Arduino IDE / MicroPython / ESP-IDF を10分でセットアップ【Windows/Mac】

W1 はじめての開発環境

タイトル：Arduino IDE / MicroPython / ESP-IDF を10分でセットアップ【Windows/Mac】
ゴール：LED点滅まで。

必要な物

• ボード：ESP32-C6 または Raspberry Pi Pico または Arduino Uno R4
• PC、USBケーブル

手順（概要）

1. Arduino IDE：ボードマネージャで対象ボードを追加→サンプル「Blink」を書き込み。
2. MicroPython（Pico）：ThonnyでMicroPython FWを書き込み→REPLで点滅。
3. ESP-IDF（ESP32）：idf.py create-project→idf.py -p PORT flash monitorで点滅。

コピペ用コード

Arduino（共通）

void setup(){ pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); }
void loop(){ digitalWrite(LED_BUILTIN, !digitalRead(LED_BUILTIN)); delay(500); }

MicroPython（Pico）

from machine import Pin
import utime
led=Pin(25, Pin.OUT)
while True:
    led.toggle(); utime.sleep_ms(500)

ESP-IDF（ESP32-C系）

#include "driver/gpio.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#define LED GPIO_NUM_8
void app_main(void){
  gpio_set_direction(LED, GPIO_MODE_OUTPUT);
  while(1){ gpio_set_level(LED, 1); vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
            gpio_set_level(LED, 0); vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500)); }
}

トラブルFAQ

• ポートが見えない：ケーブルのデータ線有無、ドライバ確認。
• 書き込み失敗：別のシリアルモニタを閉じる。

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W2 配線の基本

タイトル：ブレッドボード超入門：LED・抵抗・ボタンの正しい挿し方
ゴール：スイッチでLEDをON/OFF。

必要な物

LED×1、抵抗220Ω×1、タクトスイッチ×1、ジャンパ線、ブレッドボード

手順

1. LEDアノード→抵抗→GPIO、カソード→GND。
2. スイッチを内蔵プルアップで使用。片側をGPIO、もう片側をGND。
3. 押下でLOWとなる前提で判定。

コピペ用コード（Arduino）

const int LED=13, BTN=2;
void setup(){ pinMode(LED,OUTPUT); pinMode(BTN,INPUT_PULLUP); }
void loop(){ digitalWrite(LED, digitalRead(BTN)==LOW); }

トラブルFAQ

• LED極性逆：長い脚がアノード。
• ボタン誤配線：内部で2端子が短絡している向きを確認。

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W3 シリアル出力の読み方

タイトル：はじめてのSerial.printとprintf：デバッグは文字で見る
ゴール：センサー値をPCに表示。

必要な物

任意センサー（可変抵抗でも可）

手順

1. ボーレートを決める（例 115200）。
2. 初期化→ループで値を出力。
3. CSV形式にすると後で分析しやすい。

コピペ用コード（Arduino）

void setup(){ Serial.begin(115200); }
void loop(){ int v=analogRead(A0);
  Serial.print("adc,"); Serial.println(v); delay(200); }

ESP-IDF

#include "esp_log.h"
void app_main(){ while(1){ ESP_LOGI("APP","adc,%d", 123); vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(200)); } }

FAQ

• 文字化け：PC側ボーレートを一致。
• 出力が止まる：長いdelay()でウォッチドッグに留意。

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W4 デジタル入力の実践

タイトル：チャタリング対策の基礎：内蔵プルアップで安定ボタン
ゴール：押下/長押し/連打の判定。

手順

1. INPUT_PULLUPでノイズ耐性。
2. ソフトウェア・デバウンス（10〜30ms）。
3. 長押し判定は経過時間で閾値化。

コピペ用コード（Arduino）

const int BTN=2; unsigned long t_down=0; bool prev=HIGH;
void setup(){ pinMode(BTN,INPUT_PULLUP); Serial.begin(115200); }
void loop(){
  bool now=digitalRead(BTN);
  static unsigned long last=0; if(millis()-last<20) return; last=millis(); // debounce
  if(prev==HIGH && now==LOW){ t_down=millis(); Serial.println("down"); }
  if(prev==LOW && now==HIGH){
    unsigned long dur=millis()-t_down;
    Serial.println(dur>800?"long":"short");
  }
  prev=now;
}

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W5 アナログ入力の基礎

タイトル：可変抵抗で明るさ調整：PWMとADCを同時に学ぶ
ゴール：ノブでLED調光。

コピペ用コード（Arduino）

const int POT=A0, LED=9; // 9はPWMピン
void setup(){}
void loop(){
  int a=analogRead(POT); int pwm=map(a,0,1023,0,255);
  analogWrite(LED,pwm); delay(10);
}

FAQ

• ちらつく：PWM周波数変更や容量追加で平滑。

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W6 I2Cセンサー入門

タイトル：温湿度センサー（DHT20/SHTC3）を最短で読む
ゴール：温度/湿度を1秒ごとに表示。

手順

1. SDA/SCLにプルアップ。
2. ライブラリ導入→初期化→1秒周期で取得。

コピペ用コード（Arduino + AHT20互換）

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_AHTX0.h>
Adafruit_AHTX0 aht;
void setup(){ Serial.begin(115200); Wire.begin(); aht.begin(); }
void loop(){ sensors_event_t h,t; aht.getEvent(&h,&t);
  Serial.print(t.temperature); Serial.print(","); Serial.println(h.relative_humidity);
  delay(1000);
}

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W7 SPIデバイス入門

タイトル：小型OLEDにメニューを描く：SPIとフォント表示
ゴール：上下ボタンでメニュー操作。

コピペ用コード（Arduino + SSD1306 SPI）

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#define W 128
#define H 64
Adafruit_SSD1306 disp(W,H,&SPI, /*DC*/9, /*RST*/8, /*CS*/10);
const char* items[]={"Temp","Config","Info"}; int idx=0;
void setup(){ disp.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC); disp.clearDisplay(); }
void draw(){
  disp.clearDisplay(); for(int i=0;i<3;i++){ disp.setCursor(0, i*16);
    disp.setTextSize(i==idx?2:1); disp.print(items[i]); }
  disp.display();
}
void loop(){ draw(); /* BTNでidxを更新する処理を追加 */ delay(200);}

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W8 無線のはじめの一歩（ESP32系）

タイトル：Wi-Fiに繋いでHTTPで値を送る【REST/JSON超入門】
ゴール：センサー値をWebにPOST。

コピペ用コード（Arduino + ESP32）

#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>
const char* ssid="SSID"; const char* pass="PASS";
void setup(){ Serial.begin(115200); WiFi.begin(ssid,pass);
  while(WiFi.status()!=WL_CONNECTED) delay(300);
}
void loop(){
  HTTPClient http; http.begin("http://example.com/api");
  http.addHeader("Content-Type","application/json");
  String body="{"temp":25.0}";
  int code=http.POST(body); Serial.println(code);
  http.end(); delay(5000);
}

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W9 BLEのはじめの一歩（ESP32系）

タイトル：BLEビーコンとGATT：スマホから値を読む
ゴール：スマホアプリで温度を受信。

コピペ用コード（Arduino + ESP32 BLE）

#include <NimBLEDevice.h>
NimBLEServer* server; NimBLECharacteristic* ch;
void setup(){
  NimBLEDevice::init("Demo");
  server=NimBLEDevice::createServer();
  auto svc=server->createService("1809");
  ch=svc->createCharacteristic("2A1C", NIMBLE_PROPERTY::READ|NIMBLE_PROPERTY::NOTIFY);
  svc->start(); server->getAdvertising()->start();
}
void loop(){
  static float t=25.0; t+=0.1;
  uint8_t buf[1]={0}; ch->setValue(buf,1); ch->notify(true); delay(1000);
}

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W10 RTOS超入門

タイトル：FreeRTOSで“並行”を体験：タスク/キュー/ミューテックス
ゴール：計測と表示を別タスク化。

コピペ用コード（ESP-IDF）

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/queue.h"
QueueHandle_t q;
void sensor_task(void*){
  int v=0; while(1){ v++; xQueueSend(q,&v,0); vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500)); }
}
void display_task(void*){
  int v; while(1){ if(xQueueReceive(q,&v,portMAX_DELAY)) { /* 表示 */ } }
}
void app_main(){ q=xQueueCreate(4,sizeof(int));
  xTaskCreate(sensor_task,"s",2048,NULL,1,NULL);
  xTaskCreate(display_task,"d",2048,NULL,1,NULL);
}

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W11 ログと異常復帰

タイトル：ウォッチドッグで固まらせない：例外→自動リセット
ゴール：想定バグでWDT動作を確認。

コピペ用コード（ESP-IDF）

#include "esp_task_wdt.h"
void app_main(){
  esp_task_wdt_init(3, true);
  esp_task_wdt_add(NULL);
  while(1){
    // esp_task_wdt_reset(); // 故意に呼ばずリセットを体験
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
  }
}

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W12 省電力の基本

タイトル：スリープで電池長持ち：Deep-sleepと起床イベント
ゴール：1分ごとに起床→計測→送信→再スリープ。

コピペ用コード（ESP-IDF Deep Sleep）

#include "esp_sleep.h"
void app_main(void){
  esp_sleep_enable_timer_wakeup(60ULL*1000*1000);
  // 計測・送信処理
  esp_deep_sleep_start();
}

省電力ポイント

• 無線は必要時のみON。
• ログは最小に。
• レギュレータの静止電流に注意。