ESP32-C3にMicroPythonをインストールしてみた|内蔵USBでファームウェアを書き込む方法

秋の紅葉を背景にしたESP32-C3-WROOM-02-N4とMicroPythonのイメージESP32-C3にMicroPythonをインストールしてみた|内蔵USBでファームウェアを書き込む方法
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今回は、ESP32-C3にMicroPythonをインストールして、実際に動かしてみたいと思います。

ESP32-C3は、Wi-FiやBluetoothを搭載した小型のマイコンで、Arduino IDEからプログラムを書き込むだけでなく、MicroPythonを使ってプログラムを作ることもできます。

MicroPythonを使えば、Pythonに近い書き方でESP32-C3を制御できるので、センサーやディスプレイ、Wi-Fiを使ったちょっとした電子工作など、いろいろなことに挑戦できそうです。

今回は、ESP32-C3に搭載されている内蔵USBを使って、MicroPythonのファームウェアを書き込んでみました。

実際にやってみると、最初の書き込みは意外と簡単で、ほとんどの場合はそれほど苦労せずにファームウェアを書き込むことができます。

ただ、環境によってはESP32-C3がうまく認識されなかったり、Thonnyからファームウェアーを書き込めなかったりすることもありました。

そこで今回は、基本的なファームウェアの書き込み方法だけでなく、

・ESP32-C3の内蔵USBを使った書き込み
・BOOTボタンとENボタンを使った書き込み方法
・Thonnyでうまく認識されない場合の対処方法
・Arduino IDEを使ってESP32-C3を一度書き直す方法

なども、実際に試した結果を交えながら紹介していきたいと思います。

これからESP32-C3でMicroPythonを始めてみたい方の参考になればと思います。

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ESP32-C3でMicroPythonを使ってみる

今回使用したESP32は下記の組み合わせです
Wi-Fiモジュール ESP32-C3-WROOM-02-N4  秋月電子で購入
変換基盤はESP32-C3-WROOM-02ピッチ変換用基板T型 スイッチサイエンスで購入

ここでは、まずESP32-C3について簡単に紹介します。

ESP32-C3とは?

  • Wi-Fiを搭載
  • Bluetoothも搭載
  • 4MB程度のFlashを搭載するボードが多い
  • 小型で扱いやすい
  • Arduino IDEだけでなくMicroPythonも利用できる

ESP32-C3でMicroPythonを使うと何ができる?

例えばこのようなことが簡単にできます。

  • GPIOの制御
  • LED点滅
  • センサー
  • I2C接続
  • OLEDやLCD
  • Wi-Fiを利用したWebサーバー
  • Bluetoothを利用した通信

MicroPythonファームウェアをインストールする

ESP32-C3でMicroPythonを使うためには、まずESP32-C3本体にMicroPythonのファームウェアをインストールする必要があります。

今回は、初心者でも扱いやすいThonnyを使ってインストールしてみます。
前回のブログ、ESP32-C3-WROOM-02-N4 書き込み方法を簡単解説でもArduinoによる書き込み方法を解説してありますので参考にして下さい。

Thonnyならファームウェアを自分で準備しなくても大丈夫

Thonnyを使う場合、MicroPythonのファームウェアをあらかじめ自分でダウンロードしておく必要はありません。

ThonnyにはMicroPythonのファームウェアをインストールする機能が用意されていて、ESP32-C3用のファームウェアを自動的にダウンロードして、そのままESP32-C3へインストールすることができます。

そのため、初めてMicroPythonを使う場合でも、比較的簡単に始めることができます。

今回は、このThonnyを使ってESP32-C3にMicroPythonファームウェアをインストールしてみます。

MicroPythonファームウェアをインストールする方法はいくつかあります

MicroPythonのファームウェアをESP32-C3にインストールする方法は、Thonny以外にもあります。

例えば、

  • MicroPython公式サイトからファームウェアをダウンロードして、Webブラウザからインストールする方法
  • ファームウェアをダウンロードして、Pythonのesptoolを使ってインストールする方法

などがあります。

今回はこれらの方法について詳しい説明はせず、このような方法もあるという紹介だけにしておきます。

この記事では、ファームウェアのダウンロードからインストールまでを簡単に行える、Thonnyを使った方法を中心に進めていきます。


ESP32-C3にMicroPythonファームウェアをインストールする

ここから実際の作業に入ります。

ESP32-C3をパソコンに接続する

ESP32-C3とパソコンをUSBケーブルで接続します。

今回使用するESP32-C3には内蔵USBが搭載されているため、USB-シリアル変換アダプターなどを用意する必要はありません。

Thonnyを起動する

Thonnyを起動して、ESP32-C3と通信するための設定を行います。

ツールをクリックします。

ThonnyからMicroPythonファームウェアをインストールする

ThonnyのMicroPythonインストール機能を利用して、ESP32-C3用のファームウェアをインストールします。

このとき、Thonnyが必要なファームウェアを自動的にダウンロードしてくれるため、事前にファームウェアを探してダウンロードしておく必要はありません。

  • 1 まずここをクリックします
  • 2 次に繋がっているCOMポートを指定します
  • 3 最後にこちらのボタンを押して次の設定に進みます

各項目を上記のように設定して、最後にインストールボタンを押せば自動的にファムウェアをインストールしてくれます。


ESP32-C3が認識されない場合

ここから今回実際に試したときのトラブル対策を入れます。

BOOTボタンとENボタンを使ってみる

通常ファームウェアをインストールできますが、工場出荷時の初めてのインストールの場合うまく認識されない場合があります。

そのような場合には、ESP32-C3のBOOTボタンとENボタンを使って書き込みモードに入れる(BOOTボタンを押したままENを一瞬GNDの落とす)ことで、USBが安定してインストールできました。

こちらがその接続画像です参考にしてください。

Arduino IDEから一度プログラムを書き込んでみる

それでもThonnyからうまくファームウェアをインストールできない場合には、Arduino IDEを使ってESP32-C3に一度プログラムを書き込んでみます。

例えば、簡単なLチカプログラムを書き込んでみます。

私の場合は、このように一度Arduino IDEからプログラムを書き込んでみたところ、ESP32-C3の内蔵USBが安定して認識されるようになり、その後Thonnyから問題なくMicroPythonファームウェアをインストールすることができました。


MicroPythonが書き込めたらThonnyから接続してみる

ここでいよいよMicroPythonを起動します。

Thonnyのシェルを確認

例えば、

が表示されればMicroPythonが動作しています。

簡単なプログラムを実行してみる

最初は簡単な、

print("Hello ESP32-C3")

などから始めると分かりやすいです。

まとめ

今回は、ESP32-C3にMicroPythonのファームウェアを書き込んで、ThonnyからMicroPythonを使えるようにするところまで試してみました。

ESP32-C3の内蔵USBを利用すれば、外付けのUSB-シリアル変換アダプターを用意しなくても、比較的簡単にMicroPythonを始めることができます。

実際に試してみたところ、最初のファームウェア書き込みは思っていたよりもスムーズでした。

一方で、環境によってはESP32-C3がうまく認識されなかったり、Thonnyからファームウェアを書き込めなかったりすることもあります。

そのような場合には、BOOTボタンやENボタンを使って書き込みモードに入れてみたり、Arduino IDEから一度簡単なプログラムを書き込んでみたりすることで、うまくいく場合があります。

ESP32-C3はWi-FiやBluetoothを搭載していて、Flashメモリも比較的大きいため、MicroPythonを使った電子工作にも向いていると思います。

今回、無事にMicroPythonを動かすことができたので、これからセンサーやディスプレイ、Wi-Fiなどを組み合わせて、いろいろな実験をしてみたいと思います。

ESP32-C3を持っている方は、Arduino IDEだけでなく、MicroPythonでもいろいろ試してみてはいかがでしょうか。

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