1400円のWi-Fi付きマイコン『ESP32』で始めるIoT電子工作入門(15個の無料チュートリアル)

こんにちは!この記事では私がESP32を2018/12月に購入して1か月で出来るようになったことを、チュートリアル形式で紹介します。

ESP32とは?

ESP32シリーズは Wi-FiとBluetoothを内蔵する低コスト、低消費電力なSoCのマイクロコントローラである。
wikipediaより

より簡単に説明すると、「Wi-FiやBluetooth等が使えるIot電子工作に便利で安価なマイコン」です。
特に良いのが、Arduino開発環境を使えるという点です。開発コミュニティも活発で、すぐに情報が見つけられるのでIot電子工作初心者だけでなく、電子工作自体をしたことがない人もESP32を使えます。(twitterで「esp32」と検索するといかに活発化が分かりますよ!)

◆ESP32で出来ること

できることが多すぎて一部の紹介になります。ご了承ください。

スマホから電子回路を操作

SP32はただWi-Fiに繋ぐだけではなく、webページを動作させるwebサーバーとしても動作できます。これを利用して、スマホから電子回路を操作できるのです!

web上のデータを表示する

httpリクエストを利用して、web上のデータを取得できます。以下の例では天気予報のデータをESP32で取得して、それをディスプレイに表示しています。

今まではスマホを見て天気予報を確認していたので、普通に生活の質が上がりました。ディスプレイを合わせても2000円行きません。

タッチセンサでピアノ

ESP32はその前に出たESP8266というWi-Fi接続可能なマイコンの後継です。その際に加わった新機能として「タッチセンサ」があります。端子に電気を通すものをつなぐだけでセンサーになってしまうのです。バナナを接続しても動きます。
ということでこれを利用してピアノを作ってみました。IoTとかもう関係ない。普通にタッチセンサが楽しい。


ラジコン飛行機

これは私が作ったものではない&ESP8266の物ですが、ESP32でも動作するはずです。

このように、Wi-Fiに接続できるという利点から様々な電子工作が可能になります。
市販されているArduinoの価格は3000円近くしますが、スペック的にはESP32の方が圧勝でしかも単体なら700円と激安。扱いやすい開発ボードでも1400円程度とかなりお得になっています。

以下のチュートリアル一覧では、この開発ボードを使う前提で解説しています。Amazonでも同等の商品が発売されているので要チェックです。(動作確認はしていないので、なるべく秋月電子さんの開発ボードを購入したほうがいいかもです)

◆チュートリアルで出来るようになること

以下の入門チュートリアルでは、上記のラジコン飛行機以外のものを実際に作っていきます。最後にはオリジナルのお天気ステーションが出来上がります。
かなりステップを区切って記事にしていますので、ご安心ください。

◆チュートリアル記事一覧

チュートリアル記事をやるべき順にまとめました。

💠ESP32のセットアップ

ESP32を購入しよう
ESP32の使用準備(Arduinoとして使用する)

💠ESP32で出来ることを確認する


ここではスマホから操作できるLEDを実際に作りますが、コードの内容が初心者には難しくなっています。ですので、回路を組んでコードをコピペしてとりあえず動かしてみましょう!
初心者に大事なのは「よくわからんけど動いた!すごい!なんで動くんだろうか」⇒「詳しく知りたい」というモチベーションの出し方です。
以下の記事でも、

①まず動いている様子を見せる ②コードの解説

という流れをとっています。ワクワクしながら作りましょう。

ESP32を使ってスマホからLチカ(LED点滅)する【webserver】
IoTマイコンのESP32にWi-Fi経由でプログラムを書き込む【OTA】

💠基本部品の制御

LEDやモーターなど、一般的な部品の制御をしていきます。

ESP32で電子ホタルをつくる(PWM制御、ledc)
ESP32でledcWrite()を使ってPWM出力をする
ESP32でモーターを駆動する
ESP32でRGBLEDを使う
ESP32で圧電スピーカーを動かしてみた

💠タッチセンサ


ESP32で実装されたタッチセンサを使っていきましょう。

ESP32でタッチセンサを使ってみた
ESP32でタッチセンサを使ってLチカする(スイッチとしての使用)
ESP32でタッチセンサを使ってピアノを作ってみた
以下の二つは若干番外編。3つのタッチセンサだけでドレミファソラシドが鳴らせるのかを検討したものです。飛ばしても全く構いません。

ESP32のタッチセンサ3つを使って8個の状態を表してみた
ESP32のタッチセンサ3つでドレミファソラシまで鳴らせるピアノを作ってみた

💠フォトトランジスタ(明るさセンサ)

LEDの逆の原理を利用して、光で起電力が発生する「フォトトランジスタ」を使って明るさを検知しましょう。

ESP32でフォトトランジスタ(明るさセンサ)を使う
ESP32で明るさセンサを使って「部屋が暗くなったらLEDを点灯」させてみた

💠組み合わせ応用編

いよいよここでスマホから操作可能なRGBLEDを作っていきます。

ESP32でwebserverを立ち上げてRGBLEDをスマホから調光する

💠文字・グラフィック表示をしてみよう

マイコンの醍醐味と言えば小さなLCD(液晶ディスプレイ)などへの数値出力。この項では一般的な文字表示LCD「AQM1602A」と、より自由に文字や絵が出力可能なグラフィック液晶「SSD1306」の使い方から応用までまとめました。

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