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XIAO ESP32S3 プロジェクト CircuitPython

note

この文書は AI によって翻訳されています。内容に不正確な点や改善すべき点がございましたら、文書下部のコメント欄または以下の Issue ページにてご報告ください。
https://github.com/Seeed-Studio/wiki-documents/issues

プロジェクト概要

このWikiは更新されました: https://wiki.seeedstudio.com/ja/xiao_esp32s3_with_micropython/

CircuitPythonは、物理コンピューティングプロジェクトを簡素化するため、XIAO ESP32S3に最適なプログラミング言語です。Pythonに基づいており、初心者に優しい構文を持ち、センサーやディスプレイなどのハードウェアにアクセスするためのモジュールが含まれています。CircuitPythonはすでにESP32S3チップをサポートしているため、このプロジェクトではSeeed Studio XIAO ESP32S3ボード上でCircuitPythonをコンパイルすることを試みます。

OLEDディスプレイ付きXIAO ESP32S3​

ハードウェア準備​

ここでは、Seeed Studio XIAO ESP32S3とSeeed Studio Grove OLED Display 0.96を使用しています。

Seeed Studio XIAO ESP32S3Seeed Studio Grove OLED Display 0.96
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ソフトウェア準備​

ここでは、Thonny IDEソフトウェア（Windows）と関連するライブラリやファイルを使用します。

Thonny IDE関連ファイル（ライブラリ）
ダウンロード ⏬
ダウンロード ⏬

はじめに​

XIAO ESP32S3 CircuitPythonファームウェアのダウンロード​

CircuitPythonファームウェア 9.1.1 および 9.20 Alpha for XIAO ESP32S3 Sense

XIAO ESP32S3ボードをブートローダーモードでPCに接続​

具体的な方法は以下の通りです：

  • ステップ1. XIAO ESP32S3のBOOTボタンを押し続けます。

  • ステップ2. BOOTボタンを押したまま、データケーブルを使用してコンピュータに接続します。接続後にBOOTボタンを離します。

  • ステップ3. Blinkプログラムをアップロードして、XIAO ESP32S3の動作を確認します。

Thonnyを開いてオプションを設定​

  1. Thonnyを起動した後、「Tools -> Options」に移動し、「Options」を選択します。
  1. 「Interpreter」オプションを選択し、「CircuitPython (generic)」を選択します。

CircuitPythonファームウェアをXIAO ESP32S3ボードにフラッシュ​

  1. Thonnyで「(esptool)」をクリックします。これにより、最新のCircuitPythonファームウェアをダウンロードしてボードにフラッシュするよう促されます。
  1. Thonnyの「(esptool)」画面で、まず正しい「Target port」を選択します。
  1. CircuitPythonファミリーを「ESP32-S3」として選択し、インストールボタンの横にある三本線のアイコンをクリックして、ダウンロードしたファームウェアを含めます。 例: (seeed_xiao_esp32s3_911.bin または seeed_xiao_esp32s3_920.bin)
  1. Thonnyがリセットを行った後、「Install」をクリックします。
  1. 「Done」と表示されたら、ウィンドウを閉じることができます。
  1. PC上に「CIRCUITPY」ドライバが表示され、ボードが正常にフラッシュされたことを示します。

関連ファイル（ライブラリ）を「CIRCUITPY」ドライバに追加する​

関連ファイル（ライブラリ）のすべてのファイルを「CIRCUITPY」ドライバにコピーします。

note

「adafruit_ssd1306.mpy」ファイルと「adafruit_framebuf.mpy」ファイルは、「Seeed Studio Grove OLED Display 0.96」を使用する際に必要です。

adafruit_framebufライブラリは、テキストをレンダリングするためにfont5x8.binというフォントファイルを使用します。このファイルは、コードが実行される環境内でアクセス可能である必要があります。

コード（IIC）を書いてアップロードし、OLEDディスプレイを実現する​

  1. ファイルを追加した後、import adafruit_ssd1306コマンドを使用してコード内でadafruit_ssd1306ライブラリをインポートできるようになり、OLEDディスプレイを駆動する環境が構成されます。以下にコードを示します：
from board import *
from busio import I2C
import busio
import adafruit_ssd1306

i2c = I2C(IO6, IO5)  # IO6とIO5ピンを使用してI2C通信を初期化

# 128x64解像度とI2Cアドレス0x3Cを持つディスプレイオブジェクトを作成
display = adafruit_ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c, addr=0x3C)

# ディスプレイをクリア
display.fill(0)
display.show()

# ディスプレイにテキストを表示
display.text('SeeedStudio ESP32S3', 0, 0, 1)
display.text('Code by CircuitPython!', 0, 20, 2)
display.show()
  1. 「Run」ボタンをクリックしてコードをアップロードします。
  1. 最終結果

XIAO ESP32S3 SenseとXIAOラウンドディスプレイおよびSenseカメラの使用​

ハードウェア準備​

Seeed Studio XIAO ESP32S3 Senseラウンドディスプレイ for XIAO
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ソフトウェア準備​

  1. XIAO ESP32S3 Senseにファームウェアをインストールします。
ファームウェア
ダウンロード ⏬
  1. 必要なモジュールと依存関係をインストールします。

Adafruitのツールcircupを使用して、CircuitPythonライブラリをインストールできます。インストール後、以下のコマンドでライブラリをインストールします。

# circupをインストール
pip install setuptools
pip install circup
pip install --upgrade circup
# ライブラリにモジュールをインストール
circup install gc9a01 adafruit_ticks

はじめに​

すべてのライブラリをインストールした後、以下のコードをcode.pyまたはmain.pyとしてCIRCUITPYに入力し、ラウンドディスプレイでカメラフレームを表示します。

import board
import busio
import displayio
import espcamera
import adafruit_ticks
import gc9a01
import struct

i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
spi = busio.SPI(clock=board.SCK, MOSI=board.MOSI)
cam_i2c = busio.I2C(board.CAM_SCL, board.CAM_SDA)

tft_dc  = board.D3
tft_cs  = board.D1
tft_bl  = board.D6

display_bus = displayio.FourWire(spi, command=tft_dc, chip_select=tft_cs)
display = gc9a01.GC9A01(display_bus, width=240, height=240, rotation=0)

# この例ではDisplayioを使用せず、display_busに直接フレームを出力して高速化
# そのため、回転設定は機能しません...

main = displayio.Group()
display.root_group = main

# カメラの初期化
cam = espcamera.Camera(
    data_pins=board.CAM_DATA,
    external_clock_pin=board.CAM_XCLK,
    pixel_clock_pin=board.CAM_PCLK,
    vsync_pin=board.CAM_VSYNC,
    href_pin=board.CAM_HREF,
    pixel_format=espcamera.PixelFormat.RGB565,
    frame_size=espcamera.FrameSize.R240X240,
    i2c=cam_i2c,
    external_clock_frequency=20_000_000,
    framebuffer_count=2,
    grab_mode=espcamera.GrabMode.WHEN_EMPTY)

# display_busに初期化バイトを送信
display_bus.send(36, struct.pack(">hh", 0, 239))
display_bus.send(42, struct.pack(">hh", 0, 239))
display_bus.send(43, struct.pack(">hh", 0, 80+239))
display.auto_refresh = False

t0 = adafruit_ticks.ticks_ms()

while True:
    frame = cam.take(1)                                                         
    if isinstance(frame, displayio.Bitmap):                                     
        display_bus.send(44, frame)                                             
        t1 = adafruit_ticks.ticks_ms()                                          
        fps = 1000 / adafruit_ticks.ticks_diff(t1, t0)
        print(f"{fps:3.1f}fps")  # 通常約25fpsで動作
        t0 = t1

その他​

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