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2024-04-25 現在

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

1: ESP32 へのスケッチの書き込み方法

2: ESP32 へのファイルの書き込み方法

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 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。

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。

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。