ESP32 シリアル通信テスト

 

　ESP32は、シリアル通信ポートを3個持っています。UART0,UART1,UART2です。

　各ポートのピン割り当ては、

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　UART0

　RXD0 --- GPIO3

　TXD0 --- GPIO1

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　UART1（デフォルトでは使用不可）

　RXD1 --- GPIO9

　TXD1 --- GPIO10

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　UART2

　RXD2 --- GPIO16

　TXD2 --- GPIO17

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　となっています。（UART1の使用法は、Qiitaのサイトをご覧ください。）

 　Arduino IDEは、シリアルモニタを持っていますので、まずそれからテストします。

　シリアルモニタで使用されるポートは、UART0です。

　次のようなスケッチで、エコーバックテストをしました。

シリアルモニタから送信した文字が表示されます。

　通信速度を上げてテストをしてみると、500000bpsまで通信できました。

　UART0のRXD0(GPIO3)をPicoScopeで見てみると（500000bpsの時）

　という感じです。アイドリング時は、HIGHレベルで、スタートでLOWに下がります。

 

　次に、UART2を使ってパソコンと通信してみます。

　接続回路図です。GPIO16(U2RXD)とGPIO17(U2TXD)とUSBシリアル変換モジュールFT234を回路図のように接続します。

　パソコン側の通信ソフトは、定番のTeraTermで通信速度は115200bpsとします。

　ブレッドボードです。

　スケッチです。UART2の時は、Serial2とします。

 

TeraTermの画面です。キーボードから入力した文字がESP32に送られて、同じ文字が送り返されます。

 

ESP32 Arduino UNO風ボードの製作

　ESP32 DevKitCボードをブレッドボードに取り付けると、配線や部品を取り付けるスペースがありません。

　これでは、学習・実験を進めるのに不便です。そこで、Arduino UNOのようにピンソケットを両側に取り付けたボードを製作しました。

　

　大きさは、Arduino UNOとほぼ同じです。

　裏側です。

　ENとGNDの間に2uFのコンデンサを入れました。これで自動書き込みができます。

　ENとGNDの間に0.22uF～2.2uFのコンデンサを入れるのは、この手のボードを使う場合の常識のようです。

　でも、なぜ最初から入れてくれないのかな？

ESP32 Arduino IDEのセットアップからLチカまで

　ESP32では、多くのプログラム言語や開発環境を利用することができます。

　Arduino、C,C++7,C#、Python、Java Script、Lua、Ruby、Lisp、BASICなどのプログラム言語です。

　今回は、使い慣れたArduino言語を使うことにして、開発環境としてArduino IDEをセットアップします。

　Arduino IDEのセットアップの方法は、「EDP32 Arduino」で検索するとたくさんヒットします。例えばこちらのサイト。

　それを参考にセットアップしました。私のPCのOSはWindows10で、Arduino IDEのバージョンは、最新版の1.8.10です。

　手順を簡単に書いておきます。

　1 Arduino IDEを立ち上げて、メニューから「ファイル」→「環境設定」を開き、「追加のボードマネージャのURL」に

　https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

　と入力し「OK」をクリックします。

　2 「ツール」→「ボード」→「ボードマネージャ」を開きます。

　　「esp」と入力し、「esp by Espressif Systems」をインストールします。最新版の1.04をインストールしました。

　3 「ツール」→「ボード」で、「ESP32 Dev Module」を選択します。

　　これで、ESP32でArduino IDEを利用する準備ができました。

　4 パソコンとESP32ボードをUSBケーブルで接続します。必要があれば、USBシリアル変換ドライバをインストールします。

　　私の場合は、COM4にSilicon Labs CP201x USB to UART Bridgeとして自動的に認識されました。

　Arduino IEDの準備ができましたので、Lチカのスケッチをコンパイル転送してみます。

　スケッチです。GPIO25にLEDを接続して、0.5秒ごとに点灯、消灯させます。いわゆるLチカです。

　コンパイル、私の非力なノートパソコンでは、けっこう時間がかかります。プログラムの転送が始まりましたが、

　A fatal error occurred: Failed to connect to ESP32: Timed out waiting for packet header

 　というエラーが出て、ESP32に書き込むことができません。

　うーーん、困った。

　ネットを調べると、こちらのサイト手動で書き込む方法が紹介されています。

　試してみると、書き込みができました。

　が、いちいち書き込み時に「ENボタン」と「Bootボタン」を操作するのは、煩わしいです。

　自動的に書き込みが出来る方法を調べると、ENとGNDの間に0.22uF～2.2uFのコンデンサを追加する方法がありました。

　（ESP32について詳しく説明しているサイトは、こちら）

　ブレッドボードにESP32ボードを刺し（微妙にピッチが違い、すぅーとは刺さりません。力ずくで押し込みました。）テストすると

　1uFでは、NG。2uFでOKでした。

　回路図です。

　ブレッドボードです。

　無事、Lチカ成功です。ESP32勉強の第一歩です。

　しかし、これから勉強・実験を続けていくには、この状態では、あまり具合が良くありません。

　つまり、ブレッドボードに対して、ESP32ボードの幅が広く、ピンや部品を取り付けることができません。

　Arduino UNOボードのような実験用ボードを作りたいと思います。

ESP32の勉強を始めます

　最近話題になっているマイコンボードESP32の勉強を始めます。

　「インターフェース」1月号は、まさにESP32の特集です。さっそく購入しました。インターフェース誌の購入はほんとうに久しぶりです。

　この冊子には、ESP32モジュール、ESP32ボードM5Stackなどについて、詳しく書いてあります。

　ESP32の勉強をするのに何が良いかなと考えて、ブレッドボード向きのESP32-DevKitCを選びました。

　Espressif Syatem社の純正ESP32-DevKitCは、秋月電子で1,480円で販売しています。

　Amazonで同じようなものを探すと、waves ESP32 DevKitC V4というのがあり、1,580円です。送料が無料なので、こちらを購入しました。

　今日、このボードが届きました。モジュールは、ESP-WROOM-32Dが搭載されていて、技適マークもしっかりついています。

　USB- TTLチップは、CP2102N、電源レギュレータは、ASM1117、CPUはデュアルコア240MHzです。

　上から見ると

 

　下から見ると

　という具体です。

　この開発用ボードを使って、勉強を進めていくことにします。