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M5Stack-Einsteiger: Plus 2 Nutzung von Ton- und Anzeigefunktionen

21 Nov 2024 0 Kommentare

Einführung

Mit dem schnellen Fortschritt des Internet der Dinge (IoT) und der Verbreitung tragbarer Geräte gibt es eine zunehmende Nachfrage von Entwicklern nach Entwicklungsboards, die kompakt, effizient und funktionsreich sind. Der M5StickC Plus2, ein bemerkenswertes Mitglied der M5Stack-Serie, zeichnet sich durch sein kompaktes Design, die multifunktionale Integration und die benutzerfreundliche Schnittstelle aus, was ihn zu einer hervorragenden Wahl für eine Vielzahl von Projekten macht. Dieser Artikel zielt darauf ab, die wichtigsten Funktionen des M5StickC Plus2 zu erläutern und Anleitungen zur Nutzung seiner integrierten Lautsprecher- und Anzeige-Funktionen zu geben, um Soundwiedergabe und Textanzeige innerhalb eines Beispielprojekts durchzuführen.

M5StickC PLUS2

M5StickC PLUS2

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Was ist M5StickC Plus2?

Das M5StickC Plus2 ist ein kompaktes Entwicklungsboard, das den ESP32-Chip (ESP32-PICO-V3-02) nutzt und eine Vielzahl integrierter Sensoren und Peripheriegeräte bietet. Dieses Design macht es äußerst geeignet für eine Vielzahl von eingebetteten Anwendungen. Zu den Hauptmerkmalen gehören:
  • Kompaktes Design: Mit einer Größe von nur 54 mm × 54 mm ist es leicht zu transportieren und in verschiedene Projekte zu integrieren.

  • Eingebautes Display: Ein 1,14-Zoll-TFT-Farbdisplay, das mehrere Schriftarten und Grafikanzeigen unterstützt.

  • Multifunktionssensoren: Beinhaltet unter anderem einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren, die für verschiedene Anwendungsszenarien geeignet sind.

  • Eingebauter Lautsprecher: Unterstützt die Audiowiedergabe, ideal für akustische Rückmeldungen und Alarmfunktionen.

  • Umfangreiche Schnittstellen: Unterstützt GPIO, I2C, UART und andere Kommunikationsschnittstellen und erleichtert so die Peripherieerweiterung.

  • Batteriebetrieben: Integrierter Akku unterstützt Langzeitbetrieb, geeignet für mobile Anwendungen.

  

Einrichten der Entwicklungsumgebung

Bevor Sie mit dem Schreiben von Code beginnen, stellen Sie sicher, dass die folgenden Entwicklungstools installiert sind:
  1. Arduino IDE: Wird zum Schreiben und Hochladen von Code auf den M5StickC Plus2 verwendet. Laden Sie es von der offiziellen Arduino-Website herunter.

  2. M5StickC Plus2-Bibliothek: Installieren Sie die M5Stack-Bibliothek in der Arduino IDE, um die bereitgestellten Funktionen zu nutzen.

 

Installieren der M5StickC Plus2-Bibliothek

  1. Öffnen Sie die Arduino IDE.

  2. Navigieren Sie zu Tools > Board > Boards-Manager.

  3. Suchen Sie nach M5StickC Plus2 und installieren Sie die neueste Version der Bibliothek.

Mehr Details:

 

Beispielprojekt: Text anzeigen und Töne abspielen

Das folgende Dokument stellt ein einfaches Beispielprojekt vor, das den Prozess der Textanzeige auf dem Bildschirm des M5StickC Plus2 sowie die Erzeugung verschiedener Frequenztöne über den integrierten Lautsprecher veranschaulicht.
#include "M5StickCPlus2.h"

void setup() {
    // Retrieves device configuration.
    auto cfg = M5.config();
    // Initializes the M5StickC Plus2.
    StickCP2.begin(cfg);
    // Rotates the display
    StickCP2.Display.setRotation(1);
    // sets text color to green
    StickCP2.Display.setTextColor(GREEN);
    // centers the text
    StickCP2.Display.setTextDatum(middle_center);
    // uses the "Orbitron_Light_24" font
    StickCP2.Display.setTextFont(&fonts::Orbitron_Light_24);
    StickCP2.Display.setTextSize(1);
    // Displays the message "Power LED" at the screen’s center.
    StickCP2.Display.drawString("Summertest", StickCP2.Display.width() / 2,
                                StickCP2.Display.height() / 2);
}

void schleife() {
    // Play a 10,000 Hz tone for 100 milliseconds
    StickCP2.Speaker.tone(10000, 100);
    // Delay for 1 second
    Verzögerung (1000);
    // Play a 4,000 Hz tone for 20 milliseconds
    StickCP2.Speaker.tone(4000, 20);
    // Delay for 1 second
    delay(1000);
}


✔ Kopiert!

  

Code Erklärung

  1. Einschließlich der Bibliothek  #include "M5StickCPlus2.h"

Diese Erklärung umfasst die M5StickC Plus2-Bibliothek und ermöglicht den Zugriff auf ihre verschiedenen Funktionen, wie z. B. Displaysteuerung und Lautsprecherwiedergabe.
  1. aufstellen() Funktion

void setup() {
    // Retrieves device configuration.
    auto cfg = M5.config();
    // Initializes the M5StickC Plus2.
    StickCP2.begin(cfg);
    // Rotates the display
    StickCP2.Display.setRotation(1);
    // sets text color to green
    StickCP2.Display.setTextColor(GREEN);
    // centers the text
    StickCP2.Display.setTextDatum(middle_center);
    // uses the "Orbitron_Light_24" font
    StickCP2.Display.setTextFont(&fonts::Orbitron_Light_24);
    StickCP2.Display.setTextSize(1);
    // Displays the message "Power LED" at the screen’s center.
    StickCP2.Display.drawString("Summertest", StickCP2.Display.width() / 2,
                                StickCP2.Display.height() / 2);
}

✔ Kopiert!

 

Anzeigekonfiguration:
  • Rotation: setRotation(1) dreht die Anzeige um 90 Grad, um sie an die physische Ausrichtung des Geräts anzupassen.

  • Textfarbe: setTextColor(GREEN) setzt die Textfarbe auf Grün.

  • Textausrichtung: setTextDatum(middle_center) zentriert die Textausrichtung.

  • Schriftart und -größe: Verwendet die Schriftart Orbitron_Light_24 und legt die Textgröße auf 1 fest.

  • Text anzeigen: Zeigt „Summertest“ in der Mitte des Bildschirms an.

  • Anzeige aktualisieren: Ruft display() auf, um die Anzeige mit dem gezeichneten Inhalt zu aktualisieren.

3. Schleife() Funktion

StickCP2.Speaker.tone(10000, 100);
  • 10000: Dieser Parameter stellt normalerweise die Frequenz des Tons in Hertz (Hz) dar ). Eine Frequenz von 10.000 Hz ist ein hoher Ton, der nahe der oberen Grenze des menschlichen Hörvermögens liegt.

  • 100: Dieser Parameter stellt normalerweise die Dauer des Tons in Millisekunden (ms) dar. Der Ton wird also 100 Millisekunden lang (0,1 Sekunden) abgespielt.

Tonwiedergabe:
  • Spielt 100 Millisekunden lang einen Hochfrequenzton mit 10.000Hz ab.

  • Verzögerungen um 1 Sekunde.

  • Spielt einen 4.000 Hz-Ton mit niedrigerer Frequenz 20 Millisekunden ab.

  • Verzögerungen um eine weitere 1 Sekunde.

Diese Schleife wechselt kontinuierlich zwischen hoch- und niederfrequenten Tönen und erzeugt so eine rhythmische Klangrückkopplung.
void schleife() {
    // Play a 10,000 Hz tone for 100 milliseconds
    StickCP2.Speaker.tone(10000, 100);
    // Delay for 1 second
    Verzögerung (1000);
    // Play a 4,000 Hz tone for 20 milliseconds
    StickCP2.Speaker.tone(4000, 20);
    // Delay for 1 second
    delay(1000);
}

✔ Kopiert!

 

Projekterweiterung und Anwendungen

  1. Akustische Rückmeldungs- und Alarmsysteme
Mithilfe des eingebauten Lautsprechers können verschiedene akustische Feedback- und Alarmfunktionen implementiert werden, wie zum Beispiel:
  • Benachrichtigungsalarme: Spielen Sie Töne ab, um Benutzer über bestimmte Ereignisse zu informieren.

  • Alarmsysteme: Geben hochfrequente Töne aus, um Benutzer auf ungewöhnliche Bedingungen aufmerksam zu machen.

  • Interaktive Spiele: Erstellen Sie einfache Spielsoundeffekte mit unterschiedlichen Frequenzen und Dauern.

  1. Informationsanzeige und Interaktion
Durch die Kombination der Anzeige können umfassende Informationspräsentation und Benutzerinteraktion erreicht werden:
  • Echtzeit Datenanzeige: Zeigt Echtzeit-Sensordaten wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit an.

  • Benutzeroberflächen: Erstellen Sie einfache Menüs und Schaltflächen für die Benutzerinteraktion über das Display.

  • Animationen und Grafiken: Zeigen Sie dynamische Grafiken oder Animationen an, um die visuelle Attraktivität von Projekten zu verbessern.

  1. Tragbare Geräte
Aufgrund seiner kompakten Größe und umfangreichen Funktionen eignet sich der M5StickC Plus2 hervorragend als Kernkomponente für tragbare Geräte:
  • Gesundheitsüberwachung: Kombinieren Sie Sensoren, um Gesundheitsdaten wie Herzfrequenz und Schritte zu überwachen und die Informationen anzuzeigen.

  • Intelligente Armbänder: Implementieren Sie Informationserinnerungen und einfache Interaktionen über das Display und den Lautsprecher.

  • Fitness-Tracker: Zeichnen Sie Trainingsdaten in Echtzeit auf und zeigen Sie sie über das Display an.

  

Überlegungen und Optimierungsvorschläge

  1. Objektnamen bestätigen
Stellen Sie sicher, dass Sie in Ihrem Code die richtigen Objektnamen verwenden. Normalerweise verwenden die Bibliotheken der M5Stack-Serie M5 als Hauptobjekt. Wenn die Bibliothek tatsächlich StickCP2 verwendet, sehen Sie sich die offizielle Dokumentation an, um die Verwendung zu bestätigen. Ersetzen Sie bei Bedarf StickCP2 durch M5, wie im Beispielcode gezeigt.
Abhängige Bibliothek:
  1. Lautsprecherleistung

  • Frequenzbereich: Stellen Sie sicher, dass die Frequenzen, die Sie wiedergeben möchten, innerhalb des vom Lautsprecher unterstützten Bereichs liegen. Extrem hohe oder niedrige Frequenzen können zu Klangverzerrungen führen oder sind möglicherweise nicht hörbar.

  • Lautstärkeregelung: Wenn die Bibliothek die Lautstärkeregelung unterstützt, passen Sie die Lautstärke nach Bedarf an, um zu vermeiden, dass die Töne zu laut oder zu leise sind.

  1. Anzeigeaktualisierung

Rufen Sie nach dem Zeichnen von Inhalten auf dem Display immer die auf Anzeige() Funktion zum Aktualisieren des Bildschirms. Andernfalls wird der gezeichnete Inhalt möglicherweise nicht auf dem Display angezeigt.
  1. Fehlerbehandlung

Integrieren Sie geeignete Fehlerbehandlungsmechanismen, um sicherzustellen, dass das Gerät Feedback geben und die erforderlichen Maßnahmen ergreifen kann, wenn Initialisierungs- oder Laufzeitfehler auftreten.
  1. Energieverwaltung

Verwalten Sie bei batteriebetriebenen Projekten den Stromverbrauch effektiv, um die Betriebszeit des Geräts zu verlängern. Nutzen Sie Energiesparmodi oder optimieren Sie den Code, um unnötigen Energieverbrauch zu reduzieren.

 

 

M5StickC Plus2 Projekt

  

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Wir hoffen wirklich, dass dieser Artikel Ihnen das Kennenlernen des M5StickC Plus2 erleichtert! Wenn Sie während Ihrer Entwicklung auf Schwierigkeiten stoßen, zögern Sie nicht, befreundete Communities um Hilfe zu bitten oder Ihre erstaunlichen Projektergebnisse mitzuteilen. Wir wünschen Ihnen viel Glück auf Ihrer spannenden Reise in die IoT- und Embedded-Entwicklung!
  
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