はじめに

今回はESP32-C3-WROOM-02をArduino開発環境で扱う方法について調べてみました。型番が似ていることからも推測できるように有名なESP-WROOM-02と形状は全く同じですが、Wi-Fiに加えてBLEも内蔵し、USB機能が追加されている点は大きな特徴だと思います。他のESP32に比べると省略されている機能も多いですが、RISC-Vを採用したCPUに変更されたことで低消費電力、低価格を実現しています。また、技適も取得しているため、安心して使えます。

開発環境

Windows 11 Home 22H2
Arduino IDE 2.3.0
Arduino Core for the ESP32 2.0.4

ESP32-C3-WROOM-02

ここではESP32-C3-WROOM-02を従来からも広く使用されているESP-WROOM-32と比較してみます。

	ESP-WROOM-32	ESP32-C3-WROOM-02
CPU	Xtensa LX6	RISC-V
コア数	2	1
ビット数	32ビット	32ビット
クロック周波数	240MHz	160MHz
ROM	4MB	4MB
RAM	520kB	400kB
GPIO	32	15
ADC	16	6
DAC	2	-
UART	3	1
SPI	4	1
IIC	2	1
Wi-Fi	2.4GHz	2.4GHz
Bluetooth	4.2	5.0
USB	-	1
発売日	2017年2月1日	2022年12月8日
価格	550円	310円

注意としては対応するBluetoothの規格がBLEのみである点です。磁気センサやタッチセンサも省略されています。このように見ると機能は控え目ですが、手軽にBLEが利用できるという点では活躍しそうです。

以下のURLよりデータシートをダウンロードできます。
https://akizukidenshi.com/goodsaffix/esp32-c3-wroom-02_datasheet_en.pdf

回路構成

確認用のLEDをGPIO20に接続しました。ENは常にプルアップしておく必要があります。GPIO2とGPIO8もプルアップすることが推奨されていますが、未接続でも動作しました。

USBから供給される5Vは3端子レギュレータで3.3Vに変換しています。入力側と出力側に0.1uFのコンデンサを接続しました。

以下のURLよりデータシートをダウンロードできます。
https://akizukidenshi.com/goodsaffix/NJU7223_j.pdf

部品表

主に使用した部品は以下の通りです。全て秋月電子通商より購入できます。今回は何となく手元にあったmicro-B端子を使用していますが、代わりにType-A端子やType-C端子を使用しても構いません。

販売コード	部品名	単価
117493	ESP32-C3-WROOM-02-N4	310円
100432	NJU7223F33	50円
106656	AE-USB-MICRO-B-D	200円
100317	EIC-364	600円

ESP32-C3-WROOM-02は従来からも広く使用されているESP-WROOM-02と形状が全く同じです。そのため、秋月電子通商のピッチ変換基板を使用できそうですが、肝心のピン配置が異なるので実際には無理でした。そこで、自作のピッチ変換基板を使用しました。送料を含めても1枚当たり約85円なので格安です。

ドライバ

まだ何も書き込まれていない状態のESP32-C3-WROOM-02をUSB経由でPCに接続した場合、接続や切断が頻繁に繰り返されているような状態となります。そのため、以下のコマンドをPowerShellに貼り付けて実行し、専用のドライバをインストールしておく必要があります。

Invoke-WebRequest 'https://dl.espressif.com/dl/idf-env/idf-env.exe' -OutFile .\idf-env.exe; .\idf-env.exe driver install --espressif

書き込み

書き込み方法としてはUART経由、USB経由の2種類から選べますが、今回は目玉であるUSB機能を利用してみたいと思います。USBシリアル変換ICなどは不要です。USBの信号線と直結するだけなので非常に簡単です。

USB	ESP32-C3-WROOM-02
D+	GPIO19
D-	GPIO18
GND	GND

Arduino開発環境で扱うため、設定画面を開き、ESP32のボードマネージャを追加します。

以下のURLを所定欄に貼り付けます。
https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json

その後、ボードマネージャからESP32と検索し、インストールします。

ボードの種類としてはESP32C3 Dev Moduleを選択します。なお、USB経由でシリアルモニタを利用するためにはUSB CDC on Bootを有効化しておく必要があります。

ESP32-C3-WROOM-02が接続されているCOMポートを選択し、書き込みます。起動モードを切り替える必要はなく、そのまま動作中でも書き込み可能でした。

プログラム

例の如くLEDの点滅を試してみました。

blink.ino

#define LED_PIN 20

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
  delay(100);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  delay(500);
}

おわりに

これで開発環境が構築できました。ESP32-C3-WROOM-02を搭載した開発ボードも自作している最中なので完成したら公開します。

ESP32-C3-WROOM-02の開発環境を構築する