このチュートリアルについて:
ESP32 の基本
1.ESP32の紹介
2. ESP32 Arduino 統合開発環境
3. VS コードと PlatformIO ☑
4.ESP32ピン
5. ESP32 入出力
6.ESP32 パルス幅変調
7.ESP32 アナログ入力
8.ESP32割り込みタイマー
9. ESP32 ディープスリープ
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PlatformIO IDE 拡張機能を備えた VS Code (Microsoft Visual Studio Code) を使用して、ESP32 および ESP8266 NodeMCU ボードをプログラミングする方法を学びます。Windows、Mac OS X、または Ubuntu オペレーティング システムにソフトウェアをインストールする方法について説明します。
Arduino IDE は小さなアプリケーションに最適です。ただし、200 行を超えるコード、複数のファイル、およびオートコンプリートやエラー チェックなどのその他の高度な機能を含む高度なプロジェクトの場合は、PlatformIO IDE 拡張機能を備えた VS Code が最適です。
このチュートリアルでは、次のトピックについて説明します。
目次
Windows に VS Code (Visual Studio Code) をインストールする
PlatformIO IDE 拡張機能を VS Code にインストールする
PlatformIO IDE を使用してコードをアップロードします: ESP32/ESP8266
シリアル モニターのボー レートを変更する – PlatformIO IDE
PlatformIO IDE に ESP32/ESP8266 ライブラリをインストールする
Windows に VS Code (Visual Studio Code) をインストールする
Go to Visual Studio Code - Code Editing.お使いのオペレーティング システム (Windows) 用の安定版を再定義してダウンロードします。
インストール ウィザードをクリックしてインストールを開始し、すべての手順に従ってインストールを完了します。契約に同意し、[次へ]ボタンを押します。
次のオプションを選択し、[次へ]をクリックします。
インストールボタンを押します。
最後に「完了」をクリックしてインストールを完了します。
VS Code を開くと、最新バージョンのリリース ノートを含むウェルカム タブが表示されます。
それでおしまい。Visual Studio Code が正常にインストールされました。
Windows に Python をインストールする
PlatformIO IDE で ESP32 および ESP8266 ボードをプログラムするには、コンピューターに Python 3.5 以降がインストールされている必要があります。Python 3.8.5 を使用しています。
python.org/downloadにアクセスして、Python 3.8.5 または最新バージョンをダウンロードします。
ダウンロードしたファイルを開いて、Python インストール ウィザードを開始します。
次のウィンドウが表示されます。
重要: [Python 3.8 を PATH に追加] オプションを必ずオンにしてください。次に、 [今すぐインストール]ボタンをクリックします。
インストールが成功すると、次のメッセージが表示されます。
閉じるボタンをクリックできます。
次に、このセクションに移動して、PlatformIO IDE 拡張機能をインストールします。
PlatformIO IDE 拡張機能を VS Code にインストールする
ESP32 および ESP8266 ボードは、VS Code と PlatformIO IDE 拡張機能を使用してプログラムできます。次の手順に従って、PlatformIO IDE 拡張機能をインストールします。
VS コードを開く:
- 拡張機能アイコンをクリックするか、 Ctrl + Shift + Xを押して拡張機能タブを開きます。
- 「 PlatformIO IDE 」を検索します
- 最初の選択肢を選ぶ
- 最後に、[インストール]ボタンをクリックします (注: インストールには数分かかる場合があります)。
インストール後、以下に示すように、PlatformIO IDE 拡張機能が有効になっていることを確認してください。
その後、PlatformIO アイコンが左側のサイドバーに表示され、PlatformIO ホームページにリダイレクトするホームアイコンが表示されます。
以上で、PlatformIO IDE 拡張機能が VS Code に正常に追加されました。
下部に PIO アイコンとクイック ツールが表示されない場合は、変更を有効にするために VS Code を再起動する必要がある場合があります。
いずれにせよ、先に進む前に VS Code を再起動することをお勧めします。
VS Code クイック インターフェイスの概要
VS コードを開きます。次の印刷画面は、左側の列の各アイコンの意味とそのショートカットを示しています。
- ファイルマネージャー
- 複数のファイルを検索
- ソースコード管理 (gist を使用)
- コードを開始してデバッグする
- 管理拡張
さらに、 Ctrl + Shift + P を押すか、 [表示] > [コマンド パレット...]に移動して、使用可能なすべてのコマンドを表示できます。コマンドを検索していて、その場所やショートカットがわからない場合は、コマンド パレットに移動して検索するだけです。
下部には、PlatformIO コマンドを含む青いバーがあります。
左から順に、アイコンの機能は次のとおりです。
- PlatformIO ホームページ
- ビルド/コンパイル
- アップロード
- 綺麗
- シリアルモニター
- 新しいターミナル
アイコンにカーソルを合わせると、各アイコンの機能が表示されます。
または、PIO アイコンをクリックして、すべての PlatformIO タスクを表示することもできます。
アイコンをクリックしても IDE にタスクが表示されない場合は、上部にある 3 つのドットのアイコンをクリックして、以下に示すように PlatformIO タスクを有効にする必要がある場合があります。
PlatformIO IDE の概要
PlatformIO が VS Code でどのように機能するかの概要を説明するために、ESP32 または ESP8266 ボードに「点滅する LED」コードを作成、保存、アップロードする方法を紹介します。
新しいプロジェクトを作成する
VS Code で、PlattfomIOホームページアイコンをクリックします。[+ 新しいプロジェクト]をクリックして、新しいプロジェクトを開始します。
プロジェクトに名前 (Blink_LED など) を付けて、使用しているボードを選択します。この場合、DOIT ESP32 DEVKIT V1 を使用しています。Arduino コアを使用するには、フレームワークが「Arduino」である必要があります。
プロジェクトを保存するデフォルトの場所またはカスタムの場所を選択できます。
デフォルトの場所は、このパスDocuments > PlatformIO > Projectsにあります。このテストでは、デフォルトの場所を使用できます。最後に、[完了] をクリックします。
この例では、DOIT ESP32 DEVKIT 開発ボードを使用します。ESP8266 NodeMCU ボードを使用している場合、プロセスは非常に似ています。ESP8266 ボードを選択するだけです。
Blink_LED プロジェクトは、エクスプローラー タブからアクセスできる必要があります。
VS Code と PlatformIO のフォルダー構造は、標準の.inoプロジェクトとは異なります。エクスプローラー タブをクリックすると、プロジェクト フォルダーの下に作成されたすべてのファイルが表示されます。処理するファイルが多いようです。しかし、心配する必要はありません。通常、これらのファイルの 1 つまたは 2 つを処理するだけで済みます。
警告:フォルダーとplatformio.iniファイルを削除、変更、または移動しないでください。そうしないと、PlatformIO でプロジェクトをコンパイルできなくなります。
platformio.ini ファイル
platformio.ini ファイルは、プロジェクトのPlatformIO 構成ファイルです。プロジェクトのプラットフォーム、ボード、およびフレームが表示されます。また、含めるライブラリ、アップロード オプション、シリアル モニターのボー レートの変更、その他の構成など、他の構成を追加することもできます。
- platform : 開発ボードが使用する SoC に対応します。
- board : 使用している開発ボード。
- フレームワーク: プロジェクトのコードを実行するソフトウェア環境。
ESP32 および ESP8266 の場合、シリアル モニターで 115200 のボー レートを使用する場合は、次の行をplatformio.iniファイルに追加するだけです。
monitor_speed = 115200その後、必ずCtrl + Sを押して、ファイルに加えた変更を保存してください。
このファイルでは、後で説明するlib_depsディレクティブも使用できます。
ソース フォルダ
src フォルダーは作業フォルダーです。srcフォルダーの下に、 main.cppファイルがあります。そこにコードを記述します。ファイルをクリックします。Arduino プログラムは、setup()およびloop()関数で構成する必要があります。
PlatformIO では、Arduino コードはすべて#include <Arduino.h>で始まる必要があります。
PlatformIO IDE を使用してコードをアップロードします: ESP32/ESP8266
次のコードをmain.cppファイルにコピーします。
#include <Arduino.h>
#define LED 2
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(115200);
pinMode(LED, OUTPUT);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
digitalWrite(LED, HIGH);
Serial.println("LED is on");
delay(1000);
digitalWrite(LED, LOW);
Serial.println("LED is off");
delay(1000);
}このコードは、オンボード LED を毎秒点滅させます。ESP32 および ESP8266 ボードの両方で機能します (どちらも GPIO 2 に接続されたオンボード LED を備えています)。
IDE のオートコンプリートやその他の興味深い機能について学習できるように、このコードを手動でコピーすることをお勧めします。また、プログラムのどこかに構文エラーがある場合は、コンパイル前に赤で下線が引かれます。
その後、Ctrl + Sを押すか、 [ファイル] > [保存]に移動してファイルを保存します。
「アップロード」アイコンをクリックして、コードをコンパイルしてアップロードできます。または、[PIO プロジェクト タスク] メニューに移動して[アップロード]を選択することもできます。
コードが正常にアップロードされると、次のメッセージが表示されます。
コードをアップロードすると、ESP32 または ESP8266 のオンボード LED が 1 秒ごとに点滅するはずです。
ここで、シリアル モニタ アイコンをクリックすると、現在の LED ステータスが表示されます。
注:ターミナル ウィンドウが表示されない場合は、メニューの [ターミナル] > [新しいターミナル] に移動します。
シリアルポートを検出
PlatformIO は、ボードが接続されているポートを自動的に検出します。接続されているデバイスを確認するには、 PIO のホームページに移動し、デバイスアイコンをクリックします。
トラブルシューティング
コードをアップロードしようとしたときに次のエラーが発生した場合:「ESP32 に接続できませんでした: パケット ヘッダーの待機中にタイムアウトになりました」は、通常、コードをアップロードしたときにボードが点滅モードになっていないことを意味します。
これが発生した場合、デバッグ ウィンドウに多数のドットが表示され始めたら、ESP32 オンボードの BOOT ボタンを押す必要があります。
新しいコードをアップロードするたびに BOOT ボタンを押したくない場合は、このガイドに従ってください: [解決しよう] ESP32 に接続できませんでした: パケット ヘッダーの待機中にタイムアウトしました。
シリアル モニターのボー レートを変更する – PlatformIO IDE
PlatformIO で使用されるデフォルトのボー レートは 9600 です。ただし、前述のように異なる値を設定できます。ファイル エクスプローラーのプロジェクト フォルダーの下で、platformio.iniファイルを開き、次の行を追加します。
monitor_speed = ボーレート
例えば：
モニター速度 = 115200
その後、ファイルを保存します。
PlatformIO IDE に ESP32/ESP8266 ライブラリをインストールする
PlatformIO IDE にライブラリをインストールする必要がある場合は、次の手順に従います。
ホームアイコンをクリックして、PlatformIO ホームページに移動します。左サイドバーのライブラリ アイコンをクリックします。
インストールするライブラリを検索します。たとえば、Adafruit_BME280。
プロジェクトに含めるライブラリをクリックします。次に、[プロジェクトに追加]をクリックします。
ライブラリを使用するプロジェクトを選択します。
これは、 platformio.iniファイルのlib_depsディレクティブを使用します。プロジェクトのplatformio.iniファイルを開くと、下の画像のようになります。
または、ライブラリ ウィンドウで[インストール]タブを選択して少しスクロールすると、ライブラリの識別子が表示されます。使用するオプションに応じて、これらの識別子のいずれかを選択できます。ライブラリ識別子は赤で強調表示されます。
次に、プロジェクトのplatformio.ini ファイルに移動し、次のようにライブラリ識別子を貼り付けます。
lib_deps = adafruit/Adafruit BME280 ライブラリ@^2.1.0
複数のライブラリが必要な場合は、それらの名前をコンマで区切るか、別の行に入れることができます。例えば：
lib_deps =
arduino-libraries/Arduino_JSON @ 0.1.0
adafruit/Adafruit BME280 ライブラリ @ ^2.1.0
adafruit/Adafruit 統合センサー @ ^1.1.4
PlatformIO には、 lib_depsを使用して、プロジェクト構成ファイルplatformio.iniで各プロジェクトのカスタム依存関係を指定できる 強力なライブラリ マネージャーが組み込まれています。そのすべての依存関係。
プロジェクトフォルダーを開く
PlatformIO で既存のプロジェクト フォルダーを開くには、VS Code を開き、PlatformIO ホームに移動して、 [プロジェクトを開く]をクリックします。ファイルを参照し、プロジェクト フォルダーを選択します。
PlatformIO は、プロジェクト フォルダー内のすべてのファイルを開きます。
VS コードのカラー テーマ
VS Code では、さまざまなカラー テーマから選択できます。[管理]アイコンに移動し、[カラー テーマ]を選択します。次に、いくつかの異なる明るいテーマと暗いテーマから選択できます。
ショートカット リスト
Windows、Mac OS X、または Linux の VS Code ショートカットの完全なリストについては、次のチュートリアルをご覧ください。
- VS Code のキーボード ショートカットのリファレンス。
要約する
このチュートリアルでは、ESP32 および ESP8266 開発ボードで使用する Visual Studio Code をインストールして準備する方法を学習しました。PlatformIO IDE 拡張機能を備えた VS Code は、従来の Arduino IDE の優れた代替手段であり、特に大規模なアプリケーション向けのより高度なコードを開発している場合に役立ちます。