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@Noritama-Lab(のりたま)

ESP32-S3 を WiFi 対応させて IoT デバイスとして使えるようにした話

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Last updated at Posted at 2026-04-27

✨はじめに

以前こちらの記事で、USB シリアル経由で JSON コマンドを送るだけで I/O を制御できる ESP32-S3 デバイス を紹介しました。

👉 https://qiita.com/Noritama-Lab/items/8b4ae6f8f7738d76fa5b

今回はこの USB 版をベースに従来機能を残しつつ、以下の機能を追加して
ESP32-S3 IO デバイスを “そのまま IoT デバイス” として使えるように進化 させました。

  • ネットワーク越しに I/O 制御
  • 複数デバイスを同時に扱える
  • スマホから操作可能
  • USB ケーブル不要で運用できる

まず触ってみたい方は、こちらからファームウェアをダウンロードできます。

👉 https://github.com/noritama-lab/esp32io-firmware/releases/tag/f-v1.0.4

🚀今回のアップデートで何が変わった？

ESP32-S3 IO デバイスが IoT デバイスとして使えるようになったポイントをまとめます。

✔ USB だけでなく Wi‑Fi でも制御可能に

USB 版と同じ JSON コマンドを、HTTP GET で送るだけで動作します。

http://(ESP32のIPアドレス)/api?cmd=ping

ブラウザに入力するだけで応答が返ります。

image.png

これにより、スマホ・Python・Raspberry Pi・Excel など
ネットワークにつながるあらゆる環境から I/O を制御可能 になります。

✔ mDNS 対応で固定IP不要

デバイス名でもアクセスできます。
※安定性を求める場合は固定IPの方がおすすめです。

http://ESP32_S3_IO_XXXXXX/api?cmd=ping

XXXXXX は MAC アドレス下位 3 バイトから自動生成。

image.png

✔ Web 設定ポータルを搭載

電源投入時に AP モードが起動し、スマホやPCから Wi‑Fi 設定が可能。

  • SSID：ESP32_S3_IO_XXXXXX
  • PASS：esp32setup
  • URL：http://192.168.4.1 または http://ESP32_S3_IO_XXXXXX

image.png

設定できる項目：

項目 内容
WiFi SSID 接続先のSSID
WiFi Password パスワード
Wireless Radio Enabled / AP Only
IP Addressing DHCP / Static IP
RGB LED Mode WiFi Status / Manual Control

LED の状態表示例：

LED 状態
緑点灯（ゆっくり） 接続済
青点滅 ネットワーク検索中
赤高速点滅 デバイスリセット

image.png

※ BOOT 長押しで設定リセット可能。

✔ API を拡張（LED / システム情報など）

以前公開した部分はそのまま残しつつ機能を追加しています。
Wi‑Fi と USB で 同じ JSON コマンド を利用できます。

コマンドの形式：

{"cmd": "コマンド名", ...}

主なコマンド一覧：

コマンド名 説明
read_di デジタル入力を読む
set_do デジタル出力を設定
get_io_state 全 I/O 状態をまとめて取得
read_adc ADC 値を取得
set_pwm PWM デューティ設定
set_pwm_config PWM 周波数・分解能設定
set_rgb 内蔵RGB LEDを制御
set_led_mode LEDモード切替
get_status 稼働時間・メモリ・IPなど取得
ping 生存確認
help コマンド一覧取得

（詳細は記事の最後にある「JSON コマンド一覧」にまとめています）

📡どんな IoT 用途に使える？

Wi‑Fi 対応により、用途が一気に広がります。

✔ Node-RED と組み合わせてダッシュボード化

  • DO の ON/OFF
  • ADC のグラフ化
  • PWM をスライダーで調整

✔ Excel から I/O を制御

HTTP GET なので、WEBSERVICE() で叩けます。

✔ Python で自動化スクリプト

USB でも Wi‑Fi でも同じ JSON を送るだけ。

✔ 教育用途にも最適

  • ネットワーク越しの I/O 制御
  • JSON API
  • mDNS
    IoT の基礎が全部詰まっています。

🛠️セットアップ手順（IoT 版）

1. ファームウェアを書き込む

ESP32-S3 用ファームウェア：

👉 https://github.com/noritama-lab/esp32io-firmware/releases/tag/f-v1.0.4

ESP32-S3-DevkitC-1 への書き込み方法：

👉 https://qiita.com/Noritama-Lab/items/d50cff13af655c5e2fd0

2. AP モードで Wi‑Fi 設定

  • SSID：ESP32_S3_IO_XXXXXX
  • URL：http://192.168.4.1 または http://ESP32_S3_IO_XXXXXX

3. 通常アクセス

http://ESP32_S3_IO_XXXXXX.local

🐍Python から使う（USB / Wi‑Fi）

USB（シリアル）版

import serial
import json
import time

ser = serial.Serial("COMX", 115200, timeout=1)

def send(cmd):
    ser.write((json.dumps(cmd) + "\n").encode())
    time.sleep(0.05)
    resp = ser.readline().decode().strip()
    print("Response:", resp)

send({"cmd": "ping"})
send({"cmd": "set_do", "pin_id": 0, "value": 1})
send({"cmd": "read_adc", "pin_id": 0})

Wi‑Fi（HTTP）版

import requests
import json

BASE_URL = "http://ESP32_S3_IO_XXXXXX.local/api"

def send(cmd: dict):
    resp = requests.get(BASE_URL, params=cmd, timeout=2)
    try:
        data = resp.json()
    except:
        data = resp.text
    print("Response:", data)

send({"cmd": "ping"})
send({"cmd": "set_do", "pin_id": 0, "value": 1})
send({"cmd": "read_adc", "pin_id": 0})

🔗GitHub（ファームウェアはこちら）

✅まとめ

今回のアップデートで、USB でも Wi‑Fi でも扱える IoT デバイスが完成しました。
IoT の学習にも、プロトタイピングにも、実運用（安定性は未確認…）にも使える便利なデバイスになったと思います。

今後は、このデバイスを使ったロギングアプリや Excel 連携などに挑戦して記事にしていく予定です。

※このデバイスを Python から扱いやすくするための API をつくって記事にしました。

📘JSON コマンド一覧（詳細）

コマンドは、USB通信 と Wi-Fi通信 で共通です。

コマンド 説明 入力パラメータ 応答
read_di デジタル入力ピンの値を読み取ります。 pin_id: 読み取るデジタル入力ピンのID（0～5）。 status: "ok", value: ピンのデジタル値 (0または1)。エラー時はERR_RANGE。
set_do デジタル出力ピンの値を設定します。 pin_id: 設定するデジタル出力ピンのID (0からDIO_OUT_COUNT-1)。
value: 設定する値 (0でLOW、1でHIGH)。		 status: "ok"。エラー時はERR_RANGE。Hardware.writeDOを呼び出します。
get_io_state すべてのIO (デジタル入力、デジタル出力、ADC、PWM) の現在の状態をまとめて取得します。 なし status: "ok", dio_in: デジタル入力値の配列。
dio_out: デジタル出力値の配列。
adc: ADC値 (mV) の配列。
pwm: PWMデューティ値の配列。
read_adc 指定されたADCピンのアナログ値を読み取ります (複数回サンプリングし平均化)。 pin_id: 読み取るADCピンのID (0からADC_COUNT-1)。 status: "ok", value: 平均化されたADC値 (mV)。エラー時はERR_RANGE。
set_pwm 指定されたPWMチャンネルのデューティサイクルを設定します。 pin_id: 設定するPWMチャンネルのID (0からPWM_COUNT-1)。
duty: 設定するデューティ値 (0からgetSafeMaxDuty())。		 status: "ok", duty: 設定されたデューティ値。エラー時はERR_RANGE。Hardware.setPwmDutyを呼び出します。
get_pwm_config 現在のPWM周波数、分解能、および安全な最大デューティ値を取得します。 なし status: "ok", freq: 現在の周波数。
res: 現在の分解能。
max_duty: 安全な最大デューティ値。
set_pwm_config すべてのPWMチャンネルの周波数と分解能を設定します。デューティ値は新しい分解能に合わせて自動的にスケーリングされます。 freq: 設定する周波数 (Hz、省略時はDEFAULT_PWM_FREQ)。
res: 設定する分解能 (ビット、省略時はDEFAULT_PWM_RES)。		 status: "ok"。Hardware.applyPwmConfigを呼び出します。
set_rgb 内蔵RGB LEDの色と明るさを設定します。自動的にLEDモードが手動制御に切り替わります。 r, g, b: 赤、緑、青の成分 (0-255)。
brightness: 明るさ (0-255、省略時は0)。		 status: "ok", r, g, b, brightness: 設定された色と明るさ。AppNet.setLedStatusMode(false)とHardware.setLedColorを呼び出します。
led_off 内蔵RGB LEDを消灯します。自動的にLEDモードが手動制御に切り替わります。 なし status: "ok"。AppNet.setLedStatusMode(false)とHardware.setLedColor(0,0,0)を呼び出します。
set_led_mode 内蔵RGB LEDの動作モードを設定します。 mode: "status" (WiFiステータス表示) または "manual" (手動制御)。 status: "ok", mode: 設定されたモード。AppNet.setLedStatusModeを呼び出します。manual設定時はLEDを消灯します。
get_led_state 内蔵RGB LEDの現在の色、明るさ、および点灯状態を取得します。 なし status: "ok", on: 点灯しているか (bool)。
r, g, b, brightness: 現在の色と明るさ。
get_status システムの動作状況 (稼働時間、空きヒープメモリ、WiFi接続状態、IPアドレス) を取得します。 なし status: "ok", uptime_ms: 稼働時間 (ミリ秒)。
free_heap: 空きヒープメモリ (バイト)。
wifi_connected: WiFi接続状態 (bool)。
wifi_ip: WiFiのローカルIPアドレス。
ap_ip: アクセスポイントのIPアドレス。
ping デバイスが応答可能かを確認します。 なし status: "ok", message: "pong"。
help 利用可能なすべてのAPIコマンドの一覧を返します。 なし status: "ok", commands: 利用可能なコマンド名の配列。
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