ESP32とは？何ができる？Arduinoやラズパイとは何が違う？
ESP32は、Wi-FiやBluetoothを使った電子工作・IoT機器の開発で広く使われているマイコンです。
「ESP32という名前は聞いたことがあるけど、何ができるの？」「Arduinoやラズベリーパイとは何が違うの？」という方も多いのではないでしょうか。
この記事では、組み込み開発でESP32を使用している筆者が、ESP32の特徴・できること・種類・開発方法を初心者向けに解説します。
後半では、ESP32-C3を搭載した学習ボード「KUMITATE-C3」を使って、実際にESP32プログラミングを始める方法も紹介します。
ESP32とは？
ESP32は、Espressif Systems（エスプレッシフ・システムズ）が開発しているマイコン（マイクロコントローラ）シリーズです。
ESP32シリーズの大きな特徴は、Wi-FiやBluetoothなどの無線通信機能を利用できる製品が多いことです。
一般的なマイコンと同じようにLED、スイッチ、センサ、モーター、ディスプレイなどを制御できるだけでなく、Wi-Fiを使ってインターネットへ接続できます。
そのため、電子工作だけでなく、センサの測定値をサーバーへ送信するIoT機器や、スマートフォンから操作する機器などにも利用できます。
ESP32でできること
- LEDの点灯・点滅
- スイッチやボタンの入力
- アナログ電圧の測定
- I2C・SPI・UARTによるセンサやICとの通信
- OLEDやLCDへの文字・画像表示
- モーターの制御
- Wi-Fiへの接続
- Webサーバーの構築
- インターネットからのデータ取得
- Bluetoothを使った通信
- センサデータのクラウド送信
つまりESP32を1つ覚えるだけでも、マイコン制御から通信、IoTまで幅広い組み込み技術を学ぶことができます。
ESP32がよく使われる理由
ESP32が電子工作やIoT開発で使われる理由の一つが、機能の多さと扱いやすさです。
Wi-Fiなどの通信機能を持ちながら、GPIO、ADC、PWM、I2C、SPI、UARTなど、組み込み開発でよく利用する周辺機能も備えています。
さらにArduino環境やEspressif公式のESP-IDFなど、用途やレベルに応じた開発環境を選択できます。
LED点滅から始めて、そのままWi-FiやIoTまでステップアップできるのがESP32の面白いところです。
ESP32にはいろいろな種類がある
「ESP32」という名前は特定の1種類だけを指すわけではなく、現在はさまざまなESP32シリーズが存在します。
例えばESP32、ESP32-S3、ESP32-C3などがあり、CPU、無線機能、GPIO数、USB機能などに違いがあります。
ESP32-C3とは？
ESP32シリーズの中でも、これからESP32を勉強する方におすすめしたいマイコンの一つがESP32-C3です。
ESP32-C3はRISC-VアーキテクチャのCPUを採用したマイコンで、Wi-FiやBluetooth Low Energy（BLE）に対応しています。
LEDやスイッチを使った基本的なGPIO制御はもちろん、I2C・SPI・UARTなどを利用した周辺機器との通信、Wi-Fiを利用したネットワークプログラミングなども学習できます。
ESP32とArduinoの違い
ESP32を調べていると「Arduino」という言葉もよく出てきます。
ここで混乱しやすいのですが、ESP32はマイコンのシリーズ名で、Arduinoはボードや開発環境、ソフトウェアエコシステムなどを含むプラットフォームです。
ESP32はArduino IDEからプログラムを書き込むこともできるため、Arduinoで電子工作をした経験がある方なら比較的入りやすいでしょう。
さらに本格的な開発では、Espressif公式のESP-IDFを利用することもできます。
ESP32とラズベリーパイの違い
ESP32とRaspberry Pi（ラズベリーパイ）は似た用途で名前が出てくることがありますが、基本的な位置付けが異なります。
Raspberry Piの多くはLinuxなどのOSを動作させる小型コンピュータとして利用されます。一方、ESP32は機器の制御を目的としたマイコンです。
例えば「センサを読み取ってモーターを動かす」「ボタンが押されたらLEDを点灯する」といった組み込み制御を学習する場合、ESP32は非常に扱いやすい選択肢です。
ESP32の開発環境
ESP32には複数の開発方法があります。初心者の場合はArduino IDEから始める方法が分かりやすいでしょう。
- Arduino IDE：初心者でも始めやすい
- VS Code + PlatformIO：プロジェクト管理やライブラリ管理を行いやすい
- ESP-IDF：Espressif公式の開発フレームワーク
「まずESP32を動かしてみたい」という段階ならArduino IDEを使い、より本格的な開発へ進みたくなったらPlatformIOやESP-IDFを試してみるのもよいでしょう。
ESP32を初めて勉強するならKUMITATE-C3
ESP32を勉強しようと思ったとき、初心者が最初につまずきやすいのが「何を買えばいいのか」「どう配線すればいいのか」「何から勉強すればいいのか」という点です。
そこでクミタテでは、ESP32-C3を使ったプログラミングや電子工作を段階的に学習できるKUMITATE-C3を開発しました。
KUMITATE-C3にはESP32-C3のほか、OLEDディスプレイ、LED、スイッチなど、最初の学習で使用する部品を搭載しています。
そのため、最初からブレッドボード上にたくさんの部品を配線しなくても、USBケーブルでPCへ接続してESP32プログラミングを始められます。
KUMITATE-C3で学べること
- ESP32-C3へのプログラム書き込み
- GPIOによるLED制御
- スイッチ入力
- シリアル通信
- OLEDディスプレイへの表示
- Wi-Fi接続
- NTPを利用した時刻取得
- I2C通信
- SPI通信
- UART通信
- 各種センサや外部モジュールの制御
単にサンプルプログラムを動かすだけではなく、組み込み開発でよく使うGPIO・I2C・SPI・UART・Wi-Fiなどを順番に学習できる教材をクミタテで公開しています。
ESP32は組み込みプログラミングの学習にもおすすめ
ESP32の魅力は、LEDを点滅させるような簡単なプログラムから始めて、本格的な組み込み開発まで発展させられることです。
例えば最初はLEDを点灯させるだけでも、そこからスイッチ入力、センサ、I2C、SPI、UART、Wi-Fiと学習範囲を広げていけば、組み込みエンジニアが実際に使用する基本技術を一通り経験できます。
さらにESP32-C3では、デバッガを使ってプログラムを停止したり、変数の値を確認したりしながら、より実践的なソフトウェア開発を学ぶこともできます。
ESP32で何を作れる？
ESP32の基本を覚えたら、センサやモーターなどを組み合わせることでさまざまな機器を作れます。
- 温度・湿度モニター
- Wi-Fi時計
- 環境センサ
- 赤外線リモコン
- モーターカー
- データロガー
- Webブラウザから操作するIoT機器
- スマートフォンと通信するBLE機器
KUMITATE-C3では拡張コネクタから外部回路を接続できるため、基本を覚えた後もセンサやモーターなどを追加しながら学習を続けられます。
まとめ：ESP32を実際に動かしてみよう
ESP32は、Wi-Fiなどの通信機能と豊富な周辺機能を備えたマイコンシリーズです。
LEDやスイッチを使ったマイコンの基本から、I2C・SPI・UART、センサ制御、Wi-Fi通信、IoTまで幅広く学習できます。
ESP32について理解する一番の近道は、実際にプログラムを書いて動かしてみることです。
まずはLEDを1個光らせるところから始めてみましょう！
クミタテでは、ESP32-C3を搭載したKUMITATE-C3と、実際に手を動かしながら学べるESP32学習コンテンツを公開しています。
