LoginSignup
7
6

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?

More than 3 years have passed since last update.

@Nabeshin

M5Stackでモールス信号練習機を作ってみた

Last updated at Posted at 2020-10-31

IMG_3198D.jpg

はじめに

  • 天空の城ラピュタ、崖の上のポニョ、紅の豚、インターステラー、オブリビオン、、、
  • 印象深いあのシーン、このシーン。
  • インターネットやスマホで何でも済んじゃう時代だけど、人類の危機で役立つのはやっぱモールス信号でしょ？

と思い、以前Arduinoでモールス信号デコーダを製作した。

  • さらに機能拡張するためには
  • これはこれで、一つの方向性として良い。
  • が、さらに機能追加して行くとなると、LCDが16 * 2 文字、（あっても20 * 4 文字）で表現力に制限がある。
  • M5Stackで解決
  • そんな中、数年前に夢のデバイスが発売された。
  • 十分な解像度のLCD、ボタン、バッテリと言った要素が最初から揃ったM5Stackに実装することで一気に解決した。
  • 新たなデバイス開発の可能性を感じたので、ここにまとめておく。

M5Stack

  • https://m5stack.com
  • 2017年に発売された、ESP32、LCD(320*240)、バッテリ、ボタン、その他の機能てんこ盛りで5000円以下と言うめっちゃリーズナブルな価格のデバイス。
  • 関連製品リリースの勢いは加速する一方であり、今後も盛り上がっていくのは間違いない。

IMG_3207D.jpg

構成

  • M5Stackを使う。これにより、ハード設計はほぼ不要となる。
  • 自分は高機能寄りのM5Stack Fireで開発している。
  • 現在M5Stackはフラッシュメモリを4MB搭載モデルBasicと16MB搭載のそれ以外のGray, Fire, core2がある。
  • もちろん後者の方がプログラムサイズを気にせず実装できるが、今の所、自分のコードはBasicにも収まる。
  • （追記）M5Stack core2には非対応
  • 発売されたばかりのcore2を追加ゲットし、試したが、同じコードは動かないらしい。。そのうち調査したい。
  • 表現の幅は段違い
  • LCDの解像度は320*240もある。16 * 2 文字制約に比べたら、もう何文字でも、しかも図形も描画できる。
  • カラー表示できる。スピーカも搭載されている（確か、Basicだけ無かった気がするが）。
  • という事で、もう本当言うことなし。
  • 電鍵が使える
  • GPIOに電鍵つないで使える。
  • 電鍵、と言っても要はスイッチなので、片方の端子には入力用のGPIO、もう片方をGNDにつなげば良い。
  • M5Stack Fireの場合、GPIO 26 が使えるのでGROVEコネクタから上記2本の導線を取り出し、電鍵に接続する。
  • 自分はメルカリで中古の電鍵を4000円くらいで手に入れて使っている。

IMG_3209D.jpg

  • M5Stack単体でも使える
  • 電鍵の打ち心地は最高であることは間違いないが、持ってる人ってそんなにいない気がする。
  • せっかくM5Stack使うので、真ん中のBボタンをキーに割り当てる事で単体で使えるようにした。
  • 長時間の練習には向かないが、とにかく体験してみる、ってことはできる。

IMG_3107D.jpg

符号化方式

  • こちらのサイトを参考にさせて頂いた。
  • http://jh7ubc.web.fc2.com/arduino/CW_decoder.html
  • モールス信号を8bitの中間コードで表現
  • dot（短音）は0、dash（長音）は1とし、先頭にスタートビット1を加えて末尾ビット詰めにする。
  • 先頭ビットからスタートビットまでは可変で0で埋める。
  • 例えば、a(トン、ツー)の場合だと 00000101（末尾の01がトン、ツー）になる。
  • この要領で、アルファベットとカナを表現する。

入力との紐付け

  • 電鍵の場合
  • GPIOをプルアップしておき、スイッチがONになった時にLOWに落ちるようにし、digitalRead()する。
  • このLOWの時間を計測し、しきい値以下ならdot, しきい値以上ならdashとする。
  • 最後に HIGHの時間がdotの時間の3倍だったら1文字入力完了とし、そこまでの入力をモールス信号としてデコード処理する。
  • M5Stackボタンの場合
  • これも同じ。digitalRead()がM5.BtnB.isPressed()になるだけ。

GitHub

IMG_3204D.jpg

特徴

  • 選べる入力方法
  • 電鍵（M5Stack の入力用GPIO を使用します。）
  • M5Stack Bボタン（M5Stack単体で使えます。電鍵が無くてもお手軽に練習が可能です。）
  • 言語
  • 英語
  • 日本語（かな）
  • トレーニングモード
  • NEXTボタンを押す度に画面上部に次の文字と信号図形が表示され、そのモールス信号音が出ます。
  • お手本に習い、電鍵、またはM5Stackボタンで信号をインプットします。
  • 正解なら、自動で次の文字に切り替わります。正解するまで何度もリトライできます。
  • フリーモード
  • 画面全体を使い、長文のインプットが練習できます。
  • お手本の表示は無いので、慣れた方向けのモードです。
  • WEB画面からのモールス信号変換
  • Wifi接続したPC、スマホ、タブレットで入力した単語をモールス信号に変換できます。
  • 変換可能な文字は、英語、日本語（ひらがな、カタカナ）です。
  • M5StackはSoftAPモードで起動するため、Wifiルータは不要です。
  • アクセスポイント名、パスワードは、TrainerConfig.h で変更可能です。
  • 接続先のURLはメニュー画面からQRコードとして表示されます。
  • 単音信号の判定時間が調整可能
  • ゆっくり練習したい初心者向けに、メニュー画面から単音信号の判定時間を延長することができます。
  • 10ms単位で時間を伸ばすことが可能です。
  • メニュー画面
  • 上記は全てメニュー画面から設定出来ます。
  • 初期設定値を変更したい場合は、TrainerConfig.hを書き換えます。
  • WiFiステータスとバッテリ残量表示
  • 画面の右上端にWiFiアクセスポイント有効状態ステータスを表示
  • その隣にバッテリ残量を表示

日本語モードを使う場合

  • 日本語を表示するには、SDカードのルートディレクトリにフォントファイル"*.vlw"を格納しておく必要があります。
    • こちらのコードでは、フリーの"genshin-regular-16pt.vlw" を使用しています。
    • （こちらから入手可能です。 http://jikasei.me/font/genshin/ ）

初期設定

  • TrainerConfig.h
// ------------------------
//  Default configuration 
// ------------------------
#define DEFAULT_INPUT_METHOD  INPUT_M5_BTN_B          //M5Stack Button (or INPUT_TELEGRAPH_KEY)
#define SET_DEFAULT_LANG()    MODE_setEnglishMode()   //MODE_setJpMode();
#define DEFAULT_DOT_TIME      (140)                   //Time of dot period detection(ms)
#define TELEGRAPH_KEY_GPIO    (26)                    //TELEGRAPH_KEY GPIO 26 (for INPUT_TELEGRAPH_KEY)

// --------------------------
// ESP32 SoftAP Configuration
// --------------------------
#define TRAINER_SSID          "M5_CWTrainer"
#define TRAINER_PASS          "m5stack"
#define TRAINER_IP_ADDR       192,168,0,12
#define TRAINER_SUBNET        255,255,255,0

操作画面

IMG_3198D.jpg

IMG_3200D.jpg

  • 電源ONで、トレーニングモードで起動。

  • NEXT ボタン押下で練習開始。

  • Bボタンで信号入力。

  • MENUボタン押下で、メニュー画面に切り替え。

  • メニュー画面

  • SCROLL で項目を切替え、OKで選択。

  • SAVE&EXT で再び練習モードに復帰。

IMG_3201D.jpg

  • スマホからのエンコード画面を表示するための情報はこれ。
  • パスワードは表示しないようにしてあります。
  • TrainerConfig.h でお好きなものを指定できます。

こんな感じでエンコードできます。

さいごに

  • M5Stackを使った構成ならでは、のアイデアじゃ無いでしょうか？
  • あの発明王エジソンは、モールス信号でプロポーズしたらしい。
  • あとはこれで（我が家のように）小学生の子供とくだらない言葉を練習するもよし、
  • 本格的にアマチュア無線資格獲得に向けて勉強するもよし、
  • 個人的には、次回ラピュタ放送日が何よりも楽しみです。（笑
7
6
0

Register as a new user and use Qiita more conveniently

  1. You get articles that match your needs
  2. You can efficiently read back useful information
  3. You can use dark theme
What you can do with signing up
Sign upLogin
7
6

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?