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2024-05-17 現在

ファームウェアの書き込み方法

TWELITE SPOT に対するファームウェアの書き込み方法

1: ESP32 へのファームウェアの書き込み方法

1.1: ESP32 へのスケッチの書き込み方法

1.2: ESP32 へのファイルの書き込み方法

1.3: ESP32 のパーティションテーブルを指定した書き込み方法

2: TWELITE へのファームウェアの書き込み方法

3: ファームウェアの初期化方法

3.1: ESP32 のファームウェアの初期化方法

3.2: TWELITE のファームウェアの初期化方法

TWELITE SPOT に搭載された ESP32 および TWELITE へのファームウェアの書き込み方法をご案内します。

1 - ESP32 へのファームウェアの書き込み方法

TWELITE SPOT に搭載された ESP32 に対するファームウェアの書き込み方法

TWELITE SPOT に搭載された ESP32 へのファームウェアの書き込み方法をご案内します。

1.1 - ESP32 へのスケッチの書き込み方法

TWELITE SPOT に搭載された ESP32 に対するスケッチの書き込み方法

TWELITE SPOT に搭載された ESP32 への Arduino スケッチの書き込み方法をご案内します。

ホストとの接続

TWELITE R3 / R2 を接続

7P インターフェイス（ESP32 と記載のある側）に TWELITE R3 / R2 を接続してください。

電源を接続

側面の USB-C コネクタに 5V 電源を供給してください。

TWELITE R3 / R2 は、必ず上図と同じ向きで TWELITE SPOT に接続してください。誤った向きで接続すると、 TWELITE SPOT や TWELITE R3 / R2 が破損する恐れがあります。

Arduino IDE の操作

スケッチを開く

Arduino IDE を起動して、書き込むスケッチを開いてください。

シリアルポートを選択

ツール -> シリアルポートメニューから、 TWELITE R3 / R2 のポートを選択してください。

シリアルポートは、Windows では COM? といった名称に、macOS / Linux では /dev/tty? といった名称になります。

ESP32 をプログラムモードで起動

TWELITE SPOT の ESP32 リセットスイッチ EN(RST) と ESP32 ブートスイッチ BOOT を押し、EN(RST) -> BOOT の順で離してください。

BOOT を押した状態でリセットすることで、ESP32 をプログラムモードに移行できます。

書き込みを実行

Arduino IDEのマイコンボードに書き込むボタンをクリックしてください。

書き込みが完了すると、画面下部に Hard resetting via RTS pin... と表示されます。

書き込みに失敗し、下記のメッセージが表示された場合は、使用する USB ポートや USB ケーブルを変えてみてください。

A serial exception error occurred: Could not configure port: (6, 'Device not configured')

ESP32 をリセット

書き込みが完了したら、TWELITE SPOT の ESP32 リセットスイッチ EN(RST) を押して離し、ESP32 をリセットしてください。

リセットを行わないと、プログラムモードから抜け出せません。

1.2 - ESP32 へのファイルの書き込み方法

TWELITE SPOT に搭載された ESP32 に対するファイルの書き込み方法

TWELITE SPOT に搭載された ESP32 へファイル（data/フォルダ以下のファイル群）を書き込む方法をご案内します。

本稿では、応用的な内容（TWELITE SPOT に搭載された ESP32 のフラッシュ領域をファイルシステムとして扱い、HTML などのファイルを書き込む方法）を紹介しております。

例えば TWELITE SPOT に HTML ファイルを書き込んでWebサーバとして振る舞わせたい（spot-server サンプルで実現しています）、TWELITE SPOT に暗号鍵ファイルを書き込んでおきたいといった要求がない場合には、本稿の内容を無視していただいて構いません。

本稿では、サードパーティのオープンソースソフトウェアを使用します。

サードパーティのソフトウェアについて、その詳しい使用方法を弊社からご案内することはいたしかねます。また、サードパーティのソフトウェアを使用されたことによるいかなる損害についても、弊社は一切の責任を負いません。

本稿で紹介する方法では、Arduino IDE 1.x を必要とします。Arduino IDE 2.x の技術的な制約により、2023年5月現在、Arduino IDE 2.x には対応していません。

本稿で使用するプラグインは Java で書かれているため、Arduino IDE 1.x とは異なり、Java ベースではない Arduino IDE 2.x では動作しないからです。問題の詳細については、Arduino IDE GitHub ページの Issue (Missing support for external tools / plugins · Issue #58 · arduino/arduino-ide) をご覧ください（英語）。

プラグインの導入

ESP32 のフラッシュ領域へファイルを書き込むための Arduino プラグイン (arduino-esp32fs-plugin) をインストールします。

プラグインのダウンロード

以下のページから、esp32fs.zip を入手します。

Release Update to support Big Sur · lorol/arduino-esp32fs-plugin

arduino-esp32fs-plugin のオリジナル版は me-no-dev/arduino-esp32fs-plugin ですが、ここでは最新の LittleFS ファイルシステムに対応したフォーク版 lorol/arduino-esp32fs-plugin を使用します。

プラグインのインストール

ダウンロードした esp32fs.zip を展開してください。
Arduino のスケッチブックの保存場所（Arduino IDE 環境設定に記載。例：C:\Users\foo\Documents\Arduino）に tools フォルダがない場合は、これを作成してください。
tools フォルダに ESP32FS/tool フォルダを作成し、zipファイルから得た esp32ffs.jar ファイルを配置してください。（配置例：C:\Users\foo\Documents\Arduino\tools\ESP32FS\tool\esp32fs.jar）。
Arduino IDE を次に起動した際にプラグインが使用できるようになります。

ホストとの接続

TWELITE R3 / R2 を接続

7P インターフェイス（ESP32 と記載のある側）に TWELITE R3 / R2 を接続してください。

電源を接続

側面の USB-C コネクタに 5V 電源を供給してください。

Arduino IDE の操作

スケッチを開く

Arduino IDE を起動して、スケッチを開いてください。

書き込むファイルの配置

スケッチ -> スケッチのフォルダを表示から、スケッチのフォルダを開いてください。
スケッチファイル（.ino）と同じ階層に、data フォルダを作成してください。
data フォルダ内に、書き込むファイルを配置してください。

フラッシュ領域においても、data フォルダ内の階層構造は維持されます。

シリアルポートを選択

ツール -> シリアルポートメニューから、 TWELITE R3 / R2 のポートを選択してください。

シリアルポートは、Windows では COM? といった名称に、macOS / Linux では /dev/tty? といった名称になります。

ESP32 をプログラムモードで起動

TWELITE SPOT の ESP32 リセットスイッチ EN(RST) と ESP32 ブートスイッチ BOOT を押し、EN(RST) -> BOOT の順で離してください。

BOOT を押した状態でリセットすることで、ESP32 をプログラムモードに移行できます。

書き込みを実行

ツール -> ESP32 Sketch Data Upload をクリックしてください。
Select FS for <スケッチ名＞ /data folder にて、LittleFS を選択してください。

OK を押してください。

書き込みが完了すると、画面下部に Hard resetting via RTS pin... と表示されます。

環境によっては、以下のように表示されて書き込みに失敗することがあります（macOS で確認）。

`Error: esptool not found!`

その際には、esptool.py を Arduino15フォルダ/packages/esp32/tools/esptool_py/＜バージョン＞/esptool.py へ配置することで解決できるかもしれません。

例えば、macOS の場合には、下記のようにして esptool.py を取得し、シンボリックリンクを作成します。


/usr/bin/pip3 install esptool
ln -s ~/Library/Python/3.9/bin/esptool.py ~/Library/Arduino15/packages/esp32/tools/esptool_py/4.5.1/esptool.py

注：/usr/bin/pip3 と指定しないと、Homebrew のディレクトリにインストールされてしまうことがあります

ESP32 をリセット

書き込みが完了したら、TWELITE SPOT の ESP32 リセットスイッチ EN(RST) を押して離し、ESP32 をリセットしてください。

1.3 - ESP32 のパーティションテーブルを指定した書き込み方法

TWELITE SPOT に搭載された ESP32 に対する書き込みにおいて、任意のパーティションテーブルを適用する方法

TWELITE SPOT に搭載された ESP32 へスケッチやファイルを書き込む際に、任意のパーティションテーブルを適用する方法をご案内します。

本稿では、応用的な内容（フラッシュ領域のパーティションテーブルを指定する方法）を紹介しております。

ESP32 Arduino Core に最初から含まれているパーティションテーブルの設定（例：Default 4MB with spiffs）を使用される場合は、本稿を無視していただいて構いません。

本稿の設定を行ったことによるいかなる損害についても、弊社は一切の責任を負いません。

定義ファイルの作成

パーティションテーブルの定義は、csv ファイルに記述します。

下記の例では、16MB のフラッシュ領域のうち、8MB をファイルシステムで使うように指定しています。

# TWELITE SPOT 16MB with 8MB LittleFS
# Name,  Type, SubType, Offset,   Size,     Flags
nvs,     data, nvs,     0x9000,   0x5000,
otadata, data, ota,     0xE000,   0x2000,
app0,    app,  ota_0,   0x10000,  0x7F0000,
spiffs,  data, spiffs,  0x800000, 0x800000,

TWELITE SPOT 16MB with 8MB LittleFS Arduino IDE に表示される名前です。
nvs システムで使用する領域です。変更しません。
otadata OTA を使う際に使用する領域です。変更しません。
app0 ファームウェアを書き込む領域です。
spiffs LittleFS ファイルシステムで使用する領域です。

csv ファイル中の Offset および Size 列の単位はバイトで、16進数です。

したがって、上記の例では、ファームウェアとファイルシステムが使えるサイズは下記のように計算できます。

app0 のサイズ：0x7F0000 = 8323072 より、7.875MB
spiffs のサイズ：0x800000 = 8388608 より、8MB

定義ファイルの登録

Arduino15フォルダを開き、下記のパスに csv ファイルを追加します。

Arduino15/packages/esp32/hardware/esp32/x.x.x/tools/partitions

x.x.x は Arduino core for the ESP32 のバージョン

パーティションテーブルの適用

Arduino IDE のツールバーからツール -> Partition Scheme を開き、追加したパーティションテーブルを選びます。

選択したパーティションテーブルが次回以降のファームウェアの書き込みやファイルシステムの書き込みに反映されます。

スケッチファイルと同じ場所に partitions.csv という名前で設定ファイルを置くと、そちらが優先されます。ただし、Arduino IDE 上の表記は変わらないため、紛らわしい場合があります。

2 - TWELITE へのファームウェアの書き込み方法

TWELITE SPOT に搭載された TWELITE に対するファームウェアの書き込み方法

TWELITE SPOT に搭載された TWELITE へのファームウェアの書き込み方法をご案内します。

工場出荷時の TWELITE SPOT では、TWELITE に親機・中継機アプリ(App_Wings_SPOT)をあらかじめ書き込んでいます。工場出荷状態の場合は、TWELITE のファームウェアを書き換える必要はありません。

TWELITE SPOT に搭載される TWELITE では、インタラクティブモードによる設定変更ができません。

TWELITE の周波数チャネルやアプリケーションIDを設定するには、ESP32 からシリアル通信でコマンドを送信します。Arduino 環境では、Twelite.begin() を使用してください。

TWELITE STAGE APP をインストール

以下は Windows 向けの簡易的な説明です。TWELITE STAGE APP に関して、macOS / Linux 向けの説明や詳細な説明については、TWELITE STAGE APP マニュアルをご覧ください。

TWELITE STAGE SDK をダウンロードし、ダウンロードしたファイルをCドライブ直下に展開してください。

ホストとの接続

TWELITE R3 / R2 を接続

7P インターフェイス（TWELITE と記載のある側）に TWELITE R3 / R2 を接続してください。

電源を接続

側面の USB-C コネクタに 5V 電源を供給してください。

TWELITE STAGE APP の操作

TWELITE STAGE APP (TWELITE_Stage.exe) を起動してください。
シリアルポート選択画面で TWELITE R3 / TWELITE R2 を選択してください。
メインメニュー -> アプリ書換を選択し、書換えたいアプリを選択してください。

詳しくはTWELITE STAGE APP マニュアルをご覧ください。

3 - ファームウェアの初期化方法

TWELITE SPOT のファームウェアを工場出荷時に戻す方法

TWELITE SPOT に搭載された ESP32 および TWELITE へ書き込まれたファームウェアを工場出荷時の状態に初期化する方法をご案内します。

3.1 - ESP32 のファームウェアの初期化方法

TWELITE SPOT に搭載された ESP32 に書き込まれたファームウェアを工場出荷時に戻す方法

esptool によって、TWELITE SPOT に搭載された ESP32 へ書き込まれたファームウェアを手動で工場出荷時の状態に戻す方法をご案内します。

esptool をインストール

esptool は、ESP32 にバイナリファイルを書き込むための公式ユーティリティです。

インストール方法の詳細は、公式ガイド（英語）を参照してください。

Python をインストール

Python 3.7 以降がインストールされていない場合は、Python 3.7 以降をインストールしてください。

https://www.python.org/downloads/

esptool 本体をインストール

PyPI から esptool をインストールしてください。


pip install esptool

既存のPython環境に影響を与えたくない場合は、pipx の使用を推奨します。


pipx install esptool

ホストとの接続

TWELITE R3 / R2 を接続

7P インターフェイス（ESP32 と記載のある側）に TWELITE R3 / R2 を接続してください。

電源を接続

側面の USB-C コネクタに 5V 電源を供給してください。

バイナリファイルの取得

下記のリンクから、spot-server-2023-05-bin.zip をダウンロードしてください。

spot-server-2023-05-bin.zip

ダウンロードしたら、zipファイルを展開してください。

ESP32 をプログラムモードで起動

TWELITE SPOT の ESP32 リセットスイッチ EN(RST) と ESP32 ブートスイッチ BOOT を押し、EN(RST) -> BOOT の順で離してください。

BOOT を押した状態でリセットすることで、ESP32 をプログラムモードに移行できます。

esptool による書き込み

esptool をインストールした端末でspot-server-2023-05-bin.zipを展開したフォルダに移動し、下記を実行してください。


esptool --chip esp32 --port ＜シリアルポート＞ --baud 921600 --before default_reset --after hard_reset write_flash -z --flash_mode qio --flash_freq 80m --flash_size 16MB 0x1000 spot-server.ino.bootloader.bin 0x8000 spot-server.ino.partitions.bin 0xe000 boot_app0.bin 0x10000 spot-server.ino.bin 0x100000 spot-server.littlefs.bin

＜シリアルポート＞には、COM? や /dev/tty? といったポート名を入力します。

もし失敗する場合は、下記をお試しください。

--flash_mode qio を --flash_mode dio に変更
--flash_freq 80m を --flash_freq 40m に変更
--baud 921600 を --baud 460800 に変更

ESP32 をリセット

書き込みが完了したら、TWELITE SPOT の ESP32 リセットスイッチ EN(RST) を押して離し、ESP32 をリセットしてください。

リセットを行わないと、プログラムモードから抜け出せません。

3.2 - TWELITE のファームウェアの初期化方法

TWELITE SPOT に搭載された TWELITE へ書き込まれたファームウェアを工場出荷時に戻す方法

TWELITE STAGE APP によって、TWELITE SPOT に搭載された TWELITE へ書き込まれたファームウェアを工場出荷時の状態に戻す方法をご案内します。

TWELITE SPOT に搭載される TWELITE では、インタラクティブモードによる設定変更ができません。

TWELITE STAGE APP をインストール

TWELITE STAGE SDK をダウンロードし、ダウンロードしたファイルをCドライブ直下に展開（Windowsの場合）してください。

ファームウェアの入手

下記のリンクからバイナリファイルをダウンロードし、MWSTAGE フォルダ内の BIN フォルダに配置してください。

App_Wings_TWELITESPOT_BLUE_L1305_V1-3-2.bin

ホストとの接続

TWELITE R3 / R2 を接続

7P インターフェイス（TWELITE と記載のある側）に TWELITE R3 / R2 を接続してください。

電源を接続

側面の USB-C コネクタに 5V 電源を供給してください。

TWELITE STAGE APP の操作

TWELITE STAGE APP (TWELITE_Stage.exe) を起動してください。
シリアルポート選択画面で TWELITE R3 / TWELITE R2 を選択してください。
メインメニュー -> アプリ書換 -> BIN から選択を選び、先ほど入手したバイナリ（App_Wings_TWELITESPOT_BLUE_L1305_V1-3-0.bin）を書き込んでください。

詳しくはTWELITE STAGE APP マニュアルをご覧ください。