M5Stackでできること 〜「光センサマトリックス」のデータをヒートマップ表示する

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電子工作の作例

先日まで、M5Stackにて、

  • 8ビットADコンバータ「MCP3008」を使う方法(記事は こちら
  • 「color565」関数を使って、LCD画面での表示色をなめらかに変化させる方法(記事は こちら
  • 「pinMode(OUTPUT_OPEN_DRAIN)」を使って、複数の外付けアナログセンサのうちひとつだけを有効化する方法(記事は こちら

を調査してきました。


今回は、これらを組み合わせて、多数の外付け光センサ(CDSセル)をマトリックス状に並べ、その測定値をM5StackのLCD画面に「ヒートマップ」として表示してみようと思います。

光センサは縦3個 × 横4個の計12個をブレッドボードに並べます。
回路図はこちらです。

スケッチはこちらです。

#include <M5Stack.h>
#include "MCP3004.h"

const int MCP3004_CS = 2;
MCP3004 mcp3004(MCP3004_CS);

const int WL[3] = {16, 17, 5};

void setup() {
  M5.begin();
  SPI.begin();
  mcp3004.begin();
  for(int r=0; r<3; r++) pinMode(WL[r], OUTPUT_OPEN_DRAIN);
}

int val[3][4];

void loop() {
  for(int r=0; r<3; r++) {
    digitalWrite(WL[0], HIGH);
    digitalWrite(WL[1], HIGH);
    digitalWrite(WL[2], HIGH);
    digitalWrite(WL[r], LOW);
    for(int c=0; c<4; c++) {
      val[r][c] = mcp3004.read(c);
      drawCell(r, c, val[r][c]);
    }
  }
  delay(100);
}

void drawCell(int raw, int col, int val) {
  int color = M5.Lcd.color565(255, (int)((1023-val)/4), (int)((1023-val)/4));
  M5.Lcd.fillRect(col*80, raw*80, 80, 80, color);
}

3 × 4の光センサは、3本の制御信号と4本のデータ信号につながっています。
ADコンバータは全8ビットのうち4ビットを使用しており、4本のデータ信号の値を読み取ります。
3本の制御信号を順番に1本ずつ有効にし、その都度ADコンバータで4ビットのデータを読み取ることで、計12個の光センサのデータが採取できます。

M5StackのLCD画面を3 × 4のタイル状に分割し、対応する光センサのデータに応じた色で塗りつぶします。

結果はこちらです。

光センサのマトリックスを影にしたり光を当てたりすると、対応するエリアのLCD画面が赤くなったり白くなったりします。

あまり実用的ではありませんが、視覚的にはなかなか面白いものができました。

 

なお、私がM5Stack、M5StickCの使い方を習得するのにあたっては、以下の書籍を参考にさせていただきました。


ごく基本的なところから、かなり複雑なスケッチや、ネットワーク接続など、比較的高度なものまで、つまづかずに読み進めていけるような構成になっており、大変わかりやすい本です。