ESP32 開発ボードのセットアップ，Lチカ と PWM出力

1. ESP32とは

• Wi-FiとBluetoothを備えた低コスト・低消費電力なArduino互換機

2. この記事で使うもの

• ESP32 DevKitC V4 ESP32-WROOM-32D
  • ESP32開発ボードであれば他のバージョン等でも使い方は概ね同じです．
• PC（Windows, MacどちらでもOK）
• Arduino IDE >= 1.8
• Micro USBケーブル
  • ESP32開発ボードとPCの接続に使います
• その他電子部品
  • LED
  • サーボモーター
  • ブレッドボード
  • ジャンパワイヤ

3. セットアップ

3.1 ブレッドボードについて

ESP32開発ボードは１枚のブレッドボードに差すと，ジャンパワイヤ等を差すスペースがなくなってしまうので，２枚使うと便利です．

3.2 Arduino IDEの設定

基本的に，公式によるArduino-ESP32サポートをインストールする方法に沿って作業します．

※しばしばドキュメントが更新されるので，リンク切れ等に注意してください．

3.2.1 Boards Managerを使用したインストール

ESP32公式のインストール解説ページ にBoards Manager の URL があるのでこれをコピーします．

Arduino IDE を起動し、ファイル → 環境設定 → 追加のボードマネージャのURL に，先ほどの URL を追記して OK を押します．

Arduino IDEで、ツール → ボード → ボードマネージャ に進み，「esp32」で検索してESP32のボードをインストールします。

インストール後、ツール → ボードメニューからESP32ボードを選択します．選択肢がたくさんありますが，よくわからない場合は ESP32 Dev Module を選べば大抵は大丈夫です．

ESP32とPCをUSBケーブルで繋いだら，ツール → シリアルポート から ESP32の繋がっているポートを選択します．

4. Hello World!

良い開発は挨拶から始まります．

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  Serial.println("Hello World!");
  delay(1000);
}

シリアルモニタで Hello World! が見えれば成功です．

5. ESP32のピン配列

ESP32チップには、複数の機能を備えた48ピンが付属しています。すべてのESP32開発ボードですべてのピンが公開されているわけではなく、一部のピンは使用できません。

例えば，今回使用している DevkitC では，38ピン（片側19ピン×2）を使用することができます．

ESP32 DevkitCのピンに関するより詳しい情報は例えば以下を参照：

• ESP32-DevKitC V4 Getting Started Guide

6. Lチカ

ESP32のほとんどのピンは多目的であるため，Lチカのためのデジタル出力ピンとしてはGPIOは0, 1, 3, 6～11以外のすべてのピンが使用できます．

例えば GPIO 5 を使う場合，GPIO 5 に LED のアノードを接続し，抵抗を介してGNDへ接続します．

さらに以下のコードを書き込むことでLチカが実行できます：

const int LED_PIN = 5;

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  delay(1000);
}

7. PWM出力

既に述べたようにESP32のほとんどのピンは多目的であり，ピンの大部分は、デジタル入力または出力として使用できます．

ただし，一部のGPIOピンは、起動時またはリセット時に自動的にHIGHになるか、自動的にPWM信号を出力します．これにより予期しない挙動になる場合がありますので，注意が必要です．

具体的には，PWM出力を制御したい場合には GPIO 0,1,3,14,15,34,35,36,39 は使用しないのが無難です．34,35,36,39はデジタル出力に対応しておらず，0,1,3,14,15は特別な用途や初期状態のために用いられます．

7.1 サーボモーターの制御

PWM信号で制御できる部品であればサーボモーター以外でも構いません．

まず，下のようにサーボモーターをESP32開発ボードに接続します：

• サーボモーターの制御線（オレンジや白など） ⇔ GPIO 13
• サーボモーターの電源線（赤など） ⇔ 5V
• サーボモーターのGND線（茶，黒など） ⇔ GND

7.1.1 Servoライブラリのインストール

ServoESP32のリポジトリをダウンロードし，解凍したフォルダをArduinoのライブラリフォルダへ配置します．（Windowsの場合はデフォルトだと C:\Users\(ユーザー名)\Documents\Arduino\libraries です）．

インストールはこれだけで完了です．

7.1.2 サンプルプログラム

角度を90度回転させて、元に戻るのを繰り返すプログラムです。

#include <Servo.h>

Servo myservo; //Servoオブジェクトを作成

void setup() {
  myservo.attach(13); //13番ピンにサーボ制御線（オレンジや白など）を接続
}

void loop() {
  myservo.write(90); //90度まで回転 
  delay(1000);
  myservo.write(0); //0度まで回転
  delay(1000);
}

以上です．

8. 参照

• Arduino-ESP32サポートをインストールする方法
• GitHub - RoboticsBrno / ServoESP32
• ESP32-DevKitC V4 Getting Started Guide