作者：陸向陽
之前筆者寫ESP32-CAM專文時從範例程式裡發現有一種也是以ESP32晶片為基礎的開發板稱為M5STACK，後來有去查詢一下發現M5Stack是以模組化、積木式堆砌的開發系統，不過似乎以國外市場為主，一時不以為意。然近期在Maker Faire 2019 台北的展場上也看到了實際展示，在國內創客有機會接觸的情況下，筆者認為值得寫一篇探索文。
而在筆者下筆前其實MakerPRO已有一篇相關文章為M5StickC的專文，並以技術實務角度講述，因此筆者此篇決議改以概觀的角度來談論M5Stack。
M5Stack硬體概念
M5Stack是2016年在深圳成立的公司，M5Stack之名的意涵為Modular、5cm、Stackable。Module顧名思義為模組化，意指一切都像積木一樣直覺堆砌拆組，5cm是指印刷電路板僅有5公分長寬，Stackable則指可堆疊的。
M5Stack可堆疊式組構電路。（圖片來源：M5Stack）
M5Stack產品的核心是Core積木，這個積木內由ESP32擔任主控晶片（更早先的募資階段似是先使用ESP8266）。Core的底部可以彈性換裝不同的Module積木，例如無線通訊模組、電池模組等，Module能夠以一個Core為基礎進行複數疊放連接；Core也可向外連接不同的Unit積木，Unit即為各種感測器或致動器，如加速度感測器、震動馬達等。
以電氣連通而言大體為上述三者，除此之外M5Stack還提供機械、機構類型的Accessory配件、Base底座等，或直接以實現某一特定應用為取向的Application套包，如智慧插座、迷你車等。使用M5Stack的好處是開發的創客不需要拿焊槍焊接、麵包板接線，直接將不同的積木拼湊連接即可實現與改變電路設計。
M5Stack軟體概念
M5Stack除訴求硬體輕鬆拼接外另一訴求是積木式的程式開發，M5Stack提供雲端版的積木式開發環境UiFlow，UiFlow可選擇圖形積木式的Blockly開發，也可以選擇Python（MicroPython）程式開發，更早之前Python的網頁版開發環境稱為M5Cloud。另外非官方的資料也帶到可以用本地端版的整合式開發環境，包含Arduino IDE或PlatformIO IDE。
圖2 UiFlow操作畫面圖。（圖片來源：M5Stack）
與樂高EV3、Arduino、RPi的比較
M5Stack概念簡單，將複雜的細節隱藏，一切以簡單直覺的方式實現，如此可降低學習門檻，適合用於STEM教學上，也適合用於開發初期的簡單功能、概念驗證上。
不過以軟硬體積木化為訴求的，多數人會更快聯想到另一套產品，即丹麥玩具商樂高（LEGO）推出的Mindstorms系列，最早是RCX（1998年），而後是NXT（2006年），而今是EV3（2013年）。
面對已長期盤據市場的樂高，M5Stack有幾點是其差異訴求，一是開放原始程式碼，M5Stack的電路、應用程式介面函式庫、機構外殼等均開放；二是更輕巧緊緻的設計，M5Stack可透過加裝配件變成智慧錶或自行車導航器等；三是訴求可以產業化運用。
而筆者觀察M5Stack還有入手價格較低的優點，樂高方案多在萬元新台幣上下，若想買個小孩學習對父母而言亦是不小財務負擔，對STEM教學機構而言要訂購多套同樣也是負擔，然M5Stack僅在數十美元價位。另外M5Stack的模組化硬體更為多樣，可實現的電子應用也更廣泛。
M5Stack為IoT學習訂製的學習套件M5GO（Source）
不過M5Stack也有不如樂高的地方，樂高由於推出市場已久，協力業者的軟體開發支援較多，且樂高有較多的機構積木可援用。另某些方面兩者呈現平手，例如均有積木式開發介面，主控本體均有簡單人機操作介面（按鈕、螢幕）。
除了與樂高比較外，M5Stack官方也與創客常用的Arduino、Raspberry Pi比較，與此兩者相比M5Stack的「包覆」較好，M5Stack強調高度簡化包裝，基本上不外露電路板，只外露連接介面，而Arduino、Raspberry Pi預設為外露，即便是Raspberry Pi亦將外殼視為選配。
M5Stack也強調較能實現與滿足產業型運用，這是Arduino較難做到的，但RPi則可以。至於M5Stack強調內建LoRa無線通訊，此一特點較牽強，一是Arduino、RPi要加裝上LoRa並非難事，二是LoRa尚未成為如普遍需求。此外Arduino、RPi也無直接的人機操作介面。
圖3 M5Stack與其他STEM學習方案比較（圖片來源：M5Stack）
在M5Stack官方訴求外筆者自身也比較一下系統效能與資源，由於M5Stack內部倚賴ESP32晶片，因此規格高於Arduino但可能低於樂高EV3，EV3使用德州儀器Sitara AM1808處理器（ARM926EJ-S核心，300MHz）並有64MB RAM、16MB ROM，而M5Stack為512KB RAM、4MB ROM，至於與RPi相比則仍有很大差距。
另立的主控產品M5StickC、M5StickV
M5Stack除了推出以M5Stack Core為主的產品外，其後續也推出M5StickC與M5StickV等另立的主控本體，並可援用原有M5Stack Core的感測器、致動器等單元。
M5StickC仍使用ESP32為其主控晶片，但外觀更為輕巧緊緻更適合在配戴、穿戴型應用，然緊緻設計的取捨即是較小的螢幕與無法使用M5Stack的模組；至於M5StickV則改用RISC-V核心打造的處理晶片，不再沿用ESP32晶片，M5StickV訴求於人工智慧影像辨識應用。
圖4 由右至左為M5Stack、M5StickC、M5StickV（Source）
(責任編輯：王姵文)
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