ESP8266搭載のWiFiモジュールをArduino化する過程とちょっとした注意点をまとめました

1. 技適あり！
ESP8266搭載WiFiモジュールを
Arduino化しよう！
第14回 まどべんよっかいち資料
（2016.02.27）
@ueponx

2. 今回は…
昨年に発売されたESP8266搭載の
WiFiモジュールをArduino化する過程と
ちょっとした注意点をまとめました。

3. 技適とは？
知ってますか？

4. 技適とは？
「技術基準適合証明」
の略称
特定無線設備（小規模な無線局に使用する
ための無線設備）が 電波法令の技術基準に
適合していることを証明（電波法第38条の
2）するもの。

5. 技適とは？
三十八条の2項は
実際には二十八条から三十二条の内容をクリアする必要がある
と記載があります。 なかでも一番重要なのは
第二十八条
送信設備に使用する電波の周波数の偏差及び幅、高調波の
強度等電波の質は、 総務省令で定めるところに適合する
ものでなければならない。
第二十九条
受信設備は、その副次的に発する電波又は高周波電流が、
総務省令で定める限度をこえて他の無線設備の機能に支障を
与えるものであつてはならない。

6. 技適とは？
これらの条件が
基準内であることを
証明する

7. 技適とは？
簡単に言うと
「日本国内で
無線機器の使用により、
他の無線通信に悪影響を
与えないこと」の証明

8. 技適とは？
お行儀の良くない機器の販売を
防ぐ意味があった
過去（に限らないが）には
出力の高い無線機器が事実多く存在

9. 時代は
流れて

10. 携帯電話の普及に伴い、
無線通信機器の流通が一般化
無線LAN,Bluetooth,携帯電話
など、海外製品なども比較的
容易に入手可能に

11. 時代は
変わった！

12. 無線機器
開国の時代

14. もやもや
しかし、技適の存在によって
「特定の趣味の人々」
は長らく苦しめられてきました。

15. 特定の趣味…

16. wPの画像
特定の趣味…

17. はて？

18. Google Glassが発表され、日本国内でデモを行っていた
時の映像がテレビで放送されていても総務省も電波法に
抵触する可能性があるとは言っていなかったので、実際
にはユーザ側がナーバスになりすぎたのかもしれません。
とはいえ、基本的には
「１年以下の懲役又は１００万円以下の罰金の対象。ま
た、公共性の高い無線局に妨害を与えた場合は、５年以
下の懲役又は２５０万円以下の 罰金の対象」
とあるのでおおっぴらにはいえないもの事実ありました。

19. Arduinoなどを使用したの
電子工作ジャンルでも、
無線LANやBluetoothを使用したいという
要望はありましたが、
技適マークのついた機器がこれまで
ほとんど無い（またはあっても高価） と
いうこともあってなかなか難しい状態でし
た。

20. ついに登場！

21. 技適付き
ESP8266搭載WiFiモジュール
昨年の夏頃、
技適マーク付きのESP8266の搭載された
WiFiモジュール（以下WiFiモジュール）が
登場しました。
当初はシリアル通信でモジュールにアクセ
スし無線LANを使用するようなものと考え
ていました。

22. 最近では
WiFiモジュールそのものを
Arduino化して開発を行うことも
できるようになりました。
しかも、
標準のArduino IDEで開発ができ、
オリジナルのArduinoのメモリ量も多く、
さらに安価という嬉しい部分もありました。

23. 乗るしかない…

24. WiFiモジュールの注意点
電源関係が結構シビアです。（電源電圧は3.3V）
無線LAN通信を行う場合には
ある程度の電流を供給する必要があるので
別途、レギュレータを使った電源回路をつくるか、
USB給電が可能なスイッチサイエンスさんの
商品を購入しましょう。
スイッチサイエンスさんのものはUSB給電しつつ、
同じケーブルでシリアル通信もできるので非常に便利です。

25. 参考
• レギュレータ（例）NJM2396F33
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-09261/
• レギュレータキット（例）
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-09017/
• ESP-WROOM-02 DIP化キット
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-09758/
• ESP-WROOM-02開発ボード
https://www.switch-science.com/catalog/2500/

26. Arduino化の手順

27. 作業手順
• Arduino IDEのインストール
• ライブラリのダウンロード
• IDEの設定変更
• 書き込み作業
• サンプルスケッチのテスト

28. Arduino IDEのインストール
https://www.arduino.cc/en/Main/Software
上記のURLから
最新のArduino IDEをダウンロード
(2016.02.25の最新は1.6.7)

30. ライブラリのダウンロード
① Arduino IDEを起動
② メニューの【ファイル】-【環境設定】を開く
③ 【環境設定】画面内にある
Additional Boards Manager URLsの入力BOXに
以下のURLを入力し、【OK】ボタンを押す
http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp
8266com_index.json
このURLのJSONファイルに拡張ボード用の情報が格納

31. Arduino IDEを起動

32. 【環境設定】を開く

33. Additional Boards Manager URLsの入力

34. ライブラリのダウンロード
④ メニューの【ツール】から
「マイコンボード:?」-「ボードマネジャー」
を選択
⑤ ボードマネージャー画面が表示されるので、
そこの上にある検索欄に「ESP8266」と入力
すると、 ESP8266～と表示されます。【イン
ストール】を押して、ボードを追加します。
（インストールには結構時間がかかりま
す。）

38. IDEの設定変更
① Arduino IDEを再起動
② メニューの【ツール】-【マイコンボー
ド:?????】を開き、メニューの内に
ESP8266に関係するボード一式が追加して
いることを確認
③ その中から「Generic ESP8266 Module」
を選択

41. スケッチのテスト
プログラムを書き込むときはArduino IDEの書
き込みボタンを押すだけではダメで起動時に
「UART Downlaod Mode」にする必要性あり。
※WiFiモジュールには
書き込みモード(UART Download Mode)と
実行モード(Flash Boot Mode)があり、
起動時のIOレベル（HI/LOW）の状態によって
決定する。

42. 起動時のIOレベルと
モードの関係
モード GPIO15 GPIO2 GPIO0
UART Download Mode Low High Low
Flash Boot Mode Low High High
書き込みモード(UART Download Mode)
→ Arduinoなどを書込モード
実行モード(Flash Boot Mode)
→ ATコマンドで操作するモード

43. このWiFiモジュールの制限
• 各ピンは5VトレラントではないのでArduino UNO
などで使っていた回路を移植するには修正の必要
• アナログ入力は1ポート（TOUTピン）しかありま
せん。このピンは0V～1Vの入力値の検出ができま
すが、3.3Vの入力ができないので更に注意。アナ
ログ値を取得するにはanalogRead()関数ではなく
system_adc_read()関数を使用
※モジュールによってピン出力の数が違っているので購入時には注意
マイクロテクニカさんのブレークアウトボードはTOUTピンがない）

44. 終わりに
ESP8266搭載のWiFiモジュールの登場で
「技適」という枷による冬の時代は終わり
を迎えました。
また、
技適付きBulethoothの扱いやすい商品も増え
てきているので、今後はいろいろなワイヤレ
スガジェットの可能性が増えてくるものと思
います。