Arduino IDEでESP32を設定する方法｜インストールからLED点滅テストまで

ArduinoESP32
2025.01.13

Arduino IDEを使ってESP32をプログラムするための手順を以下に説明します。なお、ArduinoIDEはすでにパソコンにインストールされていることを前提に記述いたします。

1. ESP32ボードマネージャのインストール

ESP32をArduino IDEで利用するには、IDEにESP32用のボードを追加する必要があります。

  1. Arduino IDEを起動します。
  2. メニューバーから ファイル > 環境設定 を選択し環境設定ウィンドウの「追加のボードマネージャのURL」欄に以下を入力します（すでに何か記述がある場合はカンマで区切って追加してください）
    https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
  3. 「OK」をクリックして設定を保存します。

ESP32ボードのインストール

  1. メニューバーから ツール > ボード > ボードマネージャ を開きます。
  2. 検索ボックスに「ESP32」と入力し、esp32 by Espressif Systems を探します。
  3. 「インストール」ボタンをクリックします。インストールが完了するまで待ちます。

ESP32の接続とポートの設定

  1. ESP32開発ボードをPCにUSBケーブルで接続します。
    • ドライバが自動でインストールされない場合は、CP2102やCH340のドライバをインストールしてください（ボードに応じて異なります）。私の場合は、ESP32-WROOM32Dを利用した二足歩行ロボット「クムクム」を手元に所有しておりこれはFT-231Xという標準で作動するインターフェースを使用しているため特に何もインストールしていません。
  2. Arduino IDEで ツール > ボード から、お使いのESP32開発ボード（例：ESP32 Dev Module）を選択します。私の場合は、クムクムで使用しているESP32-WROOM32DではESP32 Dev Module を選択しました。
  3. ツール > ポート から、ESP32が接続されたCOMポートを選択します。

テストプログラムの作成と書き込み

1. テストプログラムのコード

とにかくまずは正しくコンパイルしてボードに書き込まれるかをテストします。
以下は、クムクムPROの赤LED（IO32）のLEDを1秒ごとに点滅させるプログラムを書いてみました。お手元に開発ボードをお持ちでしたら、開発ボードにもLEDがオンボードで搭載されていますので、ポート番号を書き換えてテストします。

#define LED_RED  32  //この番号を変える

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

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

2. プログラムの書き込み

  1. 上記コードをArduino IDEにコピー＆ペーストします。
  2. メニューバーから スケッチ > コンパイル をクリックして、プログラムのコンパイルが成功するか確認します。
  3. スケッチ > マイコンボードに書き込む をクリックしてESP32にプログラムを書き込みます。
  4. 書き込みが成功すると、「ボードへの書き込みが完了しました」と表示されます。

動作確認

指定のLEDが1秒ごとに点灯と消灯を繰り返すか確認します。（以下はクムクムPROでの動作画面です）

補足情報

  • デバッグ情報の確認:
    • ツール > シリアルモニタ を開くことでデバッグメッセージやシリアル通信を確認できます。
  • トラブルシューティング:
    • 書き込みに失敗する場合、ボードの BOOT ボタンを押しながら書き込みを再試行してください。
    • 正しいCOMポートとボードが選択されているか確認してください。

注意事項

ESP32をArduino IDEで使用する際の注意事項を以下にまとめました。特に初心者がつまずきやすいポイントを中心に記載しています。

1.ボード選択ミス

必ず ツール > ボード で使用しているESP32のモデルを正しく選択してください。
ESP32にはさまざまなモデルがあるため、ESP32 Dev Module や ESP32-S3 DevKitC など、ボード名が一致するものを選びましょう。

2. COMポートの確認

ESP32がPCに接続されている場合、ツール > ポート からESP32が接続されたCOMポートを選択してください。
正しいポートを選択しないと、プログラムを書き込めません。

3. ドライバのインストール

ESP32のUSBインターフェースチップ（CP2102やCH340）に対応するドライバが正しくインストールされていないと、COMポートが表示されません。
Espressif Systemsや製造元の公式サイトから必要なドライバをダウンロードしてインストールしてください。

4. 書き込み時のエラー

プログラム書き込み中に「Connecting…」と表示されたまま進まない場合、ESP32ボードのBOOTボタンを押しながら書き込みを試してください。
書き込みが始まったらボタンを離して構いません。

5. GPIOの制約

一部のGPIOピンには特別な制約があります。
GPIO 0: ブートモード選択に使用。
GPIO 2: ブートログ出力に使用される場合があります。
GPIO 12: フラッシュ電圧選択ピン（注意が必要）。
GPIO 6〜11: 内部フラッシュメモリに使用されているため使用不可。
ピンの仕様や制約は、ESP32の公式データシートを確認してください。

6. 電源供給の安定性

USBポートや電源供給が不安定だと、ESP32の動作が正常に行えないことがあります。
特にWi-Fi通信時には瞬間的に高い電流が必要なため、可能であれば外部電源を使用してください。
7. Wi-FiとBluetoothの干渉
ESP32はWi-FiとBluetoothを同時に使用できますが、周波数帯域の干渉が発生する場合があります。
必要に応じて、片方の通信を停止させるか、チャンネル設定を調整してください。

8. スケッチサイズの制限

ESP32にはフラッシュメモリの制約があるため、大きなスケッチ（プログラム）を書き込む場合、使用可能なメモリ量を確認してください。
不要なライブラリを削除することで、スケッチサイズを削減できます。

9. セキュリティ

Wi-Fi通信を行う場合、SSIDやパスワードをスケッチに直接書き込むのは避けましょう。
セキュリティを強化するために、暗号化やセキュアストレージ機能の利用を検討してください。

10. 公式ドキュメントの参照

Espressif Systemsの公式ドキュメントは最新情報が記載されており、解決策やトラブルシューティングも豊富です。
公式ドキュメント（Espressif Systems）

11. トラブルシューティング

プログラムが動作しない場合、以下を確認してください：
電源供給は正常か？
GPIOピンの使用が適切か？
配線が間違っていないか？
シリアルモニタでエラーメッセージが出ていないか？

12. アップデートの確認

Arduino IDEやESP32のボードマネージャ、ライブラリは定期的に更新されています。古いバージョンを使用していると互換性の問題が発生する場合があるため、最新バージョンにアップデートしてください。

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