BT Throttle for DSair2 / M5 Stamp C3(ESP32C3)

ご無沙汰しております。

最近はDesktopStationさんのスマイルサウンドデコーダで遊んでいて、自主開発が疎かになっていますが、ひさびさに自作をしましたので、ブログに残したいと思います。

<写真右下の”しょうゆいれ”が BT Throttle for DSair2 Miniです。>

ことの始まりは、ゆうえん・こうじさん(@JGR1067)がDSair2用のUSBコントローラについて呟いておられるのを見たことでした。

家にある材料でなんとかできないかなぁ？と考えてみると、前にDCC++EX用に作ったM5 Stamp C3(ESP32C3)用のコントローラをBTキーボードとして使うと同じ事ができそうでした。

<写真右が DCC++EX用コントローラ>

使ってみると、エネループ×３本では持ちが悪く、エネループ×4本への換装が必要でした。ちょうどよいケースを求めて、秋葉原を徘徊するも良いものがなく、百均を徘徊して見つけたのが、”しょうゆいれ”でした。

上蓋に、スイッチ類を移設し、電池ケースにM5 Stamp C3とディスプレイを張り付け、配線をして完成です。

スイッチの穴をロータリエンコーダと同心円で開けたのが失敗(もっと外側にしたほうが使いやすい)でしたが、なんとか使えています。

参考に回路図とスケッチを載せておきます。

せっかく、BTとWifiが使えるESP32C3なので、DSair2のWifiネイティブ、DCC++EX、wiThrotteにも

対応させていきたいと思います。

ご覧いただきありがとうございました。

回路図

スケッチ

// BT Throttle for DSair2 //
// 2022-09-23 HMX@Tetsuo-san Returns //
//   public-domain software　　　 //

#include <RotaryEncoder.h>
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#include <BleKeyboard.h>

BleKeyboard bleKeyboard;

#define LED_PIN 2
#define Enc_1A_PIN 4
#define Enc_1B_PIN 5
#define Enc_2A_PIN 6
#define Enc_2B_PIN 7
#define SW_1_PIN 10
#define SW_2_PIN 18

#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels
#define OLED_RESET -1 // Reset pin # (or -1 if sharing Arduino reset pin)
#define SCREEN_ADDRESS 0x3C ///< See datasheet for Address; 0x3D for 128x64, 0x3C for 128x32

// create a pixel strand with 1 pixel on PIN_NEOPIXEL
Adafruit_NeoPixel pixels(1, LED_PIN);

// Encoder //
RotaryEncoder* encoder1 = nullptr;
RotaryEncoder* encoder2 = nullptr;

IRAM_ATTR void checkPosition() {
encoder1->tick(); // just call tick() to check the state.
encoder2->tick();
}

// OLED Display //
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

// 変数 LOCO //
int Cmd_MaxNum = 32;
char* Cmd_Caption[] = {"Power","STOP","FWD/REV"
,"F0","F1","F2","F3","F4","F5","F6","F7","F8","F9"
,"F10","F11","F12","F13","F14","F15","F16","F17","F18","F19"
,"F20","F21","F22","F23","F24","F25","F26","F27","F28"};
int Cmd_Tab[] = { 15, 20, 5
, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32, 32
, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28
, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28};

void setup() {

// Serial //
Serial.begin(115200);

// pixel //
pixels.begin(); // initialize the pixel

// OLED Display //
if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SCREEN_ADDRESS)) {
pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(126,0,0));
pixels.show();
for(;;); // Don't proceed, loop forever
} else {
pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(0,15,0));
pixels.show();
}
display.clearDisplay();
display.display();

delay(100);

// Encoder // 必ずOLEDより後に入れる。
encoder1 = new RotaryEncoder(Enc_1A_PIN, Enc_1B_PIN, RotaryEncoder::LatchMode::TWO03);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(Enc_1A_PIN), checkPosition, CHANGE);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(Enc_1B_PIN), checkPosition, CHANGE);

encoder2 = new RotaryEncoder(Enc_2A_PIN, Enc_2B_PIN, RotaryEncoder::LatchMode::TWO03);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(Enc_2A_PIN), checkPosition, CHANGE);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(Enc_2B_PIN), checkPosition, CHANGE);

// Switch //
pinMode( SW_1_PIN, INPUT_PULLUP );
pinMode( SW_2_PIN, INPUT_PULLUP );

// bBleKeyboard //
bleKeyboard.begin();

}

void loop() {

// 変数定義 //
static unsigned long SpeedMillis = millis();
static boolean ValueChange = true;

static int pos1 = 0;
static int Ex_pos1 = 0;
static int Opos2 = 0;
static int Ex_pos2 = 0;

static int XSW1 = 0;
static int XSW2 = 0;

int SW1 ;
int SW2 ;

static int Cmd_Num ;
static int BT_Flag = 0;

//　状態取得 //
encoder1->tick(); // just call tick() to check the state.
encoder2->tick();

int newPos1 = encoder1->getPosition();
int newPos2 = encoder2->getPosition();

SW1 = digitalRead(SW_1_PIN);
SW2 = digitalRead(SW_2_PIN);

if(bleKeyboard.isConnected() and BT_Flag == 0) {
ValueChange = true;
BT_Flag = 1;
}
// イベント処理 //

// スイッチ１ //
if (XSW1 != SW1 and SpeedMillis + 100 < millis()) {
bleKeyboard.print("2");
XSW1 = SW1;
ValueChange = true;
SpeedMillis = millis();
}
// スイッチ２ //
if ( XSW2 != SW2 and SpeedMillis + 100 < millis()) {
if ( SW2 == 1 ) {
function_call(Cmd_Num);
}
delay(100);
XSW2 = SW2;
ValueChange = true;
SpeedMillis = millis();
}

// マスコンダイアル
if (Ex_pos2 != newPos2) {
if(bleKeyboard.isConnected()) {

if ((newPos2-Ex_pos2) > 8 ) { // 高速移動
bleKeyboard.print("c");
Serial.println("c");
} else if ((newPos2-Ex_pos2) > 0 ) {
bleKeyboard.print("x");
Serial.println("x");
} else if ((newPos2-Ex_pos2) < -8 ) {　// 高速移動
bleKeyboard.print("d");
Serial.println("d");
} else if ((newPos2-Ex_pos2) < 0 ) {
bleKeyboard.print("s");
Serial.println("s");
}
bleKeyboard.releaseAll();
// bleKeyboard.print("Hello world");
// bleKeyboard.write(KEY_RETURN);
// bleKeyboard.write(KEY_MEDIA_PLAY_PAUSE);
// bleKeyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
// bleKeyboard.press(KEY_LEFT_ALT);
// bleKeyboard.press(KEY_DELETE);
}
Ex_pos2 = newPos2 ;
ValueChange = true;
}

// セレクタダイアル
pos1 = (newPos1+1)*0.5 ;
if (Ex_pos1 != pos1) {
Cmd_Num -= (pos1 -Ex_pos1) ;
if (Cmd_Num < 0) {
Cmd_Num = Cmd_MaxNum -1 ;
}
if (Cmd_Num > Cmd_MaxNum - 1 ) {
Cmd_Num = 0 ;
}
Ex_pos1 = pos1 ;
ValueChange = true;
}

// 処理実行 //
if ( ValueChange ) {
display.clearDisplay();
Draw_Meter(Cmd_Num);
display.display();
ValueChange = false;
}
}

void Draw_Meter(int Cmd_Num) {
display.fillRect( 0, 26, SCREEN_WIDTH, 40, WHITE ) ;

// Status //
display.setTextSize(1);
if(bleKeyboard.isConnected()) {
display.fillRect( 0, 0, SCREEN_WIDTH, 14, WHITE ) ;
display.setTextColor(SSD1306_BLACK, SSD1306_WHITE); // Draw 'inverse' text
display.setCursor(23,5);
display.print("BT Connected");
} else {
display.fillRect( 0, 0, SCREEN_WIDTH, 14, WHITE ) ;
display.fillRect( 5, 2, SCREEN_WIDTH-10, 10, BLACK ) ;
display.setTextColor(SSD1306_WHITE, SSD1306_BLACK);
display.setCursor(17,4);
display.print("BT Not Connected");
}

// Select //
display.setTextSize(2);
display.setTextColor(SSD1306_BLACK, SSD1306_WHITE); // Draw 'inverse' text
display.setCursor(20 + Cmd_Tab[Cmd_Num],40);
display.print(Cmd_Caption[Cmd_Num]);
}

void function_call(int cmdnum){

// 後日、スマートに書き直す　//

switch (cmdnum) {
case 0:
bleKeyboard.print(" "); //電源
break;
case 1:
bleKeyboard.print("q"); //停止
break;
case 2:
bleKeyboard.print("z"); //方向
break;
case 3:
bleKeyboard.print("0"); //以下ファンクション F0-F28
break;
case 4:
bleKeyboard.print("1");
break;
case 5:
bleKeyboard.print("2");
break;
case 6:
bleKeyboard.print("3");
break;
case 7:
bleKeyboard.print("4");
break;
case 8:
bleKeyboard.print("5");
break;
case 9:
bleKeyboard.print("6");
break;
case 10:
bleKeyboard.print("7");
break;
case 11:
bleKeyboard.print("8");
break;
case 12:
bleKeyboard.print("9");
break;
case 13:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_SHIFT);
bleKeyboard.print("0");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 14:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_SHIFT);
bleKeyboard.print("1");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 15:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_SHIFT);
bleKeyboard.print("2");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 16:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_SHIFT);
bleKeyboard.print("3");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 17:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_SHIFT);
bleKeyboard.print("4");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 18:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_SHIFT);
bleKeyboard.print("5");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 19:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_SHIFT);
bleKeyboard.print("6");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 20:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_SHIFT);
bleKeyboard.print("7");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 21:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_SHIFT);
bleKeyboard.print("8");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 22:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_SHIFT);
bleKeyboard.print("9");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 23:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
bleKeyboard.print("0");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 24:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
bleKeyboard.print("1");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 25:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
bleKeyboard.print("2");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 26:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
bleKeyboard.print("3");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 27:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
bleKeyboard.print("4");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 28:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
bleKeyboard.print("5");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 29:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
bleKeyboard.print("6");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 30:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
bleKeyboard.print("7");
bleKeyboard.releaseAll();
break;
case 31:
bleKeyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
bleKeyboard.print("8");
bleKeyboard.releaseAll();
break;

}
}