Atomic Audio-3.5 Base Arduino チュートリアル

1. 準備

1. 環境設定: Arduino IDE 入門ガイドを参照して IDE をインストールし、使用するボードに応じたボードマネージャーやドライバライブラリを導入してください。
2. 必要なライブラリ:
3. 本チュートリアルで使用するハードウェア:
- AtomS3R
- Atomic Audio-3.5 Base

2. マイク切替スイッチ

Atomic Audio-3.5 Base のマイク切替スイッチは下図の位置にあり、用途に応じてマイク入力チャネルを切り替えます。

スイッチの位置:

ON: 基板内蔵マイクの電源を維持します。外部スピーカー接続時でも内蔵マイクを使用します。
OFF: 3.5mm ジャックに外部機器が接続された場合、自動的に外部マイクへ切り替わります（ヘッドセット等に適しています）。

3. サンプルプログラム

M5Atomic-EchoBase の RecordPlay サンプルを参照してください。接続に合わせてスケッチ内の IO を調整してください。本チュートリアルでは AtomS3R を対象とし、使用する IO マッピングは AtomS3 と同じです。

注意: Atomic Audio-3.5 Base のマイクは 16 kHz〜64 kHz のサンプルレートに対応しています。初期化時に有効な範囲のサンプルレートを設定してください。

3.1 初期化

cpp 
// Initialize the EchoBase with ATOMS3 pinmap.
echobase.init(44100 /*Sample Rate*/, 38 /*I2C SDA*/, 39 /*I2C SCL*/, 7 /*I2S DIN*/, 6 /*I2S WS*/,
                       5 /*I2S DOUT*/, 8 /*I2S BCK*/, Wire);

echobase.setSpeakerVolume(50);             // Set speaker volume to 50%.
echobase.setMicGain(ES8311_MIC_GAIN_6DB);  // Set microphone gain to 6dB.

3.2 録音と再生

cpp 
// Recording
echobase.setMute(true);
delay(10);
echobase.record(buffer, RECORD_SIZE);  // Record audio into buffer.
delay(100);

// Playing
echobase.setMute(false);
delay(10);
echobase.play(buffer, RECORD_SIZE);  // Play audio from buffer.
delay(100);

3.3 完全なスケッチ

以下の例では M5Unified と M5GFX を使用して簡易表示とボタン操作を実装しています。ボタンを押すと録音を行い、録音完了後に自動で再生します。

cpp 
#include "M5Unified.h"
#include "M5EchoBase.h"

#if defined(CONFIG_IDF_TARGET_ESP32S3)
#define RECORD_SIZE (1024 * 200)
#elif defined(CONFIG_IDF_TARGET_ESP32)
#define RECORD_SIZE (1024 * 96)
#endif

// Create an instance of the M5EchoBase class
#if (ESP_IDF_VERSION >= ESP_IDF_VERSION_VAL(5, 0, 0))
M5EchoBase echobase;
#else
M5EchoBase echobase(I2S_NUM_0);
#endif

static uint8_t *buffer = nullptr;  // Pointer to hold the audio buffer.

void setup()
{
    M5.begin();
    M5.Display.setFont(&fonts::FreeMonoBold9pt7b);
    Serial.begin(115200);

#if defined(CONFIG_IDF_TARGET_ESP32S3)
    // Initialize the EchoBase with ATOMS3 pinmap.
    if (!echobase.init(44100 /*Sample Rate*/, 38 /*I2C SDA*/, 39 /*I2C SCL*/, 7 /*I2S DIN*/, 6 /*I2S WS*/,
                       5 /*I2S DOUT*/, 8 /*I2S BCK*/, Wire) != 0) {
        Serial.println("Failed to initialize EchoBase!");
        while (true) {
            delay(1000);
        }
    }
#elif defined(CONFIG_IDF_TARGET_ESP32)
    // Initialize the EchoBase with ATOM pinmap.
    if (!echobase.init(44100 /*Sample Rate*/, 25 /*I2C SDA*/, 21 /*I2C SCL*/, 23 /*I2S DIN*/, 19 /*I2S WS*/, 22 /*I2S
    DOUT*/, 33 /*I2S BCK*/, Wire) != 0) {
        Serial.println("Failed to initialize EchoBase!");
        while (true) {
            delay(1000);
        }
    }
#endif

    echobase.setSpeakerVolume(50);             // Set speaker volume to 50%.
    echobase.setMicGain(ES8311_MIC_GAIN_6DB);  // Set microphone gain to 6dB.

    buffer = (uint8_t *)malloc(RECORD_SIZE);  // Allocate memory for the record buffer.
    // Check if memory allocation was successful.
    if (buffer == nullptr) {
        // If memory allocation fails, enter an infinite loop.
        while (true) {
            Serial.println("Failed to allocate memory :(");
            delay(1000);
        }
    }

    Serial.println("Device ready, start recording and playing!");
    M5.Display.println("Click to \nRecord and Play");
}

void loop()
{
    M5.update();
    if (M5.BtnA.wasClicked()) {
        M5.Display.fillScreen(BLACK);
        M5.Display.setCursor(0, 0);
        M5.Display.println("Recording");
        Serial.println("Start recording...");
        // Recording
        echobase.setMute(true);
        delay(10);
        echobase.record(buffer, RECORD_SIZE);  // Record audio into buffer.
        delay(100);

        M5.Display.println("Playing");
        Serial.println("Start playing...");
        // Playing
        echobase.setMute(false);
        delay(10);
        echobase.play(buffer, RECORD_SIZE);  // Play audio from buffer.
        delay(100);
        M5.Display.println("Done");
        Serial.println("Done");
    }
}

4. コンパイルと書き込み

1. ダウンロードモード: 書き込み前にデバイスをダウンロードモードにする必要があります。デバイスによって手順が異なります。詳細は Arduino IDE 入門ガイドのデバイス別ダウンロード手順を参照してください。
AtomS3R の場合: リセットボタンを約 2 秒間長押しし、内部の緑色 LED が点灯したらボタンを離すとダウンロードモードに入ります。