ドキュメントヘッドディスプレイガイド
BXI Elf3 のヘッド（頭頂部）ディスプレイは、ロボットの基本的なステータス情報を表示します。また、かわいらしい表情を表示してロボットをより生き生きと見せることもできます。二次開発向けには、Bluetooth および Wi-Fi 通信による無線データ伝送とタッチ操作に対応しています。
機能
ヘッドディスプレイは次の用途に使用できます。
- ロボットの表情：かわいらしい表情を表示し、ロボットをより生き生きと見せます。
- データ表示：Bluetooth および Wi-Fi 通信による無線データ伝送に対応しています。
- タッチ操作：タッチ入力に対応しており、独自のインタラクティブプログラムを開発できます。
ハードウェアプラットフォーム
ヘッドディスプレイは、Waveshare ESP32-S3-Touch-LCD-2.1 タッチディスプレイ開発ボードをベースとしており、ロボットのステータス表示や簡単なインタラクションに適しています。
| 項目 | 説明 |
|---|---|
| MCU | ESP32-S3R8、Xtensa 32ビット LX7 デュアルコアプロセッサ、最大 240 MHz |
| ディスプレイ | 2.1インチ タッチスクリーン、解像度 480 × 480、262K 色 |
| メモリ | 16 MB Flash、8 MB PSRAM |
| 無線 | 2.4 GHz Wi-Fi、Bluetooth 5（BLE） |
| 主なインターフェース | USB Type-C、UART、I2C、microSD カードスロット |
| オンボードリソース | QMI8658 6軸センサー、RTC など |
インターフェースに関する注意：ハードウェアのデバッグを行う前に、Waveshare 公式マニュアルでインターフェースの使用制限を確認してください。誤ったプログラムによるファームウェアのハングアップを防ぐことができます。ファームウェアがハングアップして正常に書き込めなくなった場合は、公式マニュアルの復旧手順に従ってファームウェアを再書き込みしてください。
使用方法
実機では、ヘッドディスプレイは USB ケーブルでロボットのホストに接続されています。この USB 接続はファームウェアの書き込みとデバッグに使用できます。
基本的な使い方：
- ロボットのメインバッテリー電源がオンになっていることを確認します。
- ヘッドディスプレイとロボットホスト間の USB 接続がしっかりしていることを確認します。
- ディスプレイが正常に点灯すれば、画面は動作しています。
通信方式
現在の実機構成では、標準で USB 有線通信を使用しており、書き込みやデバッグに適しています。ディスプレイのハードウェアは Bluetooth 5（BLE） と 2.4 GHz Wi-Fi にも対応していますが、無線リンク、通信プロトコル、ホスト側のデータ送信プログラムは、プロジェクトの要件に応じて開発する必要があります。
| 方式 | 現在の用途 | 備考 |
|---|---|---|
| USB | 書き込み、デバッグ、ホスト接続 | 標準の開発・デバッグ方式として推奨 |
| Bluetooth 5（BLE） | オプションの無線通信 | ペアリング、データプロトコル、表示ロジックの独自開発が必要 |
| 2.4 GHz Wi-Fi | オプションの無線通信 | ネットワーク接続、データプロトコル、復旧ロジックの独自開発が必要 |
二次開発
ヘッドディスプレイのプログラムは bxi_show リポジトリで管理されています（導入ユーザー様に HumansX より提供します）。表示内容、ページレイアウト、バックライトの動作、通信方式を変更する場合や、ファームウェアを再書き込みする場合は、次の手順で作業してください。
bxi_showリポジトリのビルド、書き込み、依存関係に関する説明を確認します。- プロジェクトで使用しているフレームワークに合わせて開発環境を構築します。必要に応じて Waveshare の Arduino または ESP-IDF ドキュメントを参照してください。
- ディスプレイを USB で開発用ホストに接続し、シリアルポート経由でコンパイル、書き込み、デバッグを行います。
- 書き込み後、ロボットが静止した状態でデータ更新が正常に行われることを確認してから、動作デバッグを開始してください。
主な開発項目：
- LVGL グラフィックライブラリを使用した表情やアニメーションの開発
- 電圧、バッテリー残量、温度などの表示項目のレイアウト調整
- ロボットステータス、ネットワークステータス、デバッグステータスの表示追加
- 輝度、スリープまでの時間、復帰動作の変更
- BLE または Wi-Fi によるデータ通信の拡張
- 異常状態に対する色、アイコン、テキストによる警告表示の追加
トラブルシューティング
| 症状 | 考えられる原因 | 推奨対処 |
|---|---|---|
| 画面が点灯しない | 主電源がオフ、ディスプレイに給電されていない、USB 接続の緩み、ファームウェアが動作していない | バッテリー電源、ディスプレイの電源、USB ケーブルを確認し、必要に応じて機器を再起動する |
| 画面は点灯するがデータが更新されない | ホスト側からデータが送信されていない、通信異常、ディスプレイプログラムの異常 | ホスト側プログラムの状態を確認し、必要に応じて画面を再起動する |
| 書き込みに失敗する | USB ケーブルの問題、ポートが使用中、ドライバーの問題、ダウンロードモードの異常 | 別の USB ケーブルまたはポートを試し、シリアルポートを使用しているプログラムを終了したうえで、リポジトリの説明に従って書き込み手順をやり直す |
参考資料
- ディスプレイ ハードウェアマニュアル：https://docs.waveshare.net/ESP32-S3-Touch-LCD-2.1
- ヘッドディスプレイ用プログラム：（導入ユーザー様に HumansX より提供します）