2020年3月27日

ESP-WROOM-02でIoT　その①

IoTと聞くと、大企業や最先端なベンチャー企業が色々製品を出しており、一見難しそうに感じますが、実は数百円から始めることができます。

それが、この「ESP-WROOM-02」という数センチ四方の小型モジュールです。

 

緑枠がWiFiのアンテナ、赤枠がESP-WROOM-02本体です。

ESP-WROOM-02は、無線LAN＋MCU(CPU)+メモリ＋ストレージを搭載した極小のPCみたいなものです。

私が購入したものは、Amazonで「waves ESP8266 WiFiモジュール（技適取得済み） ESP-WROOM-02 キット 青基盤」というもので、

 

自身でチップ部品などのはんだ付けが必要です。後ほど紹介しますが、実験用途では開発ボードを買ったほうが楽ちんです。

 

■処理能力
・MCU（CPU）：80MHz
・メモリ：80KB
・ストレージ：2～4MB
・WiFi：2.4GHz（802.11b/g/n）

 

極小なのであまり重たい処理はできませんが、センサーの監視やちょっとしたサーバー用途で使うことができます。
このままでは何もできないただのICチップなので、用途に応じたセンサーをつけたりプログラムを書き込む必要があります。

電源は、3.3Vで駆動するので乾電池やモバイルバッテリー、USB電源、小型のリチウムイオン電池なども使えます。

 

LEDを点滅させる例がよく挙がられますが、LEDが点滅しても全然楽しくないので、
今回は環境（温度、湿度、気圧）センサーを繋げて小型の有機ELディスプレイに表示してみます。

 

■準備するもの

・ESP-WROOM-02

Amazonやスイッチサイエンス、秋月電子通商さんで買えます。
USBにつないですぐ書き込める開発ボードがオススメです。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-12236/

※注意点

チップ単体で購入すると、書き込む際にスイッチや抵抗、コンデンサを取り付けないといけない為、実験用途ではUSBシリアル機能がついた開発ボードをオススメします。
Amazonで購入する場合、技適が通っていない某国製が格安で大量に販売されていますが、くれぐれも買わない、又は買ってもWifiなどの無線系統は使わないようにしてください。
電波法にひっかかり、発覚した場合罰せられます。
不安な方は、秋月電子通商やスイッチサイエンスなど安心できるショップで購入しましょう。

 

・USBシリアル変換モジュール（3.3Vが扱えるモノ）

ESP-WROOM-02にプログラムを書き込む際に必要です。
開発ボードの場合、不要です。

 

・ブレッドボード、ジャンパーワイヤ

ESP-WROOM-02にセンサー、電源を繋ぐ際に必要です。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00315/

 

・ブレッドボード用電源

3.3V出力可能なブレッドボード用電源。
https://www.switch-science.com/catalog/2243/

 

・BME280

気温、湿度、気圧が測定できるセンサー
i2c又はSPIというシリアル通信で、各種データが出力されます。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-09421/

 

・小型有機ディスプレイ（SSD1306）

i2cで接続可能なディスプレイ。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-12031/

 

・ちょっとした電気の知識

私も本職ではない為、あまり難しい所は説明できませんのでご了承ください。

 

・はんだごて

センサー、ディスプレイなどブレッドボードに接続するヘッダーピンがバラで付属しているものがあるので、自身ではんだづけが必要です。

ここでは、開発ボードを使った例を紹介します。
※配線、その他全般の責任は負えません。ご自身でよく調べてからお願いします。
※例えばBME280にしても様々なメーカーから発売されており、プリントされている端子名等が異なったりしますのでよく調べてから接続してください。

 

■ブレッドボードに配置
小さな端子がたくさんありますが、適当に配置してはいけません。

 

①：A～E列（青線）：端子間で結線（ショート）状態
②：F～J列（青線）：端子間で結線（ショート）状態
③：①と②（EとF）の間は未接続（オレンジ線）
④：1～30行：端子間で結線されていない（灰色線）
※図の線は説明のために引いてあります。

ちょうどよいからといって、センサーなどの端子を①や②の向きに接続するとショートしてしまいます。
基本、④の向きに配置します。

 

ESP-WROOM-02、BME280、ディスプレイ、電源を配置した図です。
※ESP-WROOM-02、ディスプレイ、BME280は、メーカーによって若干端子が異なります。

※以下の図のESP-WROOM-02はFritzingにWavesのものがなかったので、それっぽい奴を例に記載しています。

 

接続端子は以下になります。
※プラス電源はものによってV+、VCC、VDDだったり異なりますが同じです

 

・ESP-WROOM-02

GND：電源のマイナス
V+：電源のプラス
IO4：I2C（SDA）
IO5：I2C（SCL）

 

・ディスプレイ

VCC：電源のプラス
GND：電源のマイナス
SCL：WROOM02のIO5
SDA：WROOM02のIO4

 

・BME280

VDD：電源のプラス
GND：電源のマイナス
CSB：未使用
SDI：SDA（IO4）
SD0：電源のマイナス
※秋月のAE-BME280の場合、I2Cのアドレス選択はSD0をGND に接続すると [0x76]( デフォルト )、VDD に接続すると [0x77] になります。（マニュアルより）
SCK：SCL（IO5）

 

プログラムの書き込みなどは「ESP-WROOM-02でIoT その②」でご紹介します。「List→」ボタンクリック