【Arduino】SeeedStudioのXIAO RP2350を使う

Seeed StudioのXIAO RP2350を使ってみました。
同じRaspber Pi のRP2040を搭載したXIAO RP2040との比較を中心に使ってみます。
XIAO RP2350のトラブルや、基板に搭載されているLEDの制御について記載します。

XIAO RA4M1
準備
トラブル
スケッチ

XIAO RA4M1

簡単紹介

RP2350搭載のXIAO基板。

◆パッケージ
SeeedStudioのパッケージで、本体に7ピンシングルのピンヘッダが1セット(2本)付属します。

SeeedStudio 製品サイト:https://wiki.seeedstudio.com/getting-started-xiao-rp2350/

◆関連記事

【Arduino】Raspberry Pi Pico2を使う

RaspberryPiからRP2350を搭載したRaspberry Pi Pico2が発売されました。これまでのRaspberry Pi Picoと比較しながら使ってみます。記事の概要主にRP2040搭載 Raspberry Pi Pi...

◆XIAOシリーズの記事

ピン配置

外観

使ってみた

◆開発環境

Arduino環境で開発しました。
ボードライブラリに「Raspberry Pi Pico/RP2040 by Earle F. Philhower, III」を使います。

このページではI2Cを使うサンプルにモジュールライブラリを使用します。
使用するライブラリはこちらに記載します。

◆外観の比較（vs XIAO RP2040)

左がXIAO RP2350、右がXIAO RP2040です。
XIAO規格なのでサイズ感は同じです。

実装LED類の移動（WS2812）や、ボタン類の小型化が目につきます。
CPUを覆うシールドカバーが大きくなった影響でボタンが小型になったのか、爪楊枝の後ろ側でようやく押せるサイズです。

背面は利用できるパッドが増えました。
機能パッドもありますが、GPIOが多く使えるようになりました。

◆スケッチの互換 (vs XIAO RP2040)

スケッチの互換はありますが、一部動作に互換が無い。
Raspberry Pi Pico と Raspberry Pi Pico2の互換問題は継続しています。

・pinMode()
INPUT_PULLDOWN, INPUT_PULLUPを設定できますが機能しません。
実回路でのプルアップ、プルダウン抵抗が必要です。（回路サンプル）

◆ピン互換 (vs XIAO RP2040)

概ね互換あります。

RP2350のGPIO5位置は、RP2040のGPIO29です。
GPIO5とGPIO29では使用できるSPIのピンとしてはSPI0 CSとSPI1 CSの違いがありますが、CSは実質SPI0でもSPI1でも使用できるのであまり気にする必要はありません。

実装LEDは単色LED、WS2812の電源、DIN端子のGPIO番号の違いがあります。

ピンヘッダGPIO番号については、「Raspberry Pi Pico/RP2040 by Earle F. Philhower, III」の「Seeed XIAO RP2350」のピン定義D3を使用することで互換性が確保できます。

また、RP2040と同じでXIAO基板のI2Cピン位置は「wire1(I2C1)」ですが、ボードライブラリ「Raspberry Pi Pico/RP2040 by Earle F. Philhower, III」の「Seeed XIAO RP2350」によって「Wire(I2C0)」オブジェクトに書き換えられています。

I2CでOLEDを制御しました。
XIAO規格のI2C位置から「Wire」オブジェクトを使って「I2C1」を制御しています。

◆性能

Raspberry Pi Pico2 (RP2350) と Raspberry Pi Pico (RP2040) の比較と同じと判断し、XIAO RP2350とXIAO RP2040との比較は省略します。

【Arduino】Raspberry Pi Pico2を使う

準備

Arduino環境の作成

◆開発環境

開発環境はArduinoを使用します。
Arduino環境の作り方はこちらを参照します。

Arduino環境の作り方

Windows上でArduino開発環境の作り方を記述します。 IDEとボードライブラリ、モジュールライブラリのインストールとバージョン更新方法についてまとめました。

◆ボードライブラリ

Arduino IDEのボードマネージャからRP2350用のライブラリのインストールとボードの選択をします。
ボードライブラリには「Raspberry Pi Pico/RP2040/RP2350 by EarleF.Philhower, III」を使用します。

追加のボードマネージャのURL	https://github.com/earlephilhower/arduino-pico/releases/download/global/package_rp2040_index.json
検索	RP2350
ボードライブラリ	Raspberry Pi Pico/RP2040/RP2350 by EarleF.Philhower, III
選択するボード	Raspberry Pi Pico/RP2040/RP2350 > Seeed XIAO RP2350

※動作確認はバージョン 4.4.3です

◆モジュールライブラリ

I2CのサンプルではOLED(SSD1306)を使用します。
サンプルを使用しない場合はインストール不要です。

SSD1306

OLED(SSD1306)を使用する場合にインストールします。

ライブラリ名	検索	確認時のバージョン
Adafruit SSD1306 by Adafruit	SSD1306	2.5.11
Adafruit GFX Library by Adafruit	GFX	1.11.10

WS2812B

WS2812Bを使用する場合にインストールします。

ライブラリ名	検索	確認時のバージョン
Adafruit NeoPixel by Adafruit	nexpixel	1.12.3

コンパイルと書き込み

Arduino　IDEの書き込みボタンから書き込みができます。

トラブル

プルアップ／プルダウンできない

◆症状

GPIOの入出力方向を設定する関数pinMode()のパラメータではINPUT_PULLDOWN, INPUT_PULLUPを設定できるが機能しない。

◆対応

実回路でプルアップ、プルダウン抵抗を使う。
プルダウンのサンプルは「GPIOデジタル入出力」で紹介します。

ユーザーLEDの点灯

◆症状

ユーザLEDを使用しないスケッチで発生する。
スケッチを実行させるとユーザLEDが半点灯状態になる。

黄LEDの点灯状態です。
画像左上は半点灯状態です。
左下が点灯（GPIO出力はLow）、右は消灯（GPIO出力はHigh）の状態です。

◆対応

Setup()で出力をLowにする。
以下2行追記することで解消します。

  pinMode(25, OUTPUT);
  digitalWrite(25, HIGH);

スケッチ

GPIOデジタル入出力

◆説明

GPIOのデジタル入出力をします。
ボタンを反している間UserLED(GPIO25)を点灯、押している間LEDを消灯します。
UserLEDは電圧がLowの状態で点灯します。

XIAO RP2350ではpinModeにINPUT_PULLDOWN, INPUT_PULLUPを設定できますが、電圧はプルダウン、プルアップしません。
デジタル入力を正確に読み取るためにはプルダウン、プルアップ抵抗により実回路で実現します。

◆配線

ボタンの入力状態をプルダウンして読み取る回路

◆スケッチ

GPIOデジタル入出力

#define LED_PIN     (PIN_LED)
#define BUTTON_PIN  (D1)

void setup()
{
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT);

  while(1)
  {
    digitalWrite(LED_PIN, digitalRead(BUTTON_PIN));
  }
}

void loop()
{}

◆結果

UserLEDはLow状態（ボタンを離している状態）で点灯、Hight状態（ボタンを押している状態）で消灯です。

WS2812

◆説明

WS2812を点灯させます。
赤＞緑＞黄＞青＞紫＞水＞白の順に点灯します。
輝度は0 ～ 255段階で設定できますが、半値の128を設定します。

XIAO RP2350のWS2812を使用するために、電源をON(GPIO23をHigh)にします。

◆XIAO RP2040との差分

ピンアサインに違いがあります。

	RP2350	RP2040
WS2812電源	23	11
WS2812 DIN	22	12

◆配線

配線不要

◆スケッチ

WS2812

#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#define POWER_PIN     (23)
#define DIN_PIN       (22)
#define LED_COUNT     (1)
#define WAIT_MS       (1000)
#define BRIGHTNESS    (128)
Adafruit_NeoPixel pixels(LED_COUNT, DIN_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup()
{
  pinMode(POWER_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(POWER_PIN, HIGH);

  pixels.begin();
}

void loop()
{
  pixels.clear();
  
  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(BRIGHTNESS, 0, 0));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);

  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(0, BRIGHTNESS, 0));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);

  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(BRIGHTNESS, BRIGHTNESS, 0));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);

  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(0, 0, BRIGHTNESS));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);

  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(BRIGHTNESS, 0, BRIGHTNESS));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);

  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(0, BRIGHTNESS, BRIGHTNESS));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);

  pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(BRIGHTNESS, BRIGHTNESS, BRIGHTNESS));
  pixels.show();
  delay(WAIT_MS);
}

◆結果

各色要素半値(0～255のうちの128)を使用しています。
小型のWS2812ですが十分な輝度があります。

I2C(SSD1306)

◆説明

XIAO RP2350のI2CからSSD1306を表示制御します。

XIAO規格のI2Cのピン番号はGPIO6(I2C1 SDA)とGPIO7(I2C1 SCL)が割り当てられています。

本来「Wire1」オブジェクトを使用することになりますが、「Raspberry Pi Pico/RP2040/RP2350 by EarleF.Philhower, III」の「Seeed XIAO RP2350」を使用すると「Wire」オブジェクトを使用できます。

使用するモジュールライブラリはAdafruitの「Adafruit SSD1306 by Adafruit」です。
SSD1306のI2Cアドレスは3c(h)です。

画面にはRaspbery Piのロゴを表示します。

◆配線

◆スケッチ

I2C(SSD1306)

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define SCREEN_WIDTH    (128)
#define SCREEN_HEIGHT   (64)

#define OLED_RESET      (-1)
#define SCREEN_ADDRESS  (0x3C)
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);


#define LOGO_HEIGHT     (64)
#define LOGO_WIDTH      (64)

static const unsigned char PROGMEM logo_bmp[] =
{
0x00, 0x07, 0xE0, 0x01, 0xF8, 0x00, 0x00, 0x00,    //0
0x00, 0x7F, 0xF8, 0x07, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00,    //1
0x01, 0xE0, 0x1E, 0x1C, 0x01, 0xC0, 0x00, 0x00,    //2
0x01, 0x80, 0x03, 0x30, 0x00, 0x60, 0x00, 0x00,    //3
0x01, 0x80, 0x01, 0x20, 0x00, 0x60, 0x00, 0x00,    //4
0x01, 0x80, 0x01, 0xE0, 0x00, 0x60, 0x00, 0x00,    //5
0x00, 0x80, 0x80, 0xC0, 0x00, 0x40, 0x00, 0x00,    //6
0x00, 0xC0, 0x60, 0xC0, 0x80, 0xC0, 0x00, 0x00,    //7
0x00, 0xC0, 0x10, 0xE2, 0x00, 0xC0, 0x00, 0x00,    //8
0x00, 0x60, 0x0D, 0xE4, 0x01, 0x80, 0x00, 0x00,    //9
0x00, 0x60, 0x07, 0xF8, 0x01, 0x80, 0x00, 0x00,    //10
0x00, 0x30, 0x07, 0xF8, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00,    //11
0x00, 0x18, 0x07, 0xFC, 0x06, 0x00, 0x00, 0x00,    //12
0x00, 0x0E, 0x1F, 0xFE, 0x1C, 0x00, 0x00, 0x00,    //13
0x00, 0x07, 0xFE, 0x1F, 0xF8, 0x00, 0x00, 0x00,    //14
0x00, 0x0E, 0x18, 0x06, 0x3C, 0x00, 0x00, 0x00,    //15
0x00, 0x18, 0x30, 0x02, 0x0E, 0x00, 0x00, 0x00,    //16
0x00, 0x30, 0x70, 0x03, 0x07, 0x00, 0x00, 0x00,    //17
0x00, 0x20, 0xF8, 0x03, 0x83, 0x00, 0x00, 0x00,    //18
0x00, 0x61, 0xFC, 0x0F, 0xC3, 0x00, 0x00, 0x00,    //19
0x00, 0x63, 0xFF, 0xF8, 0xF1, 0x80, 0x00, 0x00,    //20
0x00, 0x6F, 0x03, 0xF0, 0x39, 0x80, 0x00, 0x00,    //21
0x00, 0x7E, 0x01, 0xE0, 0x1F, 0x80, 0x00, 0x00,    //22
0x00, 0xFC, 0x00, 0xC0, 0x0F, 0xC0, 0x00, 0x00,    //23
0x01, 0x9C, 0x00, 0xC0, 0x0C, 0x60, 0x00, 0x00,    //24
0x03, 0x18, 0x00, 0xC0, 0x04, 0x70, 0x00, 0x00,    //25
0x03, 0x18, 0x00, 0xC0, 0x04, 0x30, 0x00, 0x00,    //26
0x02, 0x18, 0x00, 0xE0, 0x04, 0x30, 0x00, 0x00,    //27
0x06, 0x18, 0x01, 0xE0, 0x04, 0x38, 0x00, 0x00,    //28
0x06, 0x1C, 0x03, 0xF0, 0x0E, 0x38, 0x00, 0x00,    //29
0x02, 0x1C, 0x07, 0xF8, 0x1E, 0x30, 0x00, 0x00,    //30
0x02, 0x3F, 0x0C, 0x0E, 0x3E, 0x30, 0x00, 0x00,    //31
0x03, 0x3F, 0xF8, 0x07, 0xFF, 0x70, 0x00, 0x00,    //32
0x01, 0xE7, 0xF0, 0x03, 0xF1, 0xE0, 0x00, 0x00,    //33
0x01, 0xE1, 0xF0, 0x03, 0xE0, 0xE0, 0x00, 0x00,    //34
0x00, 0xC0, 0xE0, 0x01, 0xC0, 0xC0, 0x00, 0x00,    //35
0x00, 0xC0, 0x60, 0x01, 0x80, 0xC0, 0x00, 0x00,    //36
0x00, 0xC0, 0x70, 0x01, 0x00, 0xC0, 0x00, 0x00,    //37
0x00, 0x40, 0x30, 0x03, 0x00, 0x80, 0x00, 0x00,    //38
0x00, 0x60, 0x30, 0x02, 0x01, 0x80, 0x00, 0x00,    //39
0x00, 0x60, 0x30, 0x0E, 0x01, 0x80, 0x00, 0x00,    //40
0x00, 0x30, 0x3F, 0xFE, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00,    //41
0x00, 0x18, 0x3F, 0xFE, 0x06, 0x00, 0x00, 0x00,    //42
0x00, 0x0F, 0xFC, 0x0F, 0xFC, 0x00, 0x00, 0x00,    //43
0x00, 0x03, 0xF0, 0x03, 0xF0, 0x00, 0x00, 0x00,    //44
0x00, 0x01, 0xF0, 0x03, 0xE0, 0x00, 0x00, 0x00,    //45
0x00, 0x00, 0x70, 0x07, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00,    //46
0x00, 0x00, 0x1C, 0x0E, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //47
0x00, 0x00, 0x0F, 0xFC, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //48
0x00, 0x00, 0x03, 0xF0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //49
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //50
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //51
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //52
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //53
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //54
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //55
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //56
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //57
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //58
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //59
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //60
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //61
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //62
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,    //63
};

void testdrawbitmap(void);

void setup()
{
  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SCREEN_ADDRESS)) {
    for(;;);
  }

  display.clearDisplay();

  display.drawBitmap(32, 0, logo_bmp, LOGO_WIDTH, LOGO_HEIGHT, 1);
  display.display();
  delay(1000);
}

void loop()
{
}

◆結果

XIAO規格のI2C位置からI2C1をWireオブジェクトで使いました。
遜色なく使えています。

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XIAO RA4M1

簡単紹介

ピン配置

外観

使ってみた

準備

Arduino環境の作成

コンパイルと書き込み

トラブル

プルアップ／プルダウンできない

ユーザーLEDの点灯

スケッチ

GPIOデジタル入出力

WS2812

I2C(SSD1306)

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