LEDを点滅させる

解説

GPIOピンとGNDの間に、LEDと抵抗を繋ぎ、gpio_set_level関数と、vTaskDelay関数を組み合わせて使用することで、LEDを点滅させることができます。

LEDを点灯させるには、LEDにどれぐらいの電流、電圧を流せばよいのか、そのためにはどのような回路を組めば良いのか。

点灯させるLEDのデータシートを見ます。
電気的特性（Electrical Characteristics）の順電流（I_F）と順電圧（V_F）を見ます。

電気的特性の順電流（I_F）が 20[mA]、順電圧（V_F）が2.0[V]
のLEDを例に解説します。

「電気的特性」の意味は、「LEDに電気的特性の順電流（I_F）を流したら、LEDの電圧が電気的特性の順電圧（V_F）になる」という意味です。

ESP32-WROOM-32i の出力ピン（HIGH電圧3.3[V]）とGNDの間に、LEDと抵抗を繋ぐことを考えます。



抵抗の値は、いくつにしたらよいか。

LEDの電気的特性（順電流（I_F）20[mA]、順電圧（V_F）2.0[V]）から、抵抗として、電流20[mA]、電圧1.3[V]（出力ピンHIGH電圧3.3[V]-LED順電圧2[V]）、流れるような抵抗にしたらよいことがわかります。

抵抗値 = 電圧 / 電流 = 1.3[V] / (20 * 10 ^ -3) = 65[Ω]
ということで、65[Ω]抵抗の抵抗を繋ぐとよさそうだということがわかります。

抵抗の入手のしやすさから、100[Ω]の抵抗を使用することにします。

部品表

部品名	数量	商品名	参考価格
ESP32-WROOM-32	1	ESP32-DevKitC-32E ESP32-WROOM-32E開発ボード 4MB	1個1,600円
ブレッドボード		ブレッドボード BB-801	1個220円
LED	1	赤色LED 3mm OSDR3133A	100個350円
100Ω抵抗器	1	カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗） 1/6W 100Ω	100本120円
ジャンパーワイヤ	適量	ジャンパーワイヤ(オス-オス)セット	1セット300円

接続例

出力ピンとして、GPIO17 を使用した場合の接続例

ESP-IDFを用いたプログラム開発

Raspberry Pi にセットアップした ESP-IDF のサンプルディレクトリの「Blink」プロジェクトを流用して、プロジェクト作成、ビルド、フラッシュしていきます。

前提

「ESP-IDF の Raspberry Pi へのセットアップ」を実施していない場合は、実施します。

環境変数の設定

ESP-IDFを用いたプログラム開発を行うには、ESP-IDF関連ツールのパスを通す必要があります。

以下のコマンドを実行し、関連ツールのパスを通します。（先頭のドットとパスの間には、半角スペースが一つあります）

. $HOME/esp/esp-idf/export.sh

補足）
関連ツールのパスを通すスクリプトの実行は、起動したターミナルごとに、行う必要があります。
起動したターミナルで、一度スクリプトを実行したならば、そのターミナル上では、どのディレクトリからでもESP-IDFが使用できます。

プロジェクト作成

以下のコマンドを実行し、ESP-IDFのサンプルディレクトリの「Blink」プロジェクトを、「esp」ディレクトリにコピーします。

cd ~/esp cp -r $IDF_PATH/examples/get-started/blink .

「esp」ディレクトリ下に、「blink」ディレクトリができます。

デバイスの接続と、シリアル通信デバイス名の確認

デバイスの接続と、シリアルポートパスの確認を行います。

Raspberry Pi に、ESP32-WROOM-32 を接続している場合は、一度、接続を抜きます。

以下のコマンドを実行し、シリアル通信デバイスをリスト表示します。

ls /dev/tty*

USBケーブルを用いて、Raspberry Pi に、ESP32-WROOM-32 を接続し、再度、シリアル通信デバイスをリスト表示するコマンドを実行します。

新しく表示されたシリアル通信デバイス名が、ESP-WROOM-32のシリアル通信デバイス名です。
たとえば、「/dev/ttyUSB0」。

プロジェクトの設定

以下のコマンドを実行し、プロジェクトのディレクトリに移動します。

cd ~/esp/blink

以下のコマンドを実行し、プロジェクトのターゲットを設定します。

idf.py set-target esp32

以下のコマンドを実行し、プロジェクトの各種設定を行うmenuconfigを起動します。

idf.py menuconfig

menuconfigの画面例


「Example Configuration」を選択し、「Enter」キーを押下します。



「Blink GPIO number」を「17」に、
「Blink period in ms」を「2000」に、
変更します。



「s」キーを押下し、変更した設定を保存します。（設定を保存するファイルパスは変更せず、上書き保存します）
「ESC」キーを押下し、menuconfigを抜けます。

ビルド

以下のコマンドを実行し、プロジェクトのプログラムをビルドします。

idf.py build

完了するまで、しばらく待ちます。

フラッシュ

ビルド結果を、マイコンに書き込むフラッシュのコマンドは以下の書式です。

idf.py -p シリアル通信デバイス名 flash

シリアル通信デバイス名が「/dev/ttyUSB0」の場合は、以下のコマンドを実行します。

idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash

完了するまで、しばらく待ちます。

参考）コード

blink_example_main.c
/* Blink Example This example code is in the Public Domain (or CC0 licensed, at your option.) Unless required by applicable law or agreed to in writing, this software is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. */ （・・・中略・・・） #define BLINK_GPIO CONFIG_BLINK_GPIO static uint8_t s_led_state = 0; （・・・中略・・・） static void blink_led(void) { /* Set the GPIO level according to the state (LOW or HIGH)*/ gpio_set_level(BLINK_GPIO, s_led_state); } （・・・中略・・・） void app_main(void) { /* Configure the peripheral according to the LED type */ configure_led(); while (1) { ESP_LOGI(TAG, "Turning the LED %s!", s_led_state == true ? "ON" : "OFF"); blink_led(); /* Toggle the LED state */ s_led_state = !s_led_state; vTaskDelay(CONFIG_BLINK_PERIOD / portTICK_PERIOD_MS); } }

動作確認

フラッシュが完了すると、マイコンに書き込まれたプログラムが起動します。

LEDが２秒ごとに点滅します。