［電子工作］GS-0001：ESP32 2.8型LCDタッチパネルボードIoT（WiFiやBluetooth）の学習やソフト開発に最適価格：4000円（2023'3/25 半導体不足、円安のため在庫なくなり次第、価格見直し予定。） 在庫品はメルカリで「GS-0001」で検索購入下さい。４人打ち麻雀ソフトを書き込んだ「GS-0001M」もあります。受注生産（料金振込後、製作するため多少納期が必要です）で良ければ、 hge00744@nifty.ne.jp にメール下さい。折り返し、納期、金額（割引は要相談）、振込先を回答致します。 保証内容はこちら。
特徴IoT（WiFiやBluetooth）の学習やソフト開発に最適・ESP32のプログラムの書き換えやデバッグが可能。（技適あり、4MBフラッシュメモリ、USBシリアル変換LSIとしてCH340N搭載）・無線LAN、Bluetooth、SPI、PWM、DACなどの機能を評価可能。・アナログジョイスティックと４つのキー（１つはリセット専用）を搭載。・2.8型、感圧式タッチパネル付き、240x320画素、液晶パネル搭載。・SDカード（32GB以下）スロット搭載。・圧電スピーカを１個搭載。可変抵抗により音量調整可能。ESP32内蔵のPWM、又はDAC(8bit)を接続。（PCM再生も可能ですが、音質は悪いです。）・単３乾電池４個で動作可能。（電池は付属しません）・サンプルプログラムとして、Bluetoothキーボード、Bluetoothゲームパッド、電卓、メモ書き、SDカードの画像ファイル表示、各種ゲームなどを準備。・秋月電子、共立エレショップなど、信用できる販売店より部材調達。・鉛フリー半田使用 |
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項目 |
仕様 |
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プロセッサ |
ESP32-WROOM：Xtensa 32bit LX6(最大240MHz、デュアル) フラッシュメモリ：4MB以上（出荷時期によって、変動） RAM：520KB |
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無線通信 |
ESP32-WROOM：802.11b/g/n(2.4GHz、Max.150Mbps) Bluetooth v4.2 BR/EDR/BLE |
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インタフェース |
USB Micro-B：シリアルポートとして認識(CH340N) SDカードスロット：32GB以下 |
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表示機能 |
2.8型液晶パネル：解像度240x320、65536色、SPI接続 感圧式タッチパネル付き SDカードスロット |
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キー入力 |
アナログジョイスティック ボタン：２個＋２個（リセットスイッチを含む） |
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入力機能 |
感圧式タッチパネル（1点） |
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サウンド |
圧電スピーカー：１個 発振周波数は、4KHz前後 可変抵抗により音量調節可能 |
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電源 |
USB Micro-B 単３乾電池×４本（電池は付属しません） |
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付属品 |
タッチペン |
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サイズ |
99mm×99mm、厚さ約25mm |
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その他 |
Arduino IDEが動作する環境が別途必要（Windowsマシン、MacOS、Linux、RaspberryPiなど） USB Micro-Bと接続するためのケーブルが別途必要 |
２．ソフト開発環境
（１）Arduino IDEのインストール
まず、Arduino IDEをインストールしてください。
その後、ファイルー環境設定ー追加のボードマネージャのURL に
https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json
を追加し、ツールーボードのボードマネージャで「esp32」を検索し、インストールします。
（注意．私のサンプルを実行する場合、バージョン1.0.6を選んで下さい。）
詳細は、Arduino IDEのESP32開発環境のInstallation instructions using Arduino IDE Boards Manager
を参考にして下さい。
（２）ライブラリの準備
ライブラリとして、次のものを準備しています。
・LCDパネルの表示ライブラリ
Adafruit_ILI9341：Adafruit社の単純描画ライブラリを改変。（フレームバッファ無し。描画しているのが見える。）
ILI9341_game：フレーム単位表示切り替えライブラリ（フレームバッファあり。アニメーションできる。）
・グラフィックライブラリ
Adafruit_GFX_Library：Adafruit社のライブラリ
・タッチパネルライブラリ
XPT2046_Touchscreen：タッチパネルのライブラリ
・BLEライブラリ
ESP32_BLE_Arduino：Bluetoothキーボードを実現するためのライブラリ
次のファイルをダウンロードし、
Windowsの場合、「PC\ドキュメント\Arduino\libraries\」の下
Linuxの場合、「~/Arduino/libraries/」の下
にコピーする。
（３）GS0001ボードへのプログラム書き込み方法
（１）でインストールしたArduino IDEを起動し、ESP32用のプログラムを開きます。
ツールを、
ボード：NodeMCU-32S（他のものでもOKですが、設定が簡単なので）
UploadSpeed：921600
FlashFrequency：80MHz
シリアルポート：GS0001が繋がっているポートを選択（分からない時は抜き差しして確認）
書き込み装置：USBtinyISP（選べない場合は、esptool）
に設定します。
GS0001ボードのUSRボタンを押したまま、RSTボタンを押して離し、最後にUSRボタンを離します。
これで、ESP32はライト状態になります。
Arduino IDEの→ボタンを押すとコンパイルされ、プログラムの書き込みが開始されます。
終了したら、今度はRSTボタンだけを押して離すか、電源を入れ直すと、プログラムが起動します。
３．サンプルプログラム
説明：タッチパネルによる10進／16進対応関数電卓です。小数点以下も16進表記
できる点がポイント！
・10進／16進の切り替え可能。
・メモリ機能あり（「M=」でメモリに記憶。「M」でメモリの呼び出し。)
・バックスペースによる修正機能あり。（「＜」）
2020'3/20
説明：タッチパネルを利用したBluetooth対応のキーボードです。Bluetoothに対応した機器で
「ESP32_keyboard」と接続することで使えるようになります。
・半角／全角やShift／Ctrl／Altも使用可能。Ctrl＋Alt＋Delも入力可能。
2022'7/8PCやタブレットとBluetooth接続して使用
説明：WiFiでPCやスマホと接続し、対戦できるオセロです。
まず、下記ファイルをダウンロードし、Arduino IDEでファイルを開き、
const char* ssid = "yourssid";
const char* password = "yourpasswd";
をご自分のネット環境の、SSID及びパスワードに変更下さい。そして、LCDパネルに、
Connecting to yourssid
WiFi connected.
IP address: 192.xxx.xxx.xxx
のように表示されれば接続OKです。
次にPC/タブレット/スマホ等のブラウザから、「http://192.xxx.xxx.xxx」にアクセスすると、
上の写真の右側のような画面が出ますので、画面に従って、ボタンを押すと、オセロが
できます。
思考ルーチンは、昔、PCで作ったものを移植。Computer4は私と互角の強さです！
2020'3/23WiFi接続要
説明：タッチパネルで絵を描いたり、SDカードに画像をロード／セーブ(BMP)することが
できます。
右端の「Color」をタッチすると、ドットサイズ、ファイル操作、クリアなどメニューを
切り替えることが出来ます。
2020'3/20SDカードにセーブ／ロード可能
説明：私が作成したテトリス風のゲームです。２つのボタンで回転（回転する向きが異なります）
下矢印で落下。
2020'3/20
説明：私が作成したオリジナルゲームです。一番上のバーが消えるまでに全てのフルーツを
取って、ゲートに入れば１面クリア。なお、全てのフルーツを取るまで、ゲートは現れません。
左右で移動し、右ボタン(A)でジャンプします。
2020'3/22
説明：私が作成したオリジナルゲームです。30年以上前に、PCで作成したソフトを移植。
迷路の地図は、展開したフォルダーの中の「*.dat」で、SDカードに書き込んで本体に
セットする必要があります。
・左右で回転、上で前に進み、下で後退。
・行き止まりの黄色のゲートに入ればクリア。
・途中、同じような景色で迷子になるので、緑や青のゲートを頼りにゴールを目指して下さい。
・時間制限も無いので、気長にやって下さい。
2020'3/20「*.dat」は、SDカードに書き込み、本体にセット
（８）ゲーム：3Dシューティング（私が作成したオリジナルゲーム）
説明：私が作成したオリジナルゲーム。上記の3D迷路の3D表示ルーチンを使った3Dポリゴンの
シューティングゲーム。3Dポリゴンの塗りつぶしは時間がかかりますが、自作のライブラリで
高速化を図っています。
2020'3/20
（９）SDカードプレイヤー（BMP、SND、PCM,11.025kHz）
説明：SDカードに格納したBMPファイル、音階データ(SND)、PCM音楽データ(PCM,11.025kHz)
を再生するソフト。下記のファイルのdataフォルダーにサンプルデータを入れて
いますので、SDカードにコピーしてお使い下さい。
・*.BMPは通常の画像データです。（表示できるのは、左上の240x320）
・*.SNDは独自フォーマットです。（サンプル参照）
・*.PCMはraw,unsigned 8bit,mono,11.025kHzで、Audacityなどのソフトで生成下さい。
但し、圧電スピーカーですので、音は無茶苦茶悪いです。
Audacityの場合、次の方法で生成下さい。
(1)ファイルー開く でMP3ファイルなどを読み込む。
(2)トラックーミックスーステレオからモノラルへ でモノラルに変更。
(3)左下の プロジェクトのサンプリング周波数(Hz) を11025に設定。
(4)書き出しーWAVとして書き出し で次の設定で保存。
ファイルの種類：その他の非圧縮ファイル
ヘッダ：RAW(header-less)
エンコーディング：Unsigned 8-bit PCM
(5)ファイル名の拡張子を *.raw→*.pcm に変更。
2020'3/29dataフォルダーのサンプルデータをSDカードにコピー
（１０）マルチタスクによるPCM再生ソフト（PCM、22.05kHz）
説明：SDカードに格納したPCM音楽データ(PCM、22.05kHz)だけを再生するソフトです。
右ボタン(A)で再生、左ボタン(B)で停止、左右で音量変更です。
（９）のSDカードプレイヤーとの違いは、FreeRTOSの機能を使ってマルチタスクしている
点です。つまり、音楽などを再生しながら、裏でSDカードからの読み込みやキースキャン
を行っているため、22kHzで音楽を再生しながら音量を変えたり停止したりできます。
なお、*.PCMはraw,unsigned 8bit,mono,22.05kHzで、Audacityなどのソフトで生成下さい。
上記（９）と同じ方法で、サンプリング周波数(Hz)だけ22050にして下さい。
但し、圧電スピーカーですので、音は無茶苦茶悪いです。
2020'4/5SDカードにPCMファイルをコピー
説明：youtubeを見ながら、気合を入れて作ってみました。結構、再現出来たかな。
右ボタン（A)を押すとゲームがスタートし、後はアナログジョイスティックだけで
操作します。
2022'7/15
説明：youtubeを見ながら、気合を入れて作ってみましたが、再現できませんね。
右ボタン（A)を押すとゲームがスタートし、アナログジョイスティック、右ボタン（A)
で空中、左ボタン(B)で地上を攻撃できます。
なお、SDカードが必須で、下記ファイルを展開し、dataフォルダーのファイルを
SDカードのルートにコピーして、本体にセットして下さい。
2022'7/18dataフォルダーのファイルをSDカードにコピー
（１３）ゲーム：本格４人打ち麻雀（銀河☆麻雀を移植）
説明：自作のWindows用ソフト銀河☆麻雀を移植
・イカサマ無しの思考ルーチンを持つコンピュータと対戦します。
（強い／ふつう／弱いの３段階）
・一般的な役はほぼ網羅しています。
・チーの牌選択対応。
・ノーテンでのリーチや上がりは、チェックして禁止。
・フリテン、役無しによるチョンボあり。
・点数計算機能搭載。（刻子／順子の簡単入力機能あり）
詳細はこちらをご覧ください。
2023'4/4
その他、ESP32の標準のサンプルや、MicroPythonなども使えます。詳細は、次のページをご覧下さい。
「ESP32の使い方」はこちら。
４．各種資料
（１）ピンアサイン
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GPIO |
専用端子 |
SD |
LCD |
TOUCH |
BUTTON/STICK/BUZZER |
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VDD3V |
+3.3V |
+3.3V |
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#EN |
Reset (EN) |
Reset |
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SVP |
IO36 (Input only) |
SENSOR_VP (UltraLowNoiseAnalog) |
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SVN |
IO39 (Input only) |
SENSOR_VN (UltraLowNoiseAnalog) |
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IO34 |
IO34 (Input only) |
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STICK_X |
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IO35 |
IO35 (Input only) |
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STICK_Y |
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IO32 |
IO32 |
XTAL_32K_P |
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BUTTON_A |
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IO33 |
IO33 |
XTAL_32K_N |
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BUTTON_B |
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IO25 |
IO25 |
DAC_1 |
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BUZZER |
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IO26 |
IO26 |
DAC_2 |
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IO27 |
IO27 |
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IO14 |
IO14 |
HSPICLK |
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IO12 |
IO12 |
HSPIQ |
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GND |
GND |
GND |
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IO13 |
IO13 |
HSPID |
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SD2 |
IO9 (for SPI Flash) |
SPIHD |
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SD3 |
IO10 (for SPI Flash) |
SPIWP |
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CMD |
IO11 (for SPI Flash) |
SPICS0 |
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VDD5V |
+5V |
+5V |
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GND |
GND |
GND |
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IO23 |
IO23 |
VSPID |
SD_MOSI |
SDI |
T_DIN |
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IO22 |
IO22 |
VSPIWP |
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U0TX |
IO1 |
UART_TXD |
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U0RX |
IO3 |
UART_RXD |
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IO21 |
IO21 |
VSPIHD |
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GND |
GND |
GND |
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IO19 |
IO19 |
VSPIQ |
SD_MISO |
|
T_DO |
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IO18 |
IO18 |
VSPICLK |
SD_SCK |
SCK |
T_CLK |
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IO5 |
IO5 |
VSPICS0 |
SD_CS |
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IO17 |
IO17 |
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|
T_CS |
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IO16 |
IO16 |
|
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T_IRQ |
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IO4 |
IO4 |
HSPIHD |
|
RESET |
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IO0 |
IO0 (BOOT) |
Boot |
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|
IO2 |
IO2 |
HSPIWP |
|
DC |
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IO15 |
IO15 |
HSPICS0 |
|
CS |
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SD1 |
IO8 (for SPI Flash) |
SPID |
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SD0 |
IO7 (for SPI Flash) |
SPIQ |
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CLK |
IO6 (for SPI Flash) |
SPICLK |
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５．トラブルシューティング