電子工作/ESP32 のバックアップ(No.5)

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ESP32 †

　　中国の Espressif Systems 社が作成したマイクロコントローラで、次の特徴を持つ。

特徴
1. Arduino IDE (IDE とは「東郷開発環境」のこと)で開発できる。
  (他の開発環境も選択しうる）
2. Wifi 対応(単体で無線LAN接続できる。)
3. Bluetooth 対応(単体でBluetooth接続できる。)
4. ESP8266 の後継。
ESP8266 との比較

比較項目 ESP8266 ESP32

対応する無線通信 Wifi, Bluetooth Wifi

CPU 32bit, dualcore, 160MHz 32bit, singlecore, 80MHz

Espressif 製のモジュール名 ESP-WROOM-32 ESP-WROOM-2

Arduino を使ってネットワーク接続をするのであれば、最初から ESP32 を使うことを考えるべき。

比較項目	ESP8266	ESP32
対応する無線通信	Wifi, Bluetooth	Wifi
CPU	32bit, dualcore, 160MHz	32bit, singlecore, 80MHz
Espressif 製のモジュール名	ESP-WROOM-32	ESP-WROOM-2

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開発用ボード †

　　ESP32用の開発ボードはいくつかある。今回は、Switchscience の ESPr Developer 32 を使用する。

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使用前の準備 †

ピンヘッダの半田付け
まずはこれから。これをしないと、プロトタイピングできない。
Arduino IDE のダウンロードと初期設定
- ポータブルな環境にするには、"Windows ZIP file for non admin install"を選択する。
  もちろん献金してよい。しかし、献金しなくても "Just Donwload" ボタンでファイルを取得できる。
  1.8.5 が最新版(2018-08-16 (木) 17:44:23時点)
- Switchscience の解説ページを参照して、Arduino IDE で ESP32 ボードを使えるようにする。
  - ファイル > 環境設定
    設定タブの「追加のボードマネージャーのURL:」に
```
https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json 
```
    を書き込み OK をクリックする。
  - ツール > ボード："Arduiono/Genuin Uno" にマウスのポインターを合わせ、
    現れたタブからボードマネージャを選んでクリック。窓に、ESP32 を入力すると、
    "esp32 by Expressif Systems"が現れる。これをクリックし、「インストール」をクリックする。
    ボードの定義がダウンロードされてインストールされる。
  - ツール > ボード："Arduiono/Genuin Uno" にマウスのポインターを合わせ、
    ESP32 Dev Module を選択する。
  - ツール > シリアルポート
    でそれらしい COM3 などを選択する。選択しないと通信できない。
はまったところ
1. コンパイルがエラーで止まる。
  Mc Afee のウィルス対策ソフトのリアルタイムスキャンが影響している。これを止めると、コンパイルできる。
2. ツール > シリアルポートで選べない。
  USB Type B micro のコネクタが深く刺さっていないと、COMポートが認識できない。
  ちなみに、シリアル通信のデバイスドライバは、Windows が勝手にインストールしてくれる。

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テストプログラム †

　　接続できたと思ったら、次のプログラム（Arduino ではスケッチと呼ぶ）を試してみる。

Arduino としての機能
次のスケッチを実行し、ツール > シリアルモニタでシリアルモニタ（別枠の窓）を表示させる。
右下の通信速度を、スケッチ中の 115200bps に変更する。
```
void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  Serial.println("Hello World.");
  delay(1000); 
}
```
うまくいけば、1秒(1000ミリ秒)に1回、"Hello World." と表示される。

Wi Fi としての機能
ファイル > スケッチ例 > (EES32 Dev Module 用のスケッチ例から) Wi Fi > Wi Fi Scan を選択する。
次のスケッチが表示される。~

#include "WiFi.h" 

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

    // Set WiFi to station mode and disconnect from an AP if it was previously connected
    WiFi.mode(WIFI_STA);
    WiFi.disconnect();
    delay(100); 

    Serial.println("Setup done");
}

void loop()
{
    Serial.println("scan start");

    // WiFi.scanNetworks will return the number of networks found
    int n = WiFi.scanNetworks();
    Serial.println("scan done");
    if (n == 0) {
        Serial.println("no networks found");
    } else {
        Serial.print(n);
        Serial.println(" networks found");
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            // Print SSID and RSSI for each network found
            Serial.print(i + 1);
            Serial.print(": ");
            Serial.print(WiFi.SSID(i));
            Serial.print(" (");
            Serial.print(WiFi.RSSI(i));
            Serial.print(")");
            Serial.println((WiFi.encryptionType(i) == WIFI_AUTH_OPEN)?" ":"*");
            delay(10);
        }
    }
    Serial.println(""); 

    // Wait a bit before scanning again
    delay(5000);
}

これを実行すると、無線LANの情報が表示されるはずである。

その他
1. ホール素子
  ファイル > スケッチ例 > (EES32 Dev Module 用のスケッチ例から) ESP32 > Hall Sensor
  内蔵のホールセンサの値(磁場に関係した量)を表示できる。
2. タッチセンサ
  ファイル > スケッチ例 > (EES32 Dev Module 用のスケッチ例から) ESP32 > Touch > Touchread
  GPIO4 のピンからケーブルを伸ばすと、それに接触したかどうかで判定できる。
  いわば、タッチセンサ―として機能する。それを試すプログラム。

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IFTTT で利用する。 †

IFTTT を使う際の考え方
こちらのページにまとめた。IFTTTの webhooks サービスを利用する。そのためには、
https で ifttt.com に POST しなければならない。

https で特定のサイトにアクセスする。

予備知識
ブラウザは、http と https を区別なくアクセスするように見える。しかし、マイコンで https で
開設されているサイトにアクセスするには、工夫が必要になる。サンプルプログラムは、
ファイル > スケッチ例 > (EES32 Dev Module 用のスケッチ例から) Wi Fi Client Secure > Wi Fi Client Secure
で得られる。

証明書の取得
「ESP32からIFTTTを使ってLINE Notifyで通知を送ってみた／スケッチの設定」を参照して、
送信先であるifttt.comにアクセスするための証明書を取得する。