Arduino IDE ESP32 (ESP-32) の開発準備

2021年7月27日 2021年8月15日

gifu_shino.g

Arduinoで、無線（LAN、Bluetooth）を利用したいと思い、
無線（LAN、Bluetooth）のモジュールを探してみました。
国内で調達すると値段もかなり掛かります。
そこで、大陸からの購入と思いましたが、
無線機器のため、電波法（技適）の適用を受けてしまい、
技適対応製品でないと勝手には使用できません。
しかし、現在では簡単な申請で利用可能となる製品もあります。
ですが、180日間の期間限定許可となるため、その後の問題もあります。
・技適取得品でない場合は、実験等の利用目的で届出することで、
　180日間使用することが出来ます。
　（技適未取得機器を用いた実験等の特例制度）
　https://www.tele.soumu.go.jp/j/sys/others/exp-sp/index.htm

いろいろ探してみると、
Arduino IDEの開発環境で開発でき、
マイコンボード本体に無線（LAN、Bluetooth）モジュールが、
組み込まれているものがあるのを見つけました。
これが、今回使用する、
・ESP32 (ESP-32) 開発ボード
です。

これは、大陸でも手に入り、格安製品もあります。
私のように、ちょっと使って飽きてしまうものには、ちょうど良い製品です。
しかも技適対応製品です。

・ESP-32 ESP-32S 開発ボード無線 LAN Bluetooth 超低消費電力デュアルコア ESP32 ボード
　　AliExpress
　　　https://ja.aliexpress.com/item/32928267626.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.27424c4dptiRV7
　　　¥401-

本体には、
・ENボタン：モジュールリセット
・Bootボタン：ダウンロード用（プログラム転送用）
・USB端子（microUSB接続）：
　電源供給とプログラム、データ転送
がありますが、
Arduino UNOのデジタル13ピンに接続されているような
LEDはボード上にはありません。

この製品には、よく似た類似製品が多くあります。
製品仕様やピンマップ、技適対応などは
データーシートで必ず確認して下さい。
インターネットで提供されているサイトも多くあります。

このボードの気になるところですが、
普通サイズのブレッドボードを使って回路を作るとき、
ボードの幅が広いため、ブレッドボードのどちらか片方の
ピンソケットが使用できません。
そのため、ブレッドボードミニを2個を使用しています。

今回は、このESP32用のプログラム開発をArduino IDEで
行うなための設定をしてみます。

１．Arduino IDE に ESP32 のボード情報を追加します。

　1.GitHub のサイトより arduino-esp32 開発関連ファイルを
　　ダウンロードします。
　　https://github.com/espressif/arduino-esp32

　2.ダウンロードした”arduino-esp32-master.zip"を展開します。

　3.C:\Program Files (x86)\Arduino\hardwareフォルダーに、
　　”espressif”フォルダを作成します。

　4.作成した、
　　C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\espressifフォルダに
　　”esp32”フォルダを作成します。

　5.2.で展開したファイル群（中身のみ）を、4.で作成した、
　　C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\espressif\esp32フォルダへ
　　移動（コピー）します。

　6.他にも必要なファイルが多くありますのでダウンロードします。
　　C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\espressif\esp32\tools
　　フォルダに移動し、”get”といｒアプリケーションを探し、
　　右クリックより、管理者として実行（A）メユーを選択クリックします。
　　※WindowsOSからの確認メニューが表示される場合は、OKして下さい。
　　※コマンドプロンプト画面が表示され、ダウンロードが開始されますが、
　　　かなり時間が掛かります。（私の場合、10分程度でした）

２．PCにVCP ドライバをインストールします。

　　1.SILICON LABSのサイトより、　
　　　https://jp.silabs.com/products/development-tools/software/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers
　　　私の場合は、Windows10なので、
　　　Windows 10 Universal (v10.1.8) のダウンロードを選択します。
　　　※PCのOSに合致したものを選択します。

　 2.ダウンロードした”CP210x_Universal_Windows_Driver．zip"等を展開します。
　　　展開したフォルダ内を確認し、”CP210xVCPInstaller・・・”で、PCに合った
　　　インストーラーを実行します。
　　　私の場合は、64bitなので、”CP210xVCPInstaller_x64”を実行します。
　　　インストーラーの指示に従い、インストールします。
　　　※WindowsOSからの確認メニューが表示される場合は、OKして下さい。

３．Arduino IDE を起動して、 ESP32 ボード開発向けの設定をします。
　　このとき、USBケーブルで、ESP32ボードと接続しておきます。

　1.メニュー「ツール」 → 「ボード："Arduino UNO"」
　　　　　　　　　　→「ESP32 Dev Module」　を選択
　　※”ESP32 DEV Module”ボードの選択ができない場合は、
　　　　”１．Arduino IDE に ESP32 のボード情報を追加します” を確認して下さい。

　2.メニュー「ツール」 → 「シリアルポート」
　　　　　　　　　　→「COM5」　を選択
　　※シリアルポートは、PCの設定環境によりポート番号が変わります。
　　　もし、選択できる情報がない場合や分からない場合は、　
　　　左下のWindowsメニューを右クリックし、デバイスマネージャー(M)を
　　　選択し、デバイスマネージャー画面のポート（COMとLPT）をクリックし、
　　　"Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge(COMx)"が登録されていることと、
　　　この COMx の x の番号を確認して下さい。
　　　これが、シリアルポートの番号になります。

では、実際にスケッチしてみます。
またいつもの、デジタル13ピンのLEDの点滅です。
ですが、Arduino UNOのように、本体ボード上にLEDがありません。
そのため、ブレッドボードを使って配線します。

回路は図の通りです。
　　この回路図の作図には fritzing を利用させて頂いております。
　　https://fritzing.org/home/
　　　・LEDには、極性（＋－）がありますから間違えないように。
　　　　足の長い方がアノード（＋）側で、13番ピン側となります。

スケッチしてみます。

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(13,OUTPUT);   // GPIO13ピンを出力用として設定
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(13,HIGH);  // GPIO13ピンへ 3.3Vを出力
  delay(200);             // 1秒停止（200ミリ秒停止）
  digitalWrite(13,LOW);   // GPIO13ピンへ 0Vを出力
  delay(200);             // 1秒停止（200ミリ秒停止）
}

以前の ”Arduino ブレッドボードのLEDを点滅させる” から、
コピーして、一部修正したものです。

マイコンボードに書き込んで実行してみます。