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M5Stack Grove System Port A, B, C

[企画・制作]　ZEPエンジニアリング

M5Stackがサポートする Grove System

　 Grove Systemとは、Seed studio社が開発した、各種センサーやI/Oデバイスを統一された4ピンのコネクタで接続するだけで簡単に利用できるという規格です。4ピンのうち、ピン番号1､ 2は信号線、ピン番号3、4電源に割り当てられています。
　信号線は、接続するデバイスによって異なり、I2Cやアナログ・デジタルの入出力(GPIO)、UARTの送受信に割り当てられます。

ピン 信号 (ケーブル色) 内容
　1 　信号線 1 (黄) 　I2C / GPIO(Analog or Digital) / UART
　2 　信号線 2 (白) 　I2C / GPIO(Analog or Digital) / UART
　3 　電源 (赤) 　Groveモジュール用電源 3.3 or 5V
　4 　GND (黒) 　GND


　M5StackシリーズにもGroveコネクタがあり、様々なセンサや各種I/Oデバイスを容易に接続することができます。M5StackのGroveコネクタは、ピン番号1, 2をどう使用するかによって、Port.A, Port.B, Port.Cと名付けています*1。Port.Aは、I2Cインタフェースを使用するもの。Port.BはGPIO。 Port.CはUARTです。
　したがって、それぞれのPortに接続できるセンサやI/Oデバイスは、異なりますので注意が必要です。また、ピン番号3の電源は、Groveの規格では、3.3Vまたは5Vとなっていますが、M5Stackでは、5Vですのでこの点も注意です。

*1：すべてのM5StackにはPort.Aがありますが、Port.BとPort.Cは、M5Stack FIREやM5GOにしかありません。Port.B, Cが無いM5Stack(M5Stack BASIC等)でそれらを利用する方法については、後述します。

Port.A (Grove I2C)

　 すべてのM5Stackシリーズに標準で用意されているのが、Port.A (Grove I2C)です。コネクタの色は赤または褐色で他のPortと区別されています。I2Cインタフェースのため、外部でバス接続すれば、複数のセンサやI/Oデバイスを接続することができます。

ピン 信号 (ケーブル色) 内容 内部接続(ESP32)
　1 　SCL (黄) 　I2Cクロック信号 　GPIO22
　2 　SDA (白) 　I2Cデータ信号 　GPIO21
　3 　5V (赤) 　Groveモジュール用電源 　5V
　4 　GND (黒) 　GND 　GND


　外部でバス接続するには、「M5Stack用拡張ハブユニット」などを使用します。
　拡張ハブユニット
　M5Stack用拡張ハブユニット【M5STACK-HUB-UNIT】

Port.B (Grove GPIO)

　 M5Stack FIREやM5GOに用意されているインターフェースです。コネクタの色は黒です。M5Stack内部でGPIO36, GPIO26と接続されています。Port.Aと異なり、拡張ハブユニットは使えません。
　Port.B対応のセンサやI/OデバイスをM5Stack BASICで使用したい場合は、ボトムユニットを「M5GO/FIREバッテリーボトム」に交換するか、「Grove - 4 ピン- ジャンパオスケーブル」使ってM5Stack BASIC本体のGPIOへ直接接続する必要があります。

ピン 信号 (ケーブル色) 内容 内部接続(ESP32)
　1 　G36 (黄) 　GPIO  　GPIO36
　2 　G26 (白) 　GPIO  　GPIO26
　3 　5V (赤) 　Groveモジュール用電源 　5V
　4  　GND (黒) 　GND 　GND

Port.C (Grove UART)

　Port.Bと同様にM5Stack FIREやM5GOに用意されているインターフェースです。非同期のシリアル通信を行うセンサ、I/Oデバイスとのインターフェースです。コネクタの色は青で、M5Stack内部でGPIO16, GPIO17と接続されています。Port.Aと異なり、拡張ハブユニットは使えません。
　Port.C対応のセンサやI/OデバイスをM5Stack BASICで使用したい場合は、ボトムユニットを「M5GO/FIREバッテリーボトム」に交換するか、「Grove - 4 ピン- ジャンパオスケーブル」使ってM5Stack BASIC本体のGPIOへ直接接続する必要があります。

ピン 信号 (ケーブル色) 内容 内部接続(ESP32)
　1 　RXD (黄) 　シリアル受信信号 　GPIO16
　2 　TXD (白) 　シリアル送信信号 　GPIO17
　3 　5V (赤) 　Groveモジュール用電源 　5V
　4  　GND (黒) 　GND 　GND

M5Stack Port.A, B, C に接続可能なセンサ、I/Oデバイス

　電源電圧が5VであるGroveインタフェースのセンサ、I/Oデバイスは、M5StackのPort.A, B, C の何れかに接続可能です。ここでは、M5Stack社からリリースされている製品の一部を製品カテゴリー毎に分けてご紹介します。※一部の製品は複数のカテゴリーに分類されています。
　ここで紹介しているもの以外にもM5Stack社の製品やSeed studio社の製品が数多くあります。マルツのサイトで検索してみてください。
　　・M5Stack社製品関連の検索
　　・Seed studio社製品関連の検索

センサ

　電流、電圧、温湿度気圧などの環境センサーをはじめ様々なセンサデバイスがあります。

製品 内容 Port 種別
　M5Stack用電流計ユニット【M5STACK-U086】 　Port.A
　M5Stack用6軸IMUユニット【M5STACK-U095】 　Port.A
　M5Stack用マイクユニット【M5STACK-U096】 　Port.B
　M5Stack用 ADCユニット【M5STACK-ADC-UNIT】 　Port.A
　M5Stack用指紋センサユニット【M5STACK-FINGER-UNIT】 　Port.C
　M5Stack用GPSユニット【M5STACK-GPS-UNIT】 　Port.C
　M5Stack用光センサユニット【M5STACK-LIGHT-UNIT】 　Port.B
　M5Stack用心拍センサユニット【M5STACK-HEARTRATE-UNIT】 　Port.A
　M5Stack用重さユニット(HX711)【M5STACK-U030】 　Port.B
　M5Stack用ジェスチャーユニット【M5STACK-U127】 　Port.A
　M5Stack用超音波測距ユニットI/O【M5STACK-U098-B2】 　Port.B
　M5Stack用カラーセンサユニット【M5STACK-COLOR-UNIT】 　Port.A
　M5Stack用土壌水分センサユニット【M5STACK-EARTH-UNIT】 　Port.B
　M5Stack用非接触温度センサユニット【M5STACK-NCIR-UNIT】 　Port.A
　M5Stack用PIRセンサユニット【M5STACK-PIR-UNIT】 　Port.B
　M5Stack用ToF測距センサユニット【M5STACK-TOF-UNIT】 　Port.A
　M5Stack用ホールセンサユニット(A3144E)【M5STACK-U084】 　Port.B
　M5Stack用TVOC/eCO2 ガスセンサーユニット【M5STACK-U088】 　Port.A
　M5Stack用チューブ型空気圧センサユニット【M5STACK-U130】 　Port.B
　M5Stack用Kmeterユニット(MAX31855搭載)【M5STACK-U133】 　Port.A
　M5Stack用CAT-M/NB+GNSSユニット(アンテナ付き)【M5STACK-U137】 　Port.C
　M5Stack用超音波測距ユニットI2C(RCWL-9620)【M5STACK-U098-B1】 　Port.A
　M5Stack用環境光センサユニット(BH1750FVI-TR搭載)【M5STACK-U136】 　Port.A
　M5Stack用温湿度気圧センサユニットVer.3(ENV III)【M5STACK-U001-C】 　Port.A
　M5Stack用ミニサーマルカメラユニット(MLX90640搭載)【M5STACK-MINITHERMALCAM-UNIT】 　Port.A
　OP90° 赤外線反射ユニット(ITR9606)【M5STACK-U057】 　Port.B
　OP180° 赤外線反射ユニット(ITR9606)【M5STACK-U058】 　Port.B
　Unit Watering(水分測定センサー付き給水ポンプユニット)【M5STACK-U101】 　Port.B

ディスプレイ

　多色LED、LCD、OLEDディスプレイです。

アクチュエータ

　何らかの機械的動作に関連するデバイスです。

I/O

　各種I/Oデバイスです。他のカテゴリーに分類されないその他のデバイスも含みます。

製品 内容 Port 種別
　M5Stack用回転角ユニット【M5STACK-U005】 　Port.B
　M5Stack用マイクユニット【M5STACK-U096】 　Port.B
　M5Stack用SSRユニット【M5STACK-U122】 　Port.B
　M5Stack用エンコーダユニット【M5STACK-U135】 　Port.A
　M5Stack用 ADCユニット【M5STACK-ADC-UNIT】 　Port.A
　M5Stack用ボタンユニット【M5STACK-BUTTON-UNIT】 　Port.B
　M5Stack用DACユニット【M5STACK-DAC-UNIT】 　Port.A
　M5Stack用GPSユニット【M5STACK-GPS-UNIT】 　Port.C
　M5Stack用ミニリレーユニット【M5STACK-MINIRELAY-UNIT】 　Port.B
　M5Stack用重さユニット(HX711)【M5STACK-U030】 　Port.B
　M5Stack用4チャンネルリレーユニット【M5STACK-U097】 　Port.A
　M5Stack用パッシブブザーユニット【M5STACK-U132】 　Port.B
　M5Stack用赤外線送受信ユニット【M5STACK-IR-UNIT】 　Port.B
　M5Stack用I2Cハブ拡張ユニット【M5STACK-U040-B】 　Port.A
　M5Stack用カード型キーボードユニット【M5STACK-CARDKB-UNIT】 　Port.A
　M5Stack用デュアルボタンユニット【M5STACK-DUALBUTTON-UNIT】 　Port.B
　M5Stack用ジョイスティックユニット【M5STACK-JOYSTICK-UNIT】 　Port.A
　M5Stack用RGB LEDユニット(SK6812)【M5STACK-U003】 　Port.B
　M5Stack用I/O拡張ユニット(PCA9554)【M5STACK-U011】 　Port.A
　M5Stack用RS485-TTL変換ユニット【M5STACK-U034】 　Port.C
　M5Stack用暗号認証ユニット(ATECC608B)【M5STACK-U124】 　Port.A
　M5Stack用リアルタイムクロックユニット(HYM8563)【M5STACK-U126】 　Port.A
　M5Stack用CAT-M/NB+GNSSユニット(アンテナ付き)【M5STACK-U137】 　Port.C
　M5Stack用I/O拡張ユニット2(STM32F030)【M5STACK-U011-B】 　Port.A
　M5Stack用I2Cジョイスティックユニット【M5STACK-U024-C】 　Port.A
　M5Stack用B10Kポテンショメータ付きフェーダーユニット(SK6812)【M5STACK-U123】 　Port.B
　M5Stack用2チャンネルSPSTリレーユニット(1回路1接点)【M5STACK-U131】 　Port.B

トランシーバ

　通信やインタフェース変換を行うデバイスです。

まとめ

　今回リストアップした、M5Stackで使用できるGrove製品はごく一部ですが、他にも様々な製品が多くあり、プロトタイピングや製品開発を迅速に行うことができます。利用にあたっては、冒頭に述べたように３つのタイプ(Port.A, B, C)がありますので、選定にあたっては注意してください。また、M5Stack１台に複数のデバイスを接続する際は、電源容量などにも注意する必要があります。
　Groveデバイスを使って皆さんのアイデアを具現化してみませんか。

　　・M5Stack社製品関連の検索
　　・Seed studio社製品関連の検索

M5Stack BASIC
M5Stack Basic V2.6
【M5STACK-K001-V26】		 M5Stack FIRE IoT開発キット(PSRAM)V2.6
M5Stack FIRE IoT開発キット(PSRAM)V2.6
【M5STACK-K007-V26】		 M5Stack Core2 IoT開発キット
M5Stack Core2 IoT開発キット
【M5STACK-K010】

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