かとう あきのり このシリーズの説明
レゴブロックなどの市販のキットは簡単に取り扱えますが価格的にしきいが高いかもしれません。そこで、ESP32という安価なマイコンを使ってプログラミングするための準備と実際の制作を発信していきます。
ESP32マイコンとは
ESP32シリーズはWi-FiやBluetoothを内蔵しており安価で低消費電力なマイコンです。IoTの電子工作に便利に使うことができます。プログラミングにはArduino(アルドゥイーノ)マイコンの操作が簡単な開発環境が使えます。
ESP32シリーズはいろいろなものがありますが、ここでは一番一般的な ESP-WROOM-32Dを使用します。ESP32はEspressif Systemsという会社が開発して販売しています。日本ではマイクロテクニカ社から純正品が発売されています。また、純正品以外でも様々なメーカから互換品が発売されており、Amazonなどで1000円前後から入手することができます。純正品でも2000円ちょっとですから初めは純正品を購入するのが安心でしょう。https://www.amazon.co.jp/dp/B07G1867ZX
ArduinoIDE（開発環境）の準備
開発環境ソフトウェアのダウンロードとインストール
Googleで「Arduino」を検索すると結果にArduio-Homeが出てきます。Chromeなどのブラウザの機能で日本語表示にするとうまく表示されない場合がりますので、英語表示のままのほうが良いです。
SOFTWAREタブをクリックするとダウンロードページが表示されます。
Windowsパソコンを使っている場合は「Windows Win7 and newer」をクリックします。（Windows10,11のパソコンの方はWindows app版でも良いですがデスクトップ版をお勧めします。）Macなど他のパソコンをお使いの方はそちらをクリックしてください。以降Windowsパソコンで説明していきます。
ダウンロードの画面になります。「JUST DOWNLOAD」をクリックします。寄付をしてArduinoの運営を応援してあげようという方は「CONTRIBUTE & DOWNLOAD」をクリックします。（PAYPAL or クレジット払い）もちろん「JUST DOWNLOAD」で無償でダウンロードしても全く問題ありません。
ダウンロード中はアンケートの回答画面が表示される場合があります。時間が許せばアンケートに回答してあげましょう。アンケートは×で閉じてしまっても大丈夫です。
ダウンロードされます。ダウンロードしたファイルが画面左下に表示されます。（写真はGoogle Chrome）ダウンロードしたファイルをクリックしてインストーラを起動します。
ArduinoIDEでESP32を使えるようにする
ESP32とパソコンをUSBケーブルで接続します。ESP32側はマイクロUSBです。ケーブルは通信ができるものを使用してください。（充電のみのケーブルはNG）
デスクトップに「Arduino」のショートカットアイコンが作られていますので、そのショートカットをダブルクリックしてArduinoIDEを起動します。
ArduinoIDEで「ファイル」→「環境設定」を開きます。
「追加ボードマネージャのURL」に https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json を入力してください。
「ツール」→「ボード」→「ボードマネージャ」を開きます。
検索ボックスに esp32 と入力します。すると、この図のようにesp32が表示されます。「バージョンの選択」コンボボックスは最新のバージョンを選択すればよいです。「インストール」ボタンをクリックしてインストールします。
「ツール」→「ボード」→「ESP32 Arduino」→「ESP32 Dev Module」を選択して、使用するボードをESP32とします。
「ツール」→「シリアルポート」からESP32が接続されているシリアルポートを選択します。
これでESP32をArduinoIDEで使用するためのセットアップは完了です。
テストプログラムを試す
まずは、ESP32本体のみで試すことができる。ごく簡単なプログラムを試してみます。
ESP32についている「BOOT」スイッチを押している状態を監視してシリアル出力するプログラムのソースコードです。
// より後ろの文字はコメント（プログラムを説明するだけのもの）なので入力しなくとも動きます。
今回はプログラムの各項目についての説明は省略します。次回以降の本格的なプログラミングの時に適宜説明していきます。
プログラムのソースコードを入力したら、✔マークをクリックします。（「スケッチ」→「検証・コンパイル」でも呼び出せます。）すると検証とコンパイルが実行されます。初回は作ったプログラムを保存するためのファイル選択ウィンドウが表示されますので、適当な名前を付けて保存します。
プログラムの記述にミスがあるとその部分がこの図のように赤色背景で表示されます。ここ例ではSWITCHMOとNと入力すべきところがMになっていますので修正します。
プログラムのソースコードを修正したら、再度✔マークをクリックします。
間違いがなければ「コンパイルが完了しました。」となります。
シリアル通信をモニタするために、シリアルモニタを起動します。画面右上の虫メガネアイコンをクリックします。（「ツール」→「シリアルモニタ」でも起動できます。
シリアルモニタが起動します。プログラムのSerial.begin(115200);で通信速度を指定しますので、これと同じにコンボボックスにて「115200bps」を選択します。
作成したプログラムをESP32マイコンに書き込みます。➡アイコンをクリックします。（「スケッチ」→「マイコンボードに書き込む」でも書き込みできます。）
➡ボタンをクリックすると、再度プログラムがコンパイルされます。純正ボードの場合はコンパイルが完了すると、そのままでマイコンへプログラムの書き込みが行われます。
純正ボードでない互換品の場合には、コンパイル後に自動的に書き込みが行われないものがあります。この写真は私の持っている互換品ですが、コンパイル完了後「Connecting…..」と表示されたら、ボードの「BOOT」スイッチを長押しする必要がありました。互換品によって書き込みの時の操作が異なるものがある可能性があります。（そのボードの説明書を確認してください。）
書き込みに成功したら「ボードへの書き込みが完了しました。」と表示されます。失敗したときには「BOOT」スイッチを押していなかったり、通信ポートの指定が間違っているなどが考えられます。
書き込みに成功したら、ESP32マイコンの「EN」スイッチを押すと、リセットされて書き込んだプログラムが起動します。
シリアルモニター起動時の情報についで、作成したプログラムが出力する文字が表示されます。
作成したプログラムは0.5秒ごとに「BOOT」スイッチの状態を表示するプログラムです。
BOOTスイッチを押していないときには１、押しているときは０が0.5秒ごとにシリアルモニタに表示されます。
次回予告
次回はESP32だけではなく、LEDなどの電子部品を追加して制御する方法を解説していきます。