ハードウエア

ESP32 を選択した理由

Qumcum Lab. は周辺回路用の MCUを搭載しています。このMCUは ”ESP32”を使用しました。ESP32は電子工作でもよく使われている高性能で多機能なマイクロコントローラです。

◀ この記事の前に: Leafony を選択した理由
▶ この記事の次に: 回路図

ESP32とは

ESP32シリーズは、Espressif Systemsが開発した高性能なマイクロコントローラで、Wi-Fiと Bluetoothを統合したシステムオンチップです。

ESP32シリーズは電子工作でもよく使用されており、インターネット上にも多くの製作記などの事例や、ライブラリをはじめプログラミングの情報が掲載されています。

ESP32の特徴

ESP32シリーズの特徴は以下のとおりです。

ESP32の長所

  • 豊富なGPIOピン: ポート数と機能
  • 通信機能: Wi-Fi対応、Bluetooth対応
  • 開発環境が充実: Arduino IDE対応、Espressif社の公式SDK、多くのライブラリとサポート
  • 低価格: 高いコストパフォーマンス
  • 入手性: 1個から多くの購入先から調達可能

ESP32の短所

  • 消費電力が高い:
    起動時やWi-Fi動作開始時に最大1A程度の突入電流が発生、Wi-Fi通信中は160mA~260mA程度の電流を消費
  • リアルタイム性の制約:
    Wi-FiやBluetooth通信中に処理が一時的にブロックされることがある

ESP32-WROOM-32Eの仕様

Qumcum Lab. はESP32シリーズのうち、ESP32-WROOM-32Eを採用しました。主な仕様は右記のとおりです。

型 番: ESP32-WROOM-32E
メーカー: Espressif Systems
資 料: Datasheet

主な仕様

  • デュアルコアXtensa® LX6 CPU: 最大240MHzの動作周波数
  • 無線通信: IEEE 802.11 b/g/n( 2.4GHz帯 )
    Bluetooth v4.2、Bluetooth Low Energy(BLE)
  • メモリとストレージ: SRAM 520KB / フラッシュメモリ 4MB
  • GPIOと周辺機能: 汎用IO 34本 / ADC / DAC / UART / SPI / I2C
  • 電源電圧: 3V ~ 3.6V

選択した理由

Qumcum Lab. はヒューマノイドであり多くの知覚と動作のための機能を搭載します。そのため多くのセンサやモータなどが必要となります。また、複数の MCUを搭載すると同時に省電力制御も必要不可欠です。周辺用の MCUには多くの入出力機能が求められます。

メインの MCUのプログラミング以外に、周辺回路を多用に扱うプログラミングも大切です。Qumcum Lab. は周辺用のMCUもプログラミングできることが望まれます。特に Aruduino互換として簡単にプログラミングできることは、初心者の方にも負担が少ないと思われます。

ソフトウエア開発環境が容易に入手できて、プログラミングのための情報も多いこと、電子工作で使用している方が多いことから ESP32シリーズを選択しました。

カスタマイズできる

Peripheral MCUは、USB通信用ボードを外付けすることによりプログラミングできます。メインの 制御部である Leafony Blockとともにカスタマイズすることができます。

Peripheral MCUには基本的な機能が書き込み済みです。そのまま使用して、Leafony Blockのみ改造することもできます。目的や興味によって柔軟な改造を試してみてください。

参考情報

参考になる情報は以下のとおりです。

このホームページ内

  • 複数のMCUをつなぐ: このロボットには複数の MCUが搭載されています。その MCU間の接続の概要です。

他のWebサイト

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