ESP32 入門
Lesson 01
【外観とピン配置】
こんにちは管理人のomoroyaです。
Lesson01は、「ESP32-DevKitC-V4」の外観とピン配置です。
ESP32を始める前に、ピン配置とピン機能は理解しておいた方が良いですよね！
ということで調査していきます。
ESP32入門編にて使用しているものは「ESP-WROOM-32D」です。
マイコンは「Espressif」ですが、ボードはいろいろなベンダーから発売されています。
値段も色々。
純正品の本体単品がほしい方はこちらとなります。
Espressifについて
ESPシリーズは「Espressif Systems」という2008年に設立されたファブレスの半導体企業で開発されたIoTソリューションに開発に焦点をあてたモジュールです。
人気のあるESP8266、ESP32、ESP32-S、ESP32-C、ESP32-Hシリーズのチップ、モジュール、開発ボードを作成しています。
ESP32-DevKitCの外観
「ESP32-DevKitC」にもいくつか種類があります。
ESP32を始めてみたいという方はまずは「ESP32-DevKitC-32E」ということになるかと思います。
Amazonで売られているものは「ESP32-DevKitC-32D」だったりと、バージョンが古かったりしますが・・・
学習、遊びで使う分には問題ありません。
■2022年4月現在のDevKitCシリーズ一覧
| ボード | 使用モジュール | メモリ | アンテナ |
|---|---|---|---|
| ESP32-DevKitC-32E | ESP32-WROOM-32E | 4 MB Flash | PCB |
| ESP32-DevKitC-32UE | ESP32-WROOM-32UE | 4 MB Flash | IPEX |
| ESP32-DevKitCVE | ESP32-WROVER-E | 8 MB Flash + 8 MB PSRAM | PCB |
| ESP32-DevKitCVIE | ESP32-WROVER-IE | 8 MB Flash + 8 MB PSRAM | IPEX |
| ESP32-DevKitC-32S1 | ESP32-SOLO-1 | 4 MB Flash | PCB |
「ESP32-DevKitC」の外観を下記に示します。
■表面
■裏面
ボードのバージョンは裏面に記載されています。
管理人の持っている「ESP32-DevKitC」のボードは「ESP32-DevKitC-V4」となります。
ボードとしては2022年4月時点ではV4が最新かと思います。
「ESP32-DevKitC-V4」の回路図は公開されています。
Espressif社サイト
「ESP32-DevKitC-V4」のデータシート、回路図を入手したい場合は下記リンクから入手することも可能です。
ESP-WROOM-32D
管理人が持っている「ESP32-DevKitC-V4」。
搭載のESP32モジュールは「ESP32-WROOM-32D」です。
※最新はESP32-WROOM-32E
Wi-Fi、Bluetoothが組み込まれたワイヤレスモジュール（マイコン）です。
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 動作電圧 | 3.0V～3.6V |
| 動作電流 | 80mA(Ave.) |
| 推奨動作温度 | －40℃ ～ +85℃ |
| フラッシュメモリ | 4MB |
| Wi-Fi | 802.11 b/g/n(802.11n up to 150Mbps) |
| Bluetooth | Bluetooth v4.2 BE/EDR and Bluetooth LW specification |
詳しい仕様について知りたい方は、以下サイトのデータシートを参照ください。
USBポート（Micro USB）
パソコンとの間で通信するためのUSB接続ポートです。
タイプは「Micro USB」。
■使用用途
- パソコンで作成したスケッチ（プログラム）を「ESP32-WROOM-32」に書き込み
- 「ESP32-WROOM-32」の制御（シリアル通信）
- USBを介した給電
EN button （Reset button）
ENという名前ですが・・・
リセットボタンです！
「ESP32-WROOM-32」の再起動用のボタンです。
プログラムの再実行、挙動が不安定になった場合に押します。
Boot button
ESP32-WROOM-32の起動モードは２つ。
■Flash Boot
フラッシュメモリのプログラムからの起動モード
Bootボタンを押さずに電源を投入して、Flash Bootで起動
■Download Boot
シリアル通信でプログラム書込モード
USB to UART Bridge
PC（USBポート）とマイコンとのやり取りをするための「USB to UART Bridge」。
最大3Mbpsの転送速度。
電源LED
「ESP32-DevKitC-V4」の状態を確認するためのLEDです。
USBまたは外部5V電源がボードに接続されているときにオンになります。
電源オプション
「ESP32-DevKitC-V4」に電力を供給する方法は３つ。
- Micro USBからの供給（通常）
- ５V/GNDピン使用
- 3.3V/GNDピン使用
Antenna
Wi-Fi、Bluetoothのアンテナ。
PCBアンテナとなります。
PCB : Printed Circuit Board
つまりプリント基板ということ。
基板の導線パターンをアンテナとして用いたもののことです。
ESP32-DevKitC-V4 ピン配置と割り当て
IOピン配置およびピンの割り当てについて説明していきます。
回路図と照らし合わせてみるのも1つです。
https://dl.espressif.com/dl/schematics/esp32_devkitc_v4-sch.pdf
ESP32-DevKitC-V4 Pin Layout
「ESP32-DevKitC-V4」のピンレイアウト図です。
IOピン（J2側）
J2側のIOピンです。
※J2は「ESP32-DevKitC-V4」の回路図にあわせた番号です！
https://dl.espressif.com/dl/schematics/esp32_devkitc_v4-sch.pdf
Type
P：Power I：Input I/O：Input/Output
| No. | Pin Name | Type | 機能 |
|---|---|---|---|
| 1 | 3V3 | P | 3.3 V power supply |
| 2 | EN | I | CHIP_PU, Reset |
| 3 | IO36 | I | GPIO36, ADC1_CH0, S_VP |
| 4 | IO39 | I | GPIO39, ADC1_CH3, S_VN |
| 5 | IO34 | I | GPIO34, ADC1_CH6, VDET_1 |
| 6 | IO35 | I | GPIO35, ADC1_CH7, VDET_2 |
| 7 | IO32 | I/O | GPIO32, ADC1_CH4, TOUCH_CH9, XTAL_32K_P |
| 8 | IO33 | I/O | GPIO33, ADC1_CH5, TOUCH_CH8, XTAL_32K_N |
| 9 | IO25 | I/O | GPIO25, ADC1_CH8, DAC_1 |
| 10 | IO26 | I/O | GPIO26, ADC2_CH9, DAC_2 |
| 11 | IO27 | I/O | GPIO27, ADC2_CH7, TOUCH_CH7 |
| 12 | IO14 | I/O | GPIO14, ADC2_CH6, TOUCH_CH6, MTMS |
| 13 | IO12 | I/O | GPIO12, ADC2_CH5, TOUCH_CH5, MTDI |
| 14 | GND | G | Ground |
| 15 | IO13 | I/O | GPIO13, ADC2_CH4, TOUCH_CH4, MTCK |
| 16 | IO9 | I/O | GPIO9, D2 |
| 17 | IO10 | I/O | GPIO10, D3 |
| 18 | IO11 | I/O | GPIO11, CMD |
| 19 | 5V0 | P | 5 V power supply |
IOピン（J3側）
J3側のIOピンです。
※J3は「ESP32-DevKitC-V4」の回路図にあわせた番号です！
https://dl.espressif.com/dl/schematics/esp32_devkitc_v4-sch.pdf
Type
P：Power I：Input I/O：Input/Output
| No. | Pin Name | Type | 機能 |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | G | Ground |
| 2 | IO23 | I/O | GPIO23 |
| 3 | IO22 | I/O | GPIO22 |
| 4 | IO1 | I/O | GPIO1, U0TXD |
| 5 | IO3 | I/O | GPIO3, U0RXD |
| 6 | IO21 | I/O | GPIO21 |
| 7 | GND | G | Ground |
| 8 | IO19 | I/O | GPIO19 |
| 9 | IO18 | I/O | GPIO18 |
| 10 | IO5 | I/O | GPIO5 |
| 11 | IO17 | I/O | GPIO17 |
| 12 | IO16 | I/O | GPIO16 |
| 13 | IO4 | I/O | GPIO4, ADC2_CH0, TOUCH_CH0 |
| 14 | IO0 | I/O | GPIO0, ADC2_CH1, TOUCH_CH1, Boot |
| 16 | IO2 | I/O | GPIO2, ADC2_CH2, TOUCH_CH2 |
| 17 | IO15 | I/O | GPIO15, ADC2_CH3, TOUCH_CH3, MTDO |
| 17 | IO8 | I/O | GPIO8, D1 |
| 18 | IO7 | I/O | GPIO7, D0 |
| 19 | IO6 | I/O | GPIO6, SCK |
INPUTピン
デジタル入力としてLOWまたはHIGHを入力します。
全てのGPIOピンで利用可能です。
ESP32は3.3V動作。
- 25%の0.825Vより低い電圧：LOW
- 75%の2.475Vより高い電圧：HIGH
アナログピン
analogRead()に使えるピンです。
■アナログピン（ADC）に使えるピン一覧
| Pin Name | 機能 |
|---|---|
| IO36 | ADC1_CH0 |
| IO39 | ADC1_CH3 |
| IO34 | ADC1_CH6 |
| IO35 | ADC1_CH7 |
| IO32 | ADC1_CH4 |
| IO33 | ADC1_CH5 |
| IO25 | ADC1_CH8 |
| IO26 | ADC2_CH9 |
| IO27 | ADC2_CH7 |
| IO14 | ADC2_CH6 |
| IO12 | ADC2_CH5 |
| IO13 | ADC2_CH4 |
| IO4 | ADC2_CH0 |
| IO0 | ADC2_CH1 |
| IO2 | ADC2_CH2 |
| IO15 | ADC2_CH3 |
OUTPUTピン
GPIO0～GPIO33までのGPIOで利用可能。
デジタル出力としてLOWかHIGHを出力します。
SPIピン
SPI用にデフォルトで使えるピンです。
VSPIと呼ばれています。
| Pin Name | 機能 |
|---|---|
| IO23 | VSPID |
| IO22 | VSPIWP |
| IO21 | VSPIHD |
| IO19 | VSPIQ |
| IO18 | VSPICLK |
| IO5 | VSPICS0 |
他、まだまだ色々ありますが詳細はデータシートで確認できます。
可能なかぎり、追記したいと思います。
まとめ
「ESP32 入門 Lesson 01 【外観とピン配置】」ここまで。
外観とピン配置がどうなっているか、回路図と照らし合わせて「ESP32-DevKitC-V4」のピンがマイコンのどこにつながっているか確認してみるのが良いと思います。
ただし、細かいことは知らなくても遊べるので大丈夫です。
でも、少しでも知っていたほうが後々何かの役に立つのではと考えています。
また、管理人の備忘録として記事にしてみました。
ピン機能についてはできれば、もっと詳しく書ければよいなと考えています。
※時間がかかるかもしれません・・・。
次回は、「ESP32-DevKitC-V4」を動かします。
最初はやっぱりLチカですよね！
ESP32入門編にて使用しているものは「ESP-WROOM-32D」です。
マイコンは「Espressif」ですが、ボードはいろいろなベンダーから発売されています。
値段も色々。
純正品の本体単品がほしい方はこちらとなります。
コメント