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Seeed Studio XIAO MG24でのピン多重化

XIAO MG24は最大22個の通常ピン、18個のアナログピン、18個のデジタルピン、2つのSPI、2つのUART、2つのI2Cを備え、すべてのPWMをサポートしています。使用可能な豊富な種類のピンを提供しています。このwikiでは、これらのピンを駆動する方法を教え、効果的に活用できるようにします😀！

デジタル​

ハードウェアの準備​

Seeed Studio XIAO MG24 SenseSeeed Studio Expansion Base for XIAO with Grove OLEDGrove - Relay
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XIAO MG24(Sense)を拡張ボードに取り付け、Groveケーブルを使用してリレーを拡張ボードのA0/D0インターフェースに接続してください。最後に、USB-CケーブルでXIAOをコンピューターに接続します。

ソフトウェア実装​

この例では、XIAO拡張ボードに接続されたボタンを使用してリレーのオン/オフ状態を制御する実装を行います。ボタンが押されるとリレーがオンになり、ボタンが離されるとリレーがオフになります。

const int buttonPin = D1;     // the number of the pushbutton pin
int buttonState = 0;          // variable for reading the pushbutton status
const int relayPin = D0;

void setup() {
  // initialize the Relay pin as an output:
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
  // initialize the pushbutton pin as an input:
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
  // read the state of the pushbutton value:
  buttonState = digitalRead(buttonPin);

  // check if the pushbutton is pressed. If it is, the buttonState is HIGH:
  if (buttonState == HIGH) {
    // turn Relay on:
    digitalWrite(relayPin, HIGH);
  } else {
    // turn Relay off:
    digitalWrite(relayPin, LOW);
  }
}

結果グラフ​

すべてが順調に進めば、プログラムをアップロードした後、以下の効果が見られるはずです。

デジタルをPWMとして使用​

XIAO MG24(Sense)のすべてのGPIOピンはPWM出力をサポートしています。したがって、任意のピンを使用してPWMを出力し、ライトの明るさを調整したり、サーボを制御したり、その他の機能を実行できます。

ハードウェアの準備​

Seeed Studio XIAO MG24 SenseSeeed Studio Expansion Base for XIAO with Grove OLEDGrove - Variable Color LED
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tip

XIAO MG24(Sense)を拡張ボードに取り付け、次にGroveケーブルを使用してVariable Color LEDを拡張ボードのA0/D0インターフェースに接続してください。最後に、USB-CケーブルでXIAOをコンピューターに接続します。

ソフトウェア実装​

この例では、PWM出力を使用してライトの明るさを制御する方法を実演します。

int LED_pin = D0;    // LED connected to digital pin 10

void setup() {
  // declaring LED pin as output
  pinMode(LED_pin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // fade in from min to max in increments of 5 points:
  for (int fadeValue = 0 ; fadeValue <= 255; fadeValue += 3) {
    // sets the value (range from 0 to 255):
    analogWrite(LED_pin, fadeValue);
    // wait for 30 milliseconds to see the dimming effect
    delay(30);
  }

  // fade out from max to min in increments of 5 points:
  for (int fadeValue = 255 ; fadeValue >= 0; fadeValue -= 3) {
    // sets the value (range from 0 to 255):
    analogWrite(LED_pin, fadeValue);
    // wait for 30 milliseconds to see the dimming effect
    delay(30);
  }
}

結果グラフ​

プログラムが正常に実行されると、以下の実行効果が表示されます。

アナログ​

XIAO MG24(Sense) 開発ボードは、アナログセンサー値の高解像度読み取りのための12ビットADCを搭載しており、より正確な値を読み取ることができます。

次に、ADCの特性を反映するために2つのセンサーを選択します。

ハードウェア準備​

Seeed Studio XIAO MG24 SenseGrove-Variable Color LEDGrove-Rotary Angle Sensor Seeed Studio Grove Base for XIAO
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ソフトウェア実装​

const int analogInPin = D1;  // Analog input pin that the potentiometer is attached to
const int analogOutPin = 9;  // Analog output pin that the LED is attached to

int sensorValue = 0;  // value read from the pot
int outputValue = 0;  // value output to the PWM (analog out)

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  sensorValue = analogRead(analogInPin);
  outputValue = map(sensorValue, 0, 4095, 0, 255);
  analogWrite(analogOutPin, outputValue);

  Serial.print("sensor = ");
  Serial.print(sensorValue);
  Serial.print("\t output = ");
  Serial.println(outputValue);
  delay(100);
}
tip

アナログ信号を読み取るためにDMAを使用したい場合、ライブラリのバージョンが2.2.0より大きい必要があることに注意してください。現在、新しいバージョンはまだ承認されておらず、手動でインストールする必要があります。

結果グラフ​

すべてが順調に進めば、プログラムをアップロードした後、以下のような効果が見られるはずです。

UART​

Arduino IDEで作業する際、シリアル通信は多くのプロジェクトの重要な部分です。Arduino IDEでシリアルを使用するには、まずシリアルモニターウィンドウを開く必要があります。これは、ツールバーのシリアルモニターアイコンをクリックするか、Ctrl+Shift+Mショートカットキーを押すことで行えます。

一般的なシリアル使用法​

よく使用されるシリアル関数には以下があります：

  • Serial.begin() -- 指定されたボーレートで通信を初期化します
  • Serial.print() -- 読み取り可能な形式でシリアルポートにデータを送信します
  • Serial.write() -- バイナリデータをシリアルポートに送信します
  • Serial.available() -- シリアルポートから読み取り可能なデータがあるかどうかをチェックします
  • Serial.read() -- シリアルポートから1バイトのデータを読み取ります
  • Serial.flush() -- 送信シリアルデータの送信完了を待ちます

これらのシリアル関数を使用することで、Arduinoボードとコンピューター間でデータを送受信でき、インタラクティブなプロジェクトを作成する多くの可能性が開かれます。

以下はサンプルプログラムです：

void setup() {
  // initialize serial communication at 9600 bits per second:
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // send data to the serial port
  Serial.println("Hello World!");

  // read data from the serial port
  if (Serial.available() > 0) {
    // read the incoming byte:
    char incomingByte = Serial.read();
    // print the incoming byte to the serial monitor:
    Serial.print("I received: ");
    Serial.println(incomingByte);
  }
  
  // wait for a second before repeating the loop
  delay(1000);
}

Serial1の使用方法​

上記のXIAO MG24(Sense)ピン図の具体的なパラメータによると、TXピンとRXピンがあることが確認できます。 これはシリアル通信とは異なりますが、使用方法も非常に似ており、いくつかのパラメータを追加する必要があるだけです。 そこで次に、チップから引き出されたピンをシリアル通信に使用します。

#define BAUD 115200

void setup() {
    Serial1.begin(BAUD);
}
 
void loop() {
  if(Serial1.available() > 0)
  {
    char incominByte = Serial1.read();
    Serial1.print("I received : ");
    Serial1.println(incominByte);
  }
  delay(1000);
}

I2C​

XIAO MG24(Sense) には、多くのセンサーのデータ送信と解析、および一部のOLEDスクリーンの使用に利用できるI2Cインターフェースがあります。

ハードウェアの準備​

Seeed Studio XIAO MG24 SenseSeeed Studio Expansion Base for XIAO with Grove OLED
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XIAO拡張ボード上のOLEDディスプレイはI2Cプロトコルを使用し、ボード上のI2C回路を通じてXIAOのI2Cインターフェースに接続されています。そのため、XIAOを拡張ボードに直接接続し、プログラムを作成して画面にコンテンツを表示することができます。

ソフトウェア実装​

この例では、Seeed Studio Expansion Base for XIAO MG24(Sense)のOLEDディスプレイの使用方法を紹介します。

ステップ1. Seeed Studio XIAO MG24(Sense)を拡張ボードに取り付け、Type-Cケーブルを接続します。

ステップ2. u8g2ライブラリをインストールします。

Download the Libraries

ステップ3. コードをコピーしてArduino IDEに貼り付け、アップロードします。

  • 以下のzipファイルをダウンロードします

📄 [ZIP] smiley_face Header

  • "smiley_face.h"という名前のヘッダーファイルを作成し、ダウンロードしたzipファイルの内容を作成したヘッダーファイルにコピーします
#include <Arduino.h>
#include <U8g2lib.h>
#include <Wire.h>
#include "smiley_face.h" 

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);

int xx = 20; 
int yy = 10; 

void setup() {
    u8g2.begin();
}

void loop() {
    smeil_display();
    delay(500); 
}

void smeil_display() {
    const unsigned char* smileImages[] = {
        semil1, semil2, semil3, semil4, semil5,
        semil6, semil7, semil8, semil9, semil10,
        semil11, semil12, semil13, semil14, semil15,
        semil16, semil17, semil18, semil19, semil20,
        semil21, semil22, semil23, semil24, semil25,
        semil26, semil27
    };

    int delays[] = {
        40, 50, 40, 40, 40,
        40, 40, 50, 40, 40,
        40, 40, 40, 50, 40,
        40, 50, 40, 40, 50,
        40, 50, 40, 40, 50,
        50, 50, 40, 50
    };

    for (int i = 0; i < sizeof(smileImages) / sizeof(smileImages[0]); i++) {
        u8g2.firstPage();
        do {
            u8g2.drawXBMP(xx, yy, 48, 48, smileImages[i]); 
        } while (u8g2.nextPage());
        delay(delays[i]); 
    }
}

結果グラフ​

SPI​

XIAO MG24(Sense) チップは複数の周辺機器を統合しており、フラッシュメモリ、ディスプレイ、センサーなどの外部 SPI デバイスを接続するために使用できる SPI インターフェースを含んでいます。

Arduino ライブラリ概要​

ライブラリをダウンロード

Waveshare が提供する Arduino サンプルプログラムに基づいて、XIAO シリーズ全体で使用するための Arduino ライブラリを作成しました。下のボタンから直接このライブラリの Github にアクセスできます。

ハードウェア準備​

Seeed Studio XIAO MG24 Sense1.69インチ LCD SPI ディスプレイ
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ピン接続​

上記のハードウェアを準備した後、ジャンパーワイヤーを使用してXIAOとOLEDのSPIインターフェースを接続します。配線方法については以下の図を参照してください。

インストール​

zipライブラリをダウンロードしたので、Arduino IDEを開き、Sketch > Include Library > Add .ZIP Libraryをクリックします。ダウンロードしたzipファイルを選択し、ライブラリが正しくインストールされると、通知ウィンドウにLibrary added to your librariesと表示されます。これはライブラリが正常にインストールされたことを意味します。

ソフトウェア実装​

ライブラリを正しくダウンロードしてインストールした後、examplesフォルダにhelloworld.inoとbgcolor.inoという名前の2つのサンプルプログラムがあります。bgcolor.inoは背景色を表示するサンプルで、デフォルトで赤色に設定されています。そしてhelloworld.inoは当社のロゴのアニメーションを表示するサンプルで、このサンプルにはbgcolorサンプルが持つ効果も含まれています。

#include <st7789v2.h>
#include "SPI.h"
#include "seeed.h"

st7789v2 Display;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Display.SetRotate(270);
  Display.Init();
  Display.SetBacklight(100);
  Display.Clear(WHITE);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
//  Display.SetPixel(100, 100, RED);
//  Display.DrawPoint(50, 50, YELLOW, DOT_PIXEL_8X8, DOT_FILL_AROUND);

  Display.DrawImage(gImage_seeed, 20, 90, 240, 47);

  Display.DrawLine(15, 65, 65, 65, MAGENTA, DOT_PIXEL_2X2, LINE_STYLE_SOLID);
  Display.DrawLine(15, 70, 80, 70, MAGENTA, DOT_PIXEL_2X2, LINE_STYLE_SOLID);
  
  Display.DrawRectangle(15, 80, 265, 150, GRAY, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  
  Display.DrawCircle(10, 10, 25, BLUE, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(10, 10, 20, BLACK, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(10, 10, 15, RED, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(10, 10, 10, GREEN, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_FULL);

  Display.DrawCircle(270, 10, 25, BLUE, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(270, 10, 20, BLACK, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(270, 10, 15, RED, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(270, 10, 10, GREEN, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_FULL);

  Display.DrawCircle(10, 230, 25, BLUE, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(10, 230, 20, BLACK, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(10, 230, 15, RED, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(10, 230, 10, GREEN, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_FULL);

  Display.DrawCircle(270, 230, 25, BLUE, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(270, 230, 20, BLACK, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(270, 230, 15, RED, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_EMPTY);
  Display.DrawCircle(270, 230, 10, GREEN, DOT_PIXEL_2X2, DRAW_FILL_FULL);

  Display.DrawLine(200, 160, 265, 160, GRAYBLUE, DOT_PIXEL_2X2, LINE_STYLE_SOLID);
  Display.DrawLine(215, 165, 265, 165, GRAYBLUE, DOT_PIXEL_2X2, LINE_STYLE_SOLID);
  
  Display.DrawString_EN(20, 180, "By: Jason", &Font20, WHITE, BLACK);
//  Display.DrawNum(100, 220, 123456, &Font24, RED, BRED);
  Display.DrawFloatNum(100, 210, 1.00, 2, &Font16, WHITE, BLACK);
}

Seeed Studioのロゴがディスプレイに動的に印刷されているのを確認できます。

完了​

XIAO MG24 (Sense) ピンの基本機能を学習しました。次に、内蔵センサーをさらに詳しく探索してみましょう。

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！弊社製品での体験が可能な限りスムーズになるよう、さまざまなサポートを提供いたします。異なる好みやニーズに対応するため、複数のコミュニケーションチャンネルを提供しています。

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