M5Stack IoT電子工作 ハイスペック・マイコン ESP32

Espressif Systems社のデータシートから

Wi-Fi/Bluetooth搭載/デュアル・コア×240MHz

ESP32マイコンの概要

ESP32は，Espressif Systems社が開発した高性能マイコンで，デュアル・コア240MHzのプロセッサを搭載し，最大600 DMIPSの性能を発揮します．

このマイコンは，IoT電子工作において広く使用されるM5Stack Core2に搭載されており，Wi-FiとBluetooth機能を内蔵し，優れた拡張性と柔軟性を備えています．

内部メモリは520KBのSRAM，外部メモリとして最大16MBのフラッシュ・メモリと8MBのPSRAMが利用可能です．平均動作電流は80mAと省電力設計であり，デュアル・コアのプロセッサを活かした高い処理能力を実現しています．

通信機能とセキュリティ

Wi-Fiでは，Stationモード，Access Pointモード，および両者を組み合わせたモードがサポートされています．インターネットからデータを取得することも，自らアクセス・ポイントとなりほかのデバイスを接続することも可能です．また，セキュリティ面では，WPA2-Enterpriseや暗号化方式（AES，RSA，ECC，SHA）を提供し，高い安全性を確保します．

近距離でのデータ通信やIoTデバイス間連携も実現できます．Bluetooth v4.2に対応し，BR/EDRおよびBLE（Bluetooth Low Energy）の両方をサポートしています．

GPIO（汎用入出力）と周辺インターフェース

ESP32には32本のGPIOピンが備わっており，これにより外部センサやアクチュエータとの接続が容易になります．GPIOピンは，ディジタル入力/出力やアナログ信号処理，PWM出力，そして割り込み処理に利用可能です．これにより，IoTデバイスや制御システムにおいて多彩な応用が可能です．

すべてのピンが同時に使用できるわけではなく，一部のピンはほかの機能と共有されています．SPIやI$^2$Cなどの通信インターフェースがこれに該当します．そのため，ピン配置や使用するモードの設計が非常に重要です．

ESP32が備えるハードウェア・インターフェースの代表的なものを示します．

1. UART（3系統）
   シリアル通信に使用．デバッグやデバイス間通信に有用
2. SPI（4系統）
   高速通信を必要とするデバイス（SDカードやディスプレイなど）に適用
3. I$^2$C（2系統）
   センサ類との接続に最適な同期通信プロトコル
4. ADC/DAC（各16/2チャネル）
   アナログ信号のディジタル変換やその逆を行い，IoTデバイスの多機能化に寄与

〈著：ZEPマガジン〉

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著者紹介

• 1977年～2008年　NECで中大型コンピュータの装置開発
• 2009年　NECラーニングで組み込み研修講師
• 就労移行支援ベルーフで職業訓練（IT）講師，現在に至る

著書

1. ［VOD/KIT］STM32マイコン＆Wi-Fiモジュールで学ぶ C/C++プログラミング入門，CQ出版社．
2. ［VOD/KIT］Python×実習キット×スマホでできる！ESP32マイコン活用術，CQ出版社．
3. ［VOD/KIT］M5Stack Core2付き！ESP32で学ぶPython＆Arduinoプログラミング入門，CQ出版社．
4. ARM32ビット・マイコン電子工作キット ブレッドボードで気軽に始めよう，CQ出版社．
5. 連載，子供向け1500円パソコン IchigoJam誕生，トランジスタ技術, CQ出版社．

参考文献

1. ［VOD/Pi KIT］ラズベリー・パイで学ぶLinux＆Pythonプログラミング超入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
2. ［VOD/KIT］実習キットでできる！ラズパイPicoでマイコン入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
3. ［VOD/KIT］実習キットでできる！ラズパイPico×Wi-FiモジュールでIoT超入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
4. ［VOD/KIT］一緒に動かそう！Lチカから始めるFPGA開発【基礎編】，ZEPエンジニアリング株式会社．
5. ［VOD/KIT］M5Stackで一緒に作ろう！IoTセンシング・エッジ×クラウド連携システム開発［改訂版］，ZEPエンジニアリング株式会社．
6. ラズベリー・パイ Picoマイコン入門 C言語開発環境の構築 ，ZEPエンジニアリング株式会社．