Anytime! Perfect Deep Breathing

#include <M5Stack.h>

// 定数定義
#define SPEAKER_PIN    25       //M5Stackの内蔵スピーカーのピン番号
#define MAXADRANGE   4096       //センサーから送られてくるアナログ値（AD値）の最大範囲（12ビット = 0〜4095）
#define DELIMITCODE  0x0a       // センサから送られてくるデータの区切り文字（0x0a：改行コード（LF））1回分のデータ送信の終わり.データの途切れの判断

#define SWEEPMAG    5           //描画を間引くための値.データが送られてくるたびに描画すると速すぎる.3回に1回に調整
#define LCDWIDTH    320           //画面横幅
#define LCDHEIGHT   240         //画面縦幅

// センサへ送る設定変更コマンド「RG」・基準値をリセットするコマンド「BR」を、プログラムが判別しやすいように数値化
#define COMMAND_RG      ('R'*256+'G')       // AD Range Mag         'RGX'   X<-1-8 (Default4)
#define COMMAND_BR      ('B'*256+'R')       // Base Level Reset     'BR' 

TFT_eSprite canvas = TFT_eSprite(&M5.Lcd); 

// 変数の宣言
// unsigned long: マイナスを含まない大きな数値を扱えるデータ型。
static  unsigned long chktime;// 時間経過をチェックするためのタイマー用変数
static  unsigned long nowtime; // 現在の時間を記録する変数

static  int   sweepptr = 0; //データを何回受け取ったかを数えるカウンター（3回に1回描画）

// static  int   lastY = 0; // 直前のY座標（高さ）グラフの線
// static  int   posx = 0; // 現在のX座標（横位置）グラフの線
// static  float fConv;  // センサの値を画面ぴったりに表示するための計算用の倍率

static  int gain; // センサの感度設定の数値
static  int chkgain; // 設定した感度が、センサ側に正しく反映されたかを確認するための変数

// ↓↓↓ ここから変更 ↓↓↓
// 動的キャリブレーション：変数の追加

static float dynMin = 2000; // 動的な最小値（最初は適当な中央値）
static float dynMax = 2100; // 動的な最大値
static unsigned long lastDecayTime = 0; // 最後に減衰（忘却）させた時間

// ↑↑↑ ここまで ↑↑↑


void setup() {
    M5.begin();
    dacWrite(SPEAKER_PIN, 0); // Speaker OFF
    M5.Lcd.fillScreen(BLACK); // 背景
    M5.Lcd.setTextColor(GREEN); // 文字色
    M5.Lcd.setTextSize(4);    // 文字サイズ
    Serial2.begin(19200, SERIAL_8N1, 21, 22);       // GROVE端子（ピン21番と22番）,通信速度19200
    Serial2.setTimeout(10); // データの待ち時間を10ミリ秒で打ち切る
    canvas.setColorDepth(8); // 色深度ピクセルあたりに使用するビット数を指定。８ビット：256色
    canvas.createSprite(320, 240); // スプライト（仮想描画領域）の作成。最後にpushSprite(0, 0); で画面の指定座標に一括出力

    //  EchoBack(送ったコマンドの返事をセンサに求める)の有効化
    // 10回求めて動作するようにする
    for (byte i=0; i<10; i++){       
      Serial2.print("@EB1");     // EchoBack の有効コマンド
      Serial2.write(0x0a);
    }
    gain    = 2; //センサの感度の目標値
    chkgain = 0; // 感度の確認用変数のリセット
    // センサに向けて、感度変更コマンド（@RG）と基準値リセットコマンド（@BR）を送信
    Serial2.print("@RG");         
    Serial2.print(gain);          
    Serial2.write(0x0a);
    Serial2.print("@BR");         
    Serial2.write(0x0a);
    chktime  = millis()+100; // 100ミリ秒後に、コマンドが正常に反映されたかチェックするタイマー。millis(): 起動時からの経過時間をミリ秒単位で返す関数。
    // fConv = ((float)LCDHEIGHT/2-20)/(float)MAXADRANGE;  //センサの値を円の最大半径（１００）に合わせる倍率
}

void loop() {
// 変数の宣言
  String   strInput;  
  unsigned  int command;
  int val;
  // int posy;
  static int xr = 0;

  unsigned long currentTime = millis(); // M5Stackが起動してからの時間を取得（ミリ秒単位）
  unsigned long cycleTime = currentTime % 12000; // 12秒（12000ミリ秒）周期のループを作る (0 ～ 7999の間を繰り返す)
  int r; // 円の半径

  if (cycleTime < 4000) {
    // map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)
    // map関数（変換したい元の値、元の値の最小値、元の値の最大値、変換後の最小値、変換後の最大値）
    
    // 【最初の4秒】 0〜4000ms の時間を、半径 0〜100 に変換 (大きくなる)
    r = map(cycleTime, 0, 4000, 0, 100);
  } else {
    // 【次の8秒】 4000〜12000ms の時間を、半径 100〜0 に変換 (小さくなる)
    r = map(cycleTime, 4000, 12000, 100, 0);
  }


  // ↓↓↓ ここから変更 ↓↓↓
  // 動的キャリブレーション：忘却処理

  // 50ミリ秒ごとに、MaxとMinを少しずつ内側（中央）に寄せていく
  if (currentTime - lastDecayTime > 50) {
    dynMax -= 2.0; 
    dynMin += 2.0; 
    // 範囲が狭くなりすぎないよう保護（最低でも幅300はキープ）
    if ((dynMax - dynMin) < 300) {
      float center = (dynMax + dynMin) / 2.0;
      dynMax = center + 150;
      dynMin = center - 150;
    }
    lastDecayTime = currentTime;
  }
  // ↑↑↑ ここまで ↑↑↑

// データの受信と仕分け・測定値を反映した円の描画
 if(Serial2.available() > 0) { // センサから新しいデータが届いているか確認
    strInput = Serial2.readStringUntil(DELIMITCODE); // 改行コードが来るまでデータを読み込み、文字として保存
    switch(strInput[0]){ // 受け取った文字の1文字目でデータの内容を判断
      // 1文字目が「@」の場合：センサからの「コマンド受け取ったよ」という返事（EchoBack）
      case '@':       // Echo Back Commandがきたらセットする #2020/08/17
        command = 256*strInput[1] + strInput[2]; // 返事の内容を解析し、どのコマンドに対する返答かを特定
        // 感度設定（RGコマンド）への返事だった場合、設定が完了した印として chkgain を更新
        switch(command){
          case COMMAND_RG:
            chkgain = gain;
            break;
        }
        break;    
      // 円の描画（数値データだった場合）
      default: // 「@」以外だった場合、呼吸センサの数値データとして処理
        sweepptr++; // データを受け取った回数
        if (sweepptr>=SWEEPMAG){ // カウントが3（SWEEPMAG）になった時だけ、以下のグラフ描画処理を実行
          sweepptr = 0; // カウントのリセット
          val = strInput.toInt(); // 文字のデータを計算できるように整数の数値に変換（str型→int型）

          // ↓↓↓ ここから変更 ↓↓↓
            // // 呼吸で動く範囲にしたい、試しに1500~2500
            // val = constrain(val, 1500, 2500);
            // xr = map(val, 1500, 2500, 0, 100); 

          // 動的キャリブレーション：更新と反映
          if(val > 0 && val <= MAXADRANGE) { // 異常なノイズを弾く
            if (val > dynMax) dynMax = val; // 新しい最大値を記録
            if (val < dynMin) dynMin = val; // 新しい最小値を記録
            
            // 動的に変化するMinとMaxを使って計算
            xr = map(val, (int)dynMin, (int)dynMax, 0, 100);
            xr = constrain(xr, 0, 100); // 念のため0〜100に収める（安全対策）
          }

          // ↑↑↑ ここまで ↑↑↑

          // if (val >= MAXADRANGE/2) {
          //   // 【吸う】 2048〜4095の値を、半径 0〜100 に変換 (大きくなる)
          //   xr = map(val, MAXADRANGE/2, MAXADRANGE, 0, 100);
          // } else {
          //   // 【吐く】 0～2048の値を、半径 100〜0 に変換 (小さくなる)
          //   xr = map(val, 0, MAXADRANGE/2, 100, 0);
          // }
          
          // // 次に波形を描く縦1列だけを黒い線で塗りつぶし、画面右端まで行った時に古いグラフを消す 
          // M5.Lcd.drawLine(posx, 0, posx, LCDHEIGHT-1, BLACK);
          // // センサの値を先ほど作った倍率（fConv）で掛け算し、画面上のY座標（高さ）を計算.画面の下が0になるよう引き算
          // posy = LCDHEIGHT - (int)((float)val*fConv);
          // // 直前の位置（lastY）から現在の位置（posy）に向かって、白い線を引いて波形を作る
          // if (posx > 0) {
          //   M5.Lcd.drawLine(posx-1, lastY, posx, posy, WHITE);
          // }else{
          //   M5.Lcd.drawLine(posx, lastY, posx, posy, WHITE);
          // }
          // lastY = posy; // 次の線を引くために、今回の高さを記憶
          // posx++; // グラフを横に進めるため、X座標を右に1つずらす
          // // X座標が画面の右端（320）に到達したら、左端（0）に戻して最初から描き直す
          // if (posx >= LCDWIDTH) posx=0;
        }
        break;
    }
  }

  // 描画処理（黒、グレー、緑）
  canvas.fillSprite(BLACK); // Sprite領域の塗りつぶし
  // canvas.fillCircle(160, 120, r, WHITE);
  canvas.fillCircle(160, 120, r, DARKGREY);
  canvas.drawCircle(160, 120, xr, GREEN);     // 基準の円

  // ２パターン目の色組み合わせはちょい見にくいかも
  // canvas.fillSprite(NAVY); // Sprite領域の塗りつぶし
  // canvas.fillCircle(160, 120, r, CYAN);
  // canvas.drawCircle(160, 120, xr, GREEN);     // 基準の円

  // 3ピクセルの太さにしたかったけどフリーズしたからいったんなし
  // if (xr > 0) {
  //   canvas.drawCircle(160, 120, xr - 1, GREEN); // 1ピクセル内側の円
  // } // 半径が0より大きい時だけ内側を描く
  // canvas.drawCircle(160, 120, xr + 1, TFT_GREEN); // 1ピクセル外側の円
  canvas.pushSprite(0, 0);
  
  // マイコンの負荷を下げるためのわずかな休憩（アニメーションのスピードには影響なし）
  delay(5); 

//-- EchoBackが来たかを確認（通信エラーのリカバリー処理）
  nowtime  =  millis(); // 現在の時間を取得
  // setup()で仕掛けた「100ミリ秒」が経過したか確認
  if (chktime>0 && nowtime>=chktime){
    chktime = 0;
    // センサからの返事が来ておらず、設定が完了していないか確認
    // 設定が完了していなければ、何度でも感度設定コマンドを再送信して、確実に動作させる
    if (chkgain != gain){
      Serial2.print("@RG");           // Gain=2  4->2
      Serial2.print(gain);            // Gain=2  4->2
      Serial2.write(0x0a);
      chktime = nowtime+100;
    }
  }
//--



    
}