2023.01.11

ヨシケン（吉田　顕一）

M5Stack

M5Stackとセンサで快適なリモート環境を整備しよう！【第1回】

M5Stackでのリモートワーク・デバイス作りに必要なもの

こんにちは、ヨシケンです！

日頃からArduino互換モジュールのM5Stackシリーズを使って、さまざまな電子工作をしていますが、今回はM5Stackを使ってリモートでの勉強や仕事を便利にするデバイスを作りたいと思います。

M5StackシリーズにはBluetoothが付いているので、パソコンにBLE接続して、Web会議システムでおこなうリモート会議をM5Stackから操作できるようにします。また、センサを付けて、勉強や仕事環境の状況を測定し、それに合わせて電気や加湿器などを操作して、快適なリモートワーク環境にしようと思います。

[M5Stackでリモートワークを便利に！]

1. 今回使用するM5Stackシリーズについて

M5Stackは深センのM5Stack社が提供する、ESP32を使ったArduino互換開発モジュールです。Wi-FiとBLEが内蔵されたEspressif社のESP32基盤を使っているので、Arduinoと同様に開発が手軽にできるようになっています。M5Stackシリーズのほとんどのものは始めからBluetoothがついているので、ここからパソコンなどに接続することが可能です。

今回は、M5Stack Basicと一番小さいM5Atomを使って、家でのリモートワークに便利に使えるデバイスを作っていきたいと思います。仕事の会議だけでなく、学生のリモートでの参加にも使えるようなものにしようと思います。

[ 左からM5Stack Basic、 M5StickC Plus、M5Atom Matrix ]

シリーズ	M5Stack Basic	M5StickC Plus	M5Atom Matrix
外観
チップ	ESP32-D0WDQ6	ESP32-D0WDQ6	ESP32 Pico
メモリ	520KB RAM 16MB Flash	520KB RAM 4MB Flash	520KB RAM 4MB Flash
無線接続	Wi-Fi/Bluetooth	Wi-Fi/Bluetooth	Wi-Fi/Bluetooth
大きさ	5.4 x 5.4 x 1.7 cm	4.8 x 2.5 x 1.3 cm	2.5 x 2.5 x 1.4 cm
ディスプレイ	320 × 240 カラーTFT (2 inch)	135 × 240 カラーTFT (1.14 inch)	5 x 5 RGBマトリクスLED
センサ類	MPU6886 (加速度センサ) BMM150（地磁気センサ）マイク無スピーカ有 microSD slot	MPU6886 (加速度センサ) マイク有スピーカ無	マイク無スピーカ無
バッテリ	150mAh @3.7V	120mAh @3.7V	無し
参考価格	5,800円程度	3,500円程度	2,500円程度

2. このデバイスを作るのに必要なもの

M5Stackを使ったデバイスを作るために、必要な部品は以下です。

リモード会議便利デバイスの部品群：

名前、説明	デバイス
M5Stack Basic ESP32を搭載し、ディスプレイ、センサなども入ったArduino互換機
M5Atom M5Atomのうち5×5のマトリックスLEDが付いたもの
M5Atom Battery M5Atomに190 mAhバッテリを追加するモジュール
ローム照度・近接センサ (RPR-0521RS) 赤外線を発しその反射光を測定して、光の強度や近接度を計測します。
人感センサ赤外線により人を検知することができるセンサです。
M5Stackを接続するためのケーブル、外装部品など	適宜必要に応じて

これらの部品をそろえて、リモートワーク便利デバイスを作っていきます。

3. このデバイスの機能と学べること

今回のリモートワーク・デバイスでできることは以下のようなものがあります。また、これを作る過程で学べることも列挙してみます。

リモートワーク便利機能

＃	機能
1	M5Stackからリモートで、Web会議システムのミュートON/OFFやビデオON/OFFなどの操作ができるようになる
2	Web会議が始まったら部屋の外の電球を光らせて、会議中をアピールし、家の人の不意な入室を避ける
3	仕事、勉強を始める時、デスク前に座ったら自動で環境（明るさ、空気清浄度など）をチェック
4	明るさ、環境の状況などにより、ライトやカーテン開け、清浄器などをオン

作る過程で学べること

＃	学べること
1	M5Stack/M5Stick/M5AtomなどのArduino IDEでの開発の仕方
2	M5StackのBLE接続、キーボード操作のやり方
3	M5Stackから外部機器（電球等）への接続、操作方法
4	M5Stackとセンサ（人感センサ、明るさセンサ等）検知、電気ON/OFF

4. M5Stackの開発とパソコンへの接続

今回使用するM5StackやM5Atomでの開発は、通常Arduino互換機で使用するArduino IDE統合開発環境を使います。こちらのDevice Plusの記事Arduino利用編を参照して、ソフトウェアのインストールをしてください。Arduino IDEのインストールが終わったら、M5Stackの開発環境のセットアップです。左側の写真のように、USB-CケーブルでパソコンとM5Stackをつなぎ、きちんと接続できていることを確認してください。

また、M5Atomも同様にライブラリをインストール、セットアップしておきます。

https://github.com/m5stack/M5Atom

ダウンロードしたM5Stackライブラリにサンプルがいくつか付いているので、それを使ってみます。ファイル＞スケッチ例＞ M5Atomからサンプル・スケッチを流し込んで、動作を確認しておきましょう。

さらに、M5Stackとパソコンのキーボードをつなぐために、BLE Keyboardというライブラリをインストールします。これによりBLE経由でM5Stackからパソコンのキーボードを操作できるようになります。

まずこちらのGithubに行って、ZIP形式のライブラリファイルをダウンロードしてください。

https://github.com/T-vK/ESP32-BLE-Keyboard

右側の”Code”部分から、”Download ZIP”を押して、ファイルをダウンロードします。

このファイルを、Arduino IDEから”ライブラリをインクルード”を選んで、M5Stackで使えるようにしていきます。

先ほどのファイルを選んで、インストールします。

これでM5StackにBLE Keyboardライブラリが追加されました。サンプル・スケッチを使って、試してみましょう。こちらを参照してください。

[ ESP32 BLE Keyboard > SendKeyStrokes.ino ]

#include <BleKeyboard.h> BleKeyboard bleKeyboard; void setup() { Serial.begin(115200); Serial.println("Starting BLE work!"); bleKeyboard.begin(); } void loop() { if(bleKeyboard.isConnected()) { Serial.println("Sending 'Hello world'..."); bleKeyboard.print("Hello world"); delay(1000); Serial.println("Sending Enter key..."); bleKeyboard.write(KEY_RETURN); delay(1000); Serial.println("Sending Play/Pause media key..."); bleKeyboard.write(KEY_MEDIA_PLAY_PAUSE); delay(1000); } Serial.println("Waiting 5 seconds..."); delay(5000); }