ESP32入門｜Arduinoとの違い・Wi-Fi・Bluetoothの使い方

https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json

// ESP32の動作確認：外付けLEDを1秒ごとに点滅し、シリアルにも表示する
// 対象: ESP32-DevKitC-32E / ボード設定「ESP32 Dev Module」
const int LED_PIN = 23;   // LEDをつないだGPIO番号（ボードと配線に合わせて変更）
void setup() {
  Serial.begin(115200);   // シリアルモニタも115200bpsに合わせる
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}
void loop() {
  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
  Serial.println("LED ON");
  delay(1000);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  Serial.println("LED OFF");
  delay(1000);
}

// ESP32をWi-Fiに接続する（タイムアウト・自動再接続つき）
// 対象: ESP32-DevKitC-32E / Arduino-ESP32 3.3系 / シリアルモニタ 115200bps
#include <WiFi.h>
const char* WIFI_SSID = "your-ssid";             // 2.4GHz帯のSSIDに書き換える
const char* WIFI_PASSWORD = "your-password";
const unsigned long CONNECT_TIMEOUT_MS = 15000;  // 1回の接続待ちの上限（15秒）
const unsigned long RETRY_INTERVAL_MS = 10000;   // 再接続を試す間隔（10秒）
unsigned long lastRetryMs = 0;
// 接続できたらtrue、時間切れならfalseを返す
bool connectWiFi() {
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(WIFI_SSID);
  WiFi.mode(WIFI_STA);                           // 子機（ステーション）として動かす
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
  unsigned long startMs = millis();
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    if (millis() - startMs >= CONNECT_TIMEOUT_MS) {
      Serial.println();
      Serial.print("[ERROR] Wi-Fi timeout. status=");
      Serial.println(WiFi.status());
      WiFi.disconnect();                         // 次の再試行に備えて切断
      return false;
    }
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println();
  Serial.print("Connected! IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  Serial.print("RSSI: ");
  Serial.print(WiFi.RSSI());                     // 電波強度（0に近いほど強い）
  Serial.println(" dBm");
  return true;
}
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(1000);                                   // シリアルモニタの準備待ち
  connectWiFi();
}
void loop() {
  // 切断されていたら、10秒おきに再接続を試す
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - lastRetryMs >= RETRY_INTERVAL_MS) {
    lastRetryMs = millis();
    Serial.println("Wi-Fi disconnected. Reconnecting...");
    connectWiFi();
  }
  // ここにセンサーの読み取りなどの処理を書く
}

// BLEサーバーとして、ダミーの温度値を5秒ごとにスマホへ通知する
// 対象: ESP32-DevKitC-32E / Arduino-ESP32 3.3系 / シリアルモニタ 115200bps
#include <BLEDevice.h>
#include <BLEServer.h>
#include <BLEUtils.h>
#include <BLE2902.h>
// 公式サンプルと同じUUID。自分の作品ではUUID生成ツールで作り直す
#define SERVICE_UUID        "4fafc201-1fb5-459e-8fcc-c5c9c331914b"
#define CHARACTERISTIC_UUID "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"
BLEServer *bleServer = nullptr;
BLECharacteristic *tempCharacteristic = nullptr;
volatile bool deviceConnected = false;
bool wasConnected = false;
unsigned long lastNotifyMs = 0;
const unsigned long NOTIFY_INTERVAL_MS = 5000;
// スマホの接続・切断を検知する
class ServerCallbacks : public BLEServerCallbacks {
  void onConnect(BLEServer *server) { deviceConnected = true; }
  void onDisconnect(BLEServer *server) { deviceConnected = false; }
};
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  BLEDevice::init("ESP32-Sensor");               // スマホ側に表示される名前
  bleServer = BLEDevice::createServer();
  bleServer->setCallbacks(new ServerCallbacks());
  BLEService *service = bleServer->createService(SERVICE_UUID);
  tempCharacteristic = service->createCharacteristic(
    CHARACTERISTIC_UUID,
    BLECharacteristic::PROPERTY_READ | BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY
  );
  tempCharacteristic->addDescriptor(new BLE2902()); // 通知のON/OFFを受け付ける設定
  tempCharacteristic->setValue("no data");
  service->start();
  BLEAdvertising *advertising = BLEDevice::getAdvertising();
  advertising->addServiceUUID(SERVICE_UUID);
  BLEDevice::startAdvertising();                 // スマホから見える状態にする
  Serial.println("BLE server started. Waiting for a connection...");
}
void loop() {
  // 接続中だけ、5秒ごとに値を更新して通知する
  if (deviceConnected && millis() - lastNotifyMs >= NOTIFY_INTERVAL_MS) {
    lastNotifyMs = millis();
    float dummyTemp = random(200, 300) / 10.0;   // 20.0〜29.9度のダミー値
    String payload = String(dummyTemp, 1) + "C";
    tempCharacteristic->setValue((uint8_t *)payload.c_str(), payload.length());
    tempCharacteristic->notify();
    Serial.println("Notify: " + payload);
  }
  // 切断されたら、もう一度スマホから見える状態に戻す
  if (!deviceConnected && wasConnected) {
    wasConnected = false;
    delay(500);
    bleServer->startAdvertising();
    Serial.println("Disconnected. Advertising again...");
  }
  if (deviceConnected && !wasConnected) {
    wasConnected = true;
    Serial.println("Device connected.");
  }
}

# ESP32から届いたJSONを表示し、CSVに保存する（家庭内LANでの学習用）
import csv
import json
from datetime import datetime
from http.server import BaseHTTPRequestHandler, HTTPServer
CSV_FILE = "sensor_log.csv"
PORT = 8000
latest = {}
class Handler(BaseHTTPRequestHandler):
    def _send_json(self, status, body):
        data = json.dumps(body).encode("utf-8")
        self.send_response(status)
        self.send_header("Content-Type", "application/json")
        self.send_header("Content-Length", str(len(data)))
        self.end_headers()
        self.wfile.write(data)
    def do_POST(self):
        global latest
        if self.path != "/api/sensor":
            self._send_json(404, {"error": "not found"})
            return
        length = int(self.headers.get("Content-Length", 0))
        try:
            payload = json.loads(self.rfile.read(length))
        except json.JSONDecodeError:
            payload = None
        if not isinstance(payload, dict):
            self._send_json(400, {"error": "invalid json"})
            return
        now = datetime.now().isoformat(timespec="seconds")
        latest = {"time": now, **payload}
        print(now, payload)
        with open(CSV_FILE, "a", newline="") as f:
            csv.writer(f).writerow([now, payload.get("device"), payload.get("temperature"), payload.get("humidity"), payload.get("value")])
        self._send_json(200, {"result": "ok"})
    def do_GET(self):
        if self.path == "/latest":
            self._send_json(200, latest)
        else:
            self._send_json(404, {"error": "not found"})
if __name__ == "__main__":
    print("Listening on port", PORT, "... (Ctrl+C to stop)")
    HTTPServer(("0.0.0.0", PORT), Handler).serve_forever()

// DHT22の温湿度をJSONにまとめ、30秒ごとにHTTP POSTで送信する
// 対象: ESP32-DevKitC-32E / Arduino-ESP32 3.3系 / ArduinoJson 7系 / DHT sensor library
#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <DHT.h>
const char* WIFI_SSID = "your-ssid";
const char* WIFI_PASSWORD = "your-password";
const char* API_URL = "http://192.168.1.10:8000/api/sensor"; // 受信するPCのIPアドレスに書き換える
#define DHT_PIN 4
#define DHT_TYPE DHT22            // DHT11を使う場合は DHT11 に変更
DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE);
const unsigned long SEND_INTERVAL_MS = 30000;   // 送信間隔（30秒）
const unsigned long WIFI_TIMEOUT_MS = 15000;    // Wi-Fi接続待ちの上限
unsigned long lastSendMs = 0;
bool connectWiFi() {
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
  unsigned long startMs = millis();
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    if (millis() - startMs >= WIFI_TIMEOUT_MS) {
      Serial.println("[ERROR] Wi-Fi timeout.");
      WiFi.disconnect();
      return false;
    }
    delay(500);
  }
  Serial.print("Wi-Fi connected. IP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  return true;
}
// 送信に成功（HTTPステータスが200番台）したらtrueを返す
bool sendSensorData(float temperature, float humidity) {
  HTTPClient http;
  http.setConnectTimeout(5000);
  http.setTimeout(5000);
  if (!http.begin(API_URL)) {
    Serial.println("[ERROR] Invalid URL.");
    return false;
  }
  http.addHeader("Content-Type", "application/json");
  JsonDocument doc;                 // ArduinoJson 7系の書き方
  doc["device"] = "esp32-dht22";
  doc["temperature"] = temperature;
  doc["humidity"] = humidity;
  String payload;
  serializeJson(doc, payload);
  int statusCode = http.POST(payload);
  bool ok = (statusCode >= 200 && statusCode < 300);
  if (ok) {
    Serial.print("POST OK. status=");
    Serial.println(statusCode);
  } else if (statusCode < 0) {
    Serial.print("[ERROR] Could not reach server: ");
    Serial.println(http.errorToString(statusCode));
  } else {
    Serial.print("[ERROR] Server returned status=");
    Serial.println(statusCode);
  }
  http.end();
  return ok;
}
void measureAndSend() {
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    Serial.println("Wi-Fi not connected. Reconnecting...");
    if (!connectWiFi()) {
      return;                       // つながらなければ今回は送信しない
    }
  }
  float humidity = dht.readHumidity();
  float temperature = dht.readTemperature();
  if (isnan(humidity) || isnan(temperature)) {
    Serial.println("[ERROR] Failed to read from DHT sensor.");
    return;                         // 読み取り失敗時は送信しない
  }
  Serial.print("Temp: ");
  Serial.print(temperature, 1);
  Serial.print(" C  Humidity: ");
  Serial.print(humidity, 1);
  Serial.println(" %");
  sendSensorData(temperature, humidity);
}
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
  connectWiFi();
  delay(2000);                      // DHTセンサーの安定待ち
  measureAndSend();                 // 起動直後に1回送信する
  lastSendMs = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - lastSendMs >= SEND_INTERVAL_MS) {
    lastSendMs = millis();
    measureAndSend();
  }
}