M5StickC + Speaker Hat で音声データを再生する

M5StickC + Speaker Hat で音声や音楽を再生しようと思ったら意外と情報が見つからなかったので再生方法をメモしておきます。

音声データの変換

まずは WAV や MP3 など再生したい音声データを【Arduino】WAVまたはMP3ファイルを再生する - おもちゃラボに書かれている方法で以下の形式へ変換します。

モノラル
サンプリング周波数8000Hz
Unsigned 8-bit PCM
ヘッダなし

配列化

その後C言語の配列に変換する必要がありますが、 Windows 環境では xxd コマンドがないためバイナリファイルをC言語のデータ配列に変換する：放課後マイコンクラブ：SSブログの「PROGMEM作蔵さん」を使用して変換しました。

スケッチへ貼り付けて書き込み

配列ができたら以下のスケッチの SOUND_DATA 部分に貼り付け、M5StickC へ書き込みます。 Aボタン(正面の「M5」ボタン)を押すと音声データが再生されます。

#include <M5StickC.h> // スピーカー出力ピンの番号 const uint8_t SPEAKER_PIN = GPIO_NUM_26; // LOWでLED点灯、HIGHでLED消灯 const uint8_t LED_ON = LOW; const uint8_t LED_OFF = HIGH; // PWM出力のチャンネル const uint8_t PWM_CHANNEL = 0; // PWM出力の分解能 const uint8_t PWM_RESOLUTION = 8; // PWM出力の周波数 const uint32_t PWM_FREQUENCY = getApbFrequency() / (1U << PWM_RESOLUTION); // 音声データのサンプリング周波数(Hz) const uint32_t SOUND_SAMPLING_RATE = 8000U; // 音声データ const uint8_t SOUND_DATA[] PROGMEM = { 0x80, 0x80, 0x80, 0x80, 0x80, 0x80, 0x80, 0x80, … }; // メッセージ出力 void showMessage(char *message) { M5.Lcd.fillScreen(TFT_BLACK); M5.Lcd.setCursor(5, 30); M5.Lcd.setTextFont(4); M5.Lcd.print(message); } void setup() { M5.begin(); M5.Lcd.setRotation(1); showMessage("Sound"); // スピーカーの設定 ledcSetup(PWM_CHANNEL, PWM_FREQUENCY, PWM_RESOLUTION); ledcAttachPin(SPEAKER_PIN, PWM_CHANNEL); ledcWrite(PWM_CHANNEL, 0); // LEDの設定 pinMode(M5_LED, OUTPUT); digitalWrite(M5_LED, LED_OFF); } void playMusic(const uint8_t* music_data, uint32_t sample_rate) { uint32_t length = strlen((char*)music_data); uint32_t delay_interval = ((uint32_t)1000000U / sample_rate); for (int i = 0; i < length; i++) { ledcWrite(PWM_CHANNEL, music_data[i]); delayMicroseconds(delay_interval); } ledcWrite(PWM_CHANNEL, 0); } void loop() { delay(10U); // ボタンの状態を更新 M5.update(); // ボタンが押された場合の処理 if (M5.BtnA.wasPressed()) { // LED点灯 digitalWrite(M5_LED, LED_ON); // 音声データ再生 playMusic(SOUND_DATA, SOUND_SAMPLING_RATE); // LED消灯 digitalWrite(M5_LED, LED_OFF); } }

playMusic 関数は公式のサンプルスケッチのものですが、そのままでは音声が正常に再生されなかったため ledcWriteTone から ledcWrite へ変更しています。 (公式のサンプルスケッチが間違ってるとは思わなかったのでここでハマった。)

今回は短い音声の再生だったためスケッチにそのまま配列として書きましたが、音声データ部分だけで500行を超えましたし、配列への変換も面倒なのでファイルから読み込むようにしたいですね。 SPIFFS を使えば実現できそう。

M5StickC + Speaker Hat で音声データを再生する

音声データの変換

配列化

スケッチへ貼り付けて書き込み

参考サイト

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