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XIAO 1.14'' IPS Display (ESP32-S3) のはじめに

XIAO 1.14'' IPS Display (ESP32-S3)
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はじめに​

1.14'' IPS Display は、XIAO ESP32-S3 Plus を搭載した XIAO シリーズ向けに設計された拡張ボードです。135×240 の IPS カラー LCD、オンボード PDM マイク、6 軸 IMU、Grove I2C コネクタ、3 つのユーザーボタン、バッテリー電圧測定機能を備え、これらすべてがコンパクトなフォームファクタに統合されています。

この組み合わせにより、ウェアラブルデバイス、コンパクトなセンサーノード、ポータブル計測器、そしてスペースが限られる IoT プロトタイピングに最適なプラットフォームとなります。ESP32-S3 のデュアルコアプロセッサ、Wi-Fi、Bluetooth 機能により、このディスプレイはワイヤレス接続されたデバイスへと拡張されます。

仕様詳細
製品ポジショニングセンシング & 拡張
コアコントローラSeeed Studio XIAO ESP32-S3 Plus
プロセッサESP32-S3R8、デュアルコア、最大 240 MHz
メモリ8 MB PSRAM + 16 MB Flash
無線接続2.4 GHz Wi-Fi + BLE 5.0
ディスプレイタイプ1.14" IPS TFT LCD
解像度135 × 240
ディスプレイドライバST7789
ディスプレイインターフェースSPI
タッチ入力なし
6 軸 IMUあり
PDM デジタルマイクあり
MicroSD カードスロットなし
Grove I2C コネクタあり
ユーザーボタン3
バッテリーコネクタ2 ピン JST、3.7 V LiPo
バッテリーモニタリングD16 ADC によるバッテリー電圧モニタリング。測定電圧からバッテリー残量を推定できます。バッテリー状態検出はサポートされていません。
拡張インターフェース1x Grove I2C コネクタ、1x I2C パッド、1x I2S パッド、1x SWD パッド、3x ユーザーボタンパッド
基板サイズ26 × 48 × 10.6 mm
最適な用途センサーダッシュボード、Grove プロジェクト、フィジカルコントローラ
注記

このディスプレイボードは XIAO ESP32-S3 Plus 用に設計されています。XIAO nRF52840 Plus バージョンを使用している場合は、代わりに XIAO 1.14'' IPS Display (nRF52840) ガイドを参照してください。

注記

ESP32-S3 Plus は電圧測定に D16 を使用します。電圧デモはバッテリー残量（パーセンテージ）を表示せず、充電状態の信号も ESP32-S3 の GPIO には接続されていません。

ハードウェア概要​

始める前に、以下の画像を参照して 1.14'' IPS Display の物理レイアウトを把握してください。

ピンマップ​

1.14'' IPS Display は、XIAO ESP32-S3 Plus のすべてのピンを引き出しています。下の表は、各ピン、そのディスプレイボード上でのネット名、その機能、およびオンボード周辺機器との接続方法を一覧にしています。

XIAO ピンネット名機能の説明ハードウェア接続メモ
D0PDM_CLKPDM デジタルマイククロック内部で PDM マイクに接続
D1MIC_DATAPDM デジタルマイクデータ内部で PDM マイクに接続
D2LCD_CS画面チップセレクト信号内部で LCD ドライバ IC に接続
D3LCD_DC画面データ/コマンド切り替え内部で LCD ドライバ IC に接続
D4SDAI2C データバスバス共有：内部で IMU に接続、外部では Grove I2C コネクタに引き出し
D5SCLI2C クロックバスバス共有：内部で IMU に接続、外部では Grove I2C コネクタに引き出し
D6BTN_A物理ボタン A（左）内部で前面左マイクロスイッチに接続、外部 1 KΩ プルアップ。外部には U1 テストパッドとして引き出し
D7BTN_B物理ボタン B（右）内部で前面右マイクロスイッチに接続、外部 1 KΩ プルアップ。外部には U2 テストパッドとして引き出し
D8SCKハードウェア SPI クロック内部で LCD ドライバ IC に接続
D9NCフローティング（予約）物理的な接続なし
D10MOSIハードウェア SPI データ出力内部で LCD ドライバ IC に接続
D11I2S_SDオーディオデータ出力基板下部の拡張パッドに外部引き出し
D12I2S_SCKオーディオビットクロック基板下部の拡張パッドに外部引き出し
D13I2S_WSオーディオワードセレクト基板下部の拡張パッドに外部引き出し
D14IMU_INTIMU モーションハードウェア割り込み非同期ウェイクアップ用に 6 軸 IMU に内部接続
D15NC予約（テストポイント）PCB 上のテストポイント TP15 に接続、機能的な周辺機器なし
D16BAT_ADCバッテリー電圧検出内部で分圧回路（316K / 160K）に接続。外部では使用しないでください
D17LCD_RST画面ソフトリセット内部で LCD ドライバ IC に接続
D18LCD_BL画面バックライト制御内部でバックライトドライバ回路に接続
D19BTN_C物理ボタン C（側面）内部で側面マイクロスイッチに接続、外部 1 KΩ プルアップ。外部には U3 テストパッドとして引き出し

はじめの一歩​

このガイドでは、ディスプレイボードに最小限の "Hello, XIAO" スケッチを書き込みます。画面のバックライトが点灯し、黒で塗りつぶされ、中央揃えの大きな緑色のテキストで 2 行に分けて "Hello," と "XIAO" を表示します。個々の周辺機能デモに進む前に、画面と開発環境が正しく動作していることを確認する最速の方法です。

ソフトウェアの準備​

以下のツールとライブラリが必要です：

  • Arduino IDE（バージョン 1.8 以降）
Arduino IDE をダウンロード

  • esp32 Boards by Espressif (3.3.11) — 次の URL を File > Preferences > Additional Boards Manager URLs に追加します：
https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json

その後、Tools > Board > Boards Manager に移動し、esp32 を検索してバージョン 3.3.11 をインストールします。

  • Seeed_GFX2（手動インストール） — このライブラリは Library Manager では利用できないため、手動でインストールする必要があります：
Seeed_GFX2 をダウンロード

Step 1. 上のボタンをクリックして、Seeed_GFX2 v1.0.0 を ZIP ファイルとしてダウンロードします（チュートリアルの再現性を保つため、リリースタグに固定されています）。または、Seeed-Studio/Seeed_GFX2 からリポジトリをクローンします。

Step 2. Arduino IDE で Sketch > Include Library > Add .ZIP Library... に進み、ダウンロードした ZIP を選択します。IDE は library.properties を読み取り、正しい Seeed_GFX2 フォルダに自動的にインストールします — 展開されたフォルダ名を変更する必要はありません。（代わりに手動でインストールする場合は、アーカイブを解凍し、展開されたフォルダ名を Seeed_GFX2 に変更してから Documents/Arduino/libraries/ に配置します。）

Step 3. 新しいライブラリが認識されるように Arduino IDE を再起動します。

ヒント
  • Seeed_GFX2 は、レイヤー化された Board + Panel Config アーキテクチャ上に構築された Seeed Studio のグラフィックスライブラリです。各デモでは、単一の display.begin<Board_..., Config_...>() 呼び出しでディスプレイを初期化します。Board テンプレートがピンマップ（CS/DC/SCK/MOSI/RST/BL）を保持し、Panel Config が 135×240 の解像度、色順序、向きを組み込みます。driver.h や手動でのピン設定は不要です。
  • このボードでは、スケッチは Config_Seeed_1inch14_LCD_ST7789 とともに Board_XIAO_1inch14_LCD<13, 12>（RST=13, BL=12）を使用します。

コードをダウンロード​

サンプルスケッチは GitHub で入手できます：

コードをダウンロード

code_GFX2/getting_started_code/xiao_esp32s3_114_hello/ に移動し、Arduino IDE で xiao_esp32s3_114_hello.ino を開きます。GitHub の Web ビューから .ino ソースをコピーするのではなく、フォルダ全体をダウンロードしてください。

スケッチを書き込む​

ステップ 1. XIAO ESP32-S3 Plus を USB-C ポート経由でコンピュータに接続します。

ステップ 2. Arduino IDE でボードを選択します：Tools > Board > esp32 > XIAO_ESP32S3_PLUS。

ステップ 3. Tools > Port から正しい Port を選択します。

ステップ 4. Upload ボタン（→）をクリックします。スケッチがコンパイルされ、ボードに書き込まれます。

期待される出力​

書き込み後、画面は黒い背景で点灯し、中央に大きな緑色のテキストが 2 行表示されます。1 行目に "Hello,"、2 行目に "XIAO" が表示されます。この挨拶メッセージは再描画されることなく画面に表示されたままになります。

ディスプレイの初期化に失敗した場合、スケッチはライブラリエラーメッセージをボーレート 115200 のシリアルモニタに出力します。Tools > Serial Monitor を開き、ボーレートを 115200 に設定して内容を確認してください。

次のステップ​

このディスプレイボードには、複数のオンボード周辺機能が搭載されています。Function ページでは、それぞれに対応する単体デモを提供しています：

周辺機能デモ
画面GraphicTest — 10 種類のグラフィックスプリミティブとタイミングベンチマーク
IMUElectronic Quicksand + Raise to Wake — 6 軸モーションエフェクトとモーション検知によるウェイクアップ
マイク & スピーカーVoice Bar + Flash Recorder — ライブ PDM レベルメーターと録音
Grove I2CSHT31 Temperature & Humidity — Grove SHT31 センサの読み取り
ボタンUser Buttons — 割り込みを用いたボタン押下の読み取りとデバウンス
バッテリBattery Voltage Detection — 分圧電圧の測定

FAQ​

Tools > Board メニューにボードが表示されない​

Arduino IDE に ESP32 ボードパッケージが追加されていることを確認してください：

  1. File > Preferences を開き、以下の URL を Additional Boards Manager URLs に貼り付けます： 
    https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json
  2. Tools > Board > Boards Manager を開き、esp32 を検索して、バージョン 3.3.11 をインストールします。
  3. インストール後、メニューに Tools > Board > esp32 > XIAO_ESP32S3_PLUS が表示されるはずです。

それでもボードが表示されない場合は、Arduino IDE を再起動してから再度お試しください。

[Factory Firmware-DashBoard について]​

ダッシュボードでの I2C スキャンがフリーズします — どうすればよいですか？​

XIAO ESP32-S3 Plus 上の Reset ボタンを 1 回押してボードを再起動してください。これによりスタックした I2C バスがクリアされ、ダッシュボードは正常な状態に戻ります。

I2C インターフェースへのデバイスのホットプラグを行わないことを強く推奨します。Grove I2C コネクタや SDA/SCL ブレークアウトパッドに何かを接続・取り外しする前には、必ずボードの電源を切ってください。ホットプラグは I2C バスをハングさせる原因になります。

リソース​

技術サポート & 製品ディスカッション​

弊社製品をお選びいただきありがとうございます。私たちは、製品をできるだけスムーズにご利用いただけるよう、さまざまなサポートを提供しています。お好みやニーズに応じて選べる複数のコミュニケーションチャネルをご用意しています。

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