まずは、サーボモーターを制御するためのライブラリー（ESP32 Servo）をインストールします。

それぞれの違いは、使用するサーボの制御範囲「ESP32Servo(0～180度)／ESP32Servo360（0～360°）」です。ここでは、[ESP32Servo]を選択してインストールします。

※直接ZIP形式で入手される場合は、こちらからダウンロードできます。ESP32-Arduino-Servo-LibraryのCloneをクリックして「Download ZIP」を選択。

ダウンロードしたインクルードファイルを組み込むには、[スケッチ]->[ライブラリーをインクルード]->[.ZIP形式・・]でインストールを行います。

プログラム

#include <ESP32Servo.h>
#include <stdio.h>
#include <string>

Servo myservo;
int pos = 160;
// Recommended PWM GPIO pins on the ESP32 include 2,4,12-19,21-23,25-27,32-33
int servoPin = 16;

void setup()
{
    myservo.setPeriodHertz(50);
    myservo.attach(servoPin, 400, 2400); // sg90仕様書に合わせて設定
    Serial.begin(115200);
}

void loop()
{
    String key;
    if (Serial.available())
    {
        key = Serial.readStringUntil('\n');
        Serial.println(key);
        //Serial.println("print!");
        int newAngle;
        newAngle = atoi(key.c_str());
        Serial.println(newAngle);
        if (newAngle <= 180 && newAngle >= 0)
        {
            while (pos != newAngle)
            {
                if (pos < newAngle)
                {
                    myservo.write(pos++);
                    delay(5);
                }
                else
                {
                    myservo.write(pos--);
                    delay(5);
                }
                Serial.println(pos);
            }
        }
        else
        {
            Serial.printf("Out of range [%3d]\n", newAngle);
        }
    }
}

▼サーボモーターSG90&SG92R仕様

• SG90（低トルク）
• 標準速度サーボモーター120度、最大速度は180度
• 作動トルク：1.2-1.4KG /cm
• 反応速度：0.12秒/ 60度
• 使用温度：-30℃-60℃
• 動作電圧：4.8V-6V
• 茶：GND、赤：+5V、橙：信号線

• SG92R（低中トルク）
• PWMサイクル：20mS
• 制御角：±約90°(180°)
• 配線：茶=GND、赤=電源[+]、橙=制御信号 [JRタイプ]
• トルク：2.5kgf・cm
• 動作速度：0.1秒/60度
• 動作電圧：4.8V
• 温度範囲：0℃~55℃
• 外形寸法：23×12.2x27mm
• 重量：9g

▼操作

シリアルモニターから角度を入力してサーボをコントロール

今回は、ESP32同士の通信を学びます。まずは、２個のESP32モジュールを準備します。

まずは、各モジュールに割り当てられた「MACアドレス」の情報を調べる必要があります。この情報は、モジュール内部に持っていますので、読みだして確認することができます。

下記の手順で「MACアドレス」の情報表示を行うプログラムを読み込みます。

▼サンプル・プログラム

• ボードバージョン：ESP32 by Espressif Systems Ver2.0.17
• ライブラリーバージョン：xx

/*
 * https://github.com/espressif/arduino-esp32/issues/932
 */
#include "esp_system.h"

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);
  
  // Get MAC address for WiFi station
  uint8_t baseMac[6];
  esp_read_mac(baseMac, ESP_MAC_WIFI_STA);
  char baseMacChr[18] = {0};
  sprintf(baseMacChr, "%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X", baseMac[0], baseMac[1], baseMac[2], baseMac[3], baseMac[4], baseMac[5]);

  Serial.print("MAC: ");
  Serial.println(baseMacChr);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:

}

上記のプログラムをESP32に書き込み、シリアルモニタを起動します。

モジュールのリセットボタンを押すと、通信に必要となる情報を取得できます。今回のテストで必要となるのは、「Bluetooth」の右に書かれた12桁[xx : xx : xx : xx : xx : xx]の情報です。

動作プログラムについて

ESP32モジュール同士のBluetooth通信のテストとして、次のようなプログラムを行います。

ESP１：送信側・・ボタンを押した情報をESP2へ送る

ESP２：受信側・・情報を受け取ると、LEDを点滅

①送信側モジュールのプログラム

②受信側モジュールのプログラム

まずは、開発モジュールおよびプログラム環境の準備から始めます。

▼開発ボード

ESP32開発ボード Wi-Fi + BLEモジュール ESP-WROOM-32

まずは、手始めにこちらのモジュールでテストを行います。

▼PC側開発環境準備 ※Arudino IDEインストール

Arduino公式ダウンロードサイトを開いてダウンロードします。実行してアプリを起動します。

日本語化

Arduino IDE画面左上の [File]から、 [Preferences]を選択します。 設定画面が表示されます。 [Language]の項目で を選択し、 [OK]ボタンを押します。 Arduino IDEが再起動し、日本語表示になります。

開発ボードの選択

まずは、ボードマネージャーから以下をインストールします。

[ツール]->[ボード]->[esp32]->[ESP32 Dev Module]でボードを選択します。

ライブラリーの組込み

各種ライブラリー群は、その都度必要なものを組み込んでいきます。

ブレッドボードの準備

ESP32テストにおいては、ブレッドボード上で各種テストを行います。

書き込みテスト

それでは実際にプログラムの書き込みができるかテストしていきます。パソコンとUSBケーブルで繋ぎます。

まずは、基本的なLED点滅プログラムをESP32に書き込んで動作を見ます。

プログラム１

▼Arudino IDE ESP32リファレンス

Arduino core for the ESP32 リファレンス (fc2.com)

▼ESP32サンプルプログラム実行におけるコンパイルエラーについて

ネットに多数のサンプルプログラムが公開されていますが、いざコンパイルするとエラーが頻発します。これは、バージョンアップに伴うコード体系の変更に伴うもので発生するようです。

解決方法としては、参考にしたサンプルプログラムの「ボードバージョン／各ライブラリーバージョン」を知っておく必要があります。ただし、この点については掲載されていないことが多く、アップグレードするとかえってコンパイルエラーを引き起こすことになります。そのため、プログラム開発時には、ボードバージョンとライブラリーバージョンも一緒に記述しておくとよいと思われます。

▼ESP32で使用できる通信方式

• Wi-Fi 802.11 b/g/n/e/i
• Bluetooth v4.2 BR/EDRとBLE
• SPI
• VSPI
• HSPI
• SDIO
• I2C
• UART

ESP32におけるシリアル通信

ESP32では、以下の種類のシリアル通信が利用可能です。

1. UART: ESP32にはUARTのポートが3つあります。それぞれ、UART0、UART1、UART2と呼ばれます。ただし、UART1はデフォルトでは使用できません。これは、UART1のTX/RXが内蔵フラッシュと共有されているためです¹。そのため、UART1を使用するには別のピンに割り当てる必要があります¹。
2. I2C: I2CはInter-Integrated Circuitの略で、マイクロコントローラ間でデータを送受信するためのシリアル通信プロトコルです。
3. SPI: Serial Peripheral Interface (SPI)は、マイクロコントローラと周辺デバイス間でデータを送受信するためのシリアル通信プロトコルです。
4. Bluetooth: ESP32はBluetoothでシリアル通信を行うためのプロファイルもサポートしています。

これらの通信方式を選択する際には、プロジェクトの要件や目的により適したものを選択することが重要です。例えば、UARTはシンプルで直感的な通信方式であり、I2CやSPIはより高速なデータ転送を可能にします。一方、Bluetoothは無線通信を可能にするため、ケーブル接続の制約を受けずにデバイス間でデータを送受信することができます。各通信方式の特性を理解し、適切に選択することが重要です。