」というボタンを押すとコンパイルが始まります。

この作業はコンパイルができそうかチェックしているだけなので、してもしなくてもいいです。

※ 本体に書き込みをする際、もう一度コンパイル作業は発生します。

うまくいくと上記のような画面になり、失敗すると出力ウィンドウに何かしら赤文字でエラーが表示されます。

本体の接続

さて、いよいよ本体を接続します。

ここで気を付けてほしいのが、M5 Stamp S3の中心にあるボタン、これを押しながら接続してください。

※ そこまで気を付けなくてもよかったです。
   押さずにUSBを指しても既存のプログラムが動いたまま新しいプログラムを書き込めました。

これを押しながら接続することで「ダウンロードモード」というのに入り、プログラムを転送できるようになります。

そうすると「ツール」→「ポート」のところになにやらそれっぽいのが現れますので、これを選択します。

うまくいくとボードの名前にUSBマークがつきます。

続いて「書き込み」ボタンを押して、実際にボードにプログラムを書き込みます。

うまくいくと上の画面のように出力ウィンドウの表示になります

動かしてみる

現在は書き込みモードになっているため、いったんUSBケーブルを外して接続しなおすことで通常の動作モードに入れます。

※ 今度はボタンは押しません

いかがでしょう？LEDは七色に光りましたでしょうか？

もしかしたら今回の私のように仕様変更のせいで示された手順ではできなくなっている可能性もあります。

そういう時は、基本エラーコードで検索してひたすら調べていました。

ここのコメントに何か書いていただければ私も調べようかなと思います。

私も駆け出しなので力になれるかはわからないのですが。。。

今回は以上です。ここまでお付き合いいただきありがとうございました

脚注

1. LチカとはLEDをチカチカさせることである。プログラムが動いているのがわかりやすいため最初の一歩として頻出する。IoT界のHello Worldである。 ↩︎
2. 打ち込んだプログラムをハードウェアが使える形に変更する処理。または「ぷよぷよ」を作った会社。 ↩︎