センサーデータを収集する自作ESP32 IoTデバイス - 初心者・Arduinoユーザー向け

生成AIが創り出すデジタルコンテンツの氾濫時代、あなたの競争力は何ですか?AIと物理的現象をつなぐモノのインターネット(IoT)が生み出すデータは、あなたの競争力になります。本講義は、皆さんがIoTの基礎を築き、他者より一歩先へ進めるようサポートします。本講義は、以下のような方々に役立ちます。 - センサーデータの収集、解釈、加工、AIモデル生成を利用したデジタルコンテンツ制作の方 - センサーデータを活用した起業家および教育コンテンツ開発者の方

難易度 初級

受講期間 無制限

Big Data
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IoT
IoT
Embedded
Embedded
hardware
hardware
esp32
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IoT
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Embedded
Embedded
hardware
hardware
esp32
esp32

学習した受講者のレビュー

5.0

5.0

silmang

100% 受講後に作成

ESP8266で他の方の作品を真似して作っていましたが、自分も同じようにかっこよく1枚のPCBでブレッドボード回路を構成したいと思い、海外サイトやYouTubeを探しながら独学で勉強していました。そんな中、ちょうど良いタイミングでInflearnに講座が公開され、自分の目指す方向とぴったりだったので受講しました。 受講前に期待していたことは以下の通りです。 1. 回路図を描くための基本設定方法 2. 回路の描き方 3. KiCadの使い方 4. ESP32におけるBLE、WiFiの使い方 1、2、3番についてはYouTubeにもありますが、知識が断片化しているものが多かったです。この講座では圧縮して基本を身につけられると感じました。 4番については、以前基礎知識がないままネットにある通りにライブラリをあれこれインストールして失敗した記憶があったので、ぜひ学びたいと思っていました。 受講して感じたメリットは以下の通りです。 1. 韓国語であること。これは本当に大きなメリットです。 2. PCBを一度作ってみる自信がついた。 3. 回路構成からファームウェアまで一連の流れになっているので、学習のフローが自然。 4. EEPROMでWiFiのSSIDを保存・変更するという発想がなかったので新鮮だった。 5. 手順を追うのが難しくなかった。 一方で、惜しいと感じた点は以下の通りです。 1. 静電気回路保護用のダイオードを3個接続するという内容がありましたが、なぜ3個なのか、なぜ片方向にだけ接続するのかといった説明が知りたかったのですが、ありませんでした。 2. これは些細なことですが、プログラムのウィンドウやサブウィンドウのタイトルバーが表示されないことがあり、少しもどかしく感じることがありました。 3. マウスクリック時にカーソルがハイライトされると良かったです。 特に大きなデメリットはなかったと思います。 ただ、全く基礎がなく好奇心だけで受講する場合、内容を理解するには何度か繰り返す必要があるかもしれません。 結論として、やる気さえあれば簡単に進められる、これほど便利な講座は他にないと思います。 続編の講座も期待しています。 ありがとうございました。

5.0

오렌지

100% 受講後に作成

MCUを勉強しながらPCB製作の方法もずっと気になっていたので受講することにしました。理解しやすく説明してくださったので、楽に楽しく勉強できました。

5.0

dongil.kim

100% 受講後に作成

基礎も知識もなく漠然とした好奇心だけでしたが、 基礎や色々なことを学べて良かったです。 マウスの右クリックや上部メニューを選択する際、 動画に映っていなかったので…音を聞かないと分かりませんでした。 分からないまま漠然とついていこうとしたので、少し大変でした。 KiCadの最新版をダウンロードしたら10.0だったので、 9.0を落とし直して講義を受けました。 少し違うみたいだったので…よく分からないまま進めるには。

受講後に得られること

  • 温度、湿度、照度などの環境データ収集の自動化およびリモートモニタリング - 基礎的なIoTシステム開発能力

  • 無線通信が可能なマイクロコントローラ(ESP32)に基づいた製品開発の基礎

  • ハードウェアメーカーのホームページを通じた注文、製作、配送などの具体的な方法

  • オープンソースの回路編集ツールKiCadを利用した回路図作成およびPCB設計の使用方法

  • センサー駆動と無線通信(BLE、WiFi)を含むファームウェアの製作方法、インターネット接続、HTTP通信

ESP32とKiCadで作る
自分だけのIoTカスタム開発ボード

本講義で皆さんが制作するボードの実物写真


生成型AIが作り出すデジタルコンテンツが溢れる時代、
あなたの競争力は何ですか?

AIはコードを作り、文章を書き、画像を生成します。
しかし、まだ物理的な世界のデータを自ら作り出すことはできません。

この間隙を埋めるものこそが、
AIと現実をつなぐ技術、モノのインターネット(IoT)です。

センサーを通じて収集されたデータは
単なる情報ではなく、
あなただけが持つことができる差別化された競争力になります。

この講義は、皆さんが
AI時代において後を追うだけの利用者ではなく、
データを作り出すクリエイターになれるようサポートします。in the AI era.


🔧 講義紹介

本講義は、代表的なIoTマイクロコントローラであるESP32を活用して
自らカスタム開発ボードを設計・製作する実習中心の講義です。

  • 初心者の方でも簡単に学べるよう、受講料のハードルを下げました。たった6時間だけ投資してください。


  • Arduinoユーザーは違和感なく、すぐにESP32開発へ移行できます。(Arduino開発環境を使用)

単にESP32ハードウェアを使用するレベルを超え、
KiCadを利用した回路設計からPCB製作、ファームウェア作成と実習まで全過程を経験し、
ハードウェア + ソフトウェアを統合的に理解する能力を養います。

講義では、以下のような核心技術を扱います:

  • 組み込みシステムの製作

  • ボタンとLEDによるデジタル入出力 (GPIO)

  • アナログ入力およびセンサーデータ処理

  • PWM制御(アナログ出力)

  • EEPROMデータ保存 (非揮発性メモリ)

  • I2C通信(センサー駆動)

  • BLE通信(携帯電話との通信)

  • WiFi 通信 (インターネット接続、モノのインターネット)

🎯 この講義を通じて得られるもの

この講義を通じて、皆さんは次のような方向へ成長することができます:

  • センサービッグデータの収集、解釈、加工を基盤に
    AIモデルと結合した デジタルコンテンツ制作法

  • 実際のデータを基に問題を解決する
    IoTベースの起業および教育コンテンツ開発者

この講義は、単にESP32を学ぶための講義ではありません。

皆さんが
AIを使う人”から
AIにデータを供給する人”へと
転換される出発点です。


🔥 むすびの言葉

AIが作り出したコンテンツを消費する人ではなく、
AIが真似できない現実のデータを作り出す人になってください。

💡本講義を終えた後に受講生が得られるもの

  • KiCadを用いたESP32開発ボードの回路図作成方法、PCBエディタを用いた配線方法

  • KiCadの出力ファイルを利用した注文製作方法、直接製作した開発ボード(上の写真と同じボードであり、製作費は受講生別途負担)

  • 部品ライブラリのインストール方法、ファームウェアの作成およびダウンロードによるボードの駆動方法

  • ビッグデータを作成するためのセンサーデータを収集する方法  

注意:ボードの製作費用は本講義の受講料に含まれておりません。(受講生負担)

製作は海外メーカーのJLCPCB(https://jlcpcb.com)を通じて行われ、製作後に配送と通関を経て受講生に届けられます。

制作費用の例:26年3月現在、為替レートは1ドル1490円であり、本講義のボード最小製作(2台)費用は以下の通りです。

製作費用および期間:

PCB(基板)5枚製作(最小製作数量)、そのうち基板2枚で部品実装が完了した機器2台を製作する場合(最小製作数量)

PCB $7、製作費 $60 など合計 $67 の費用と配送料約 $12 が発生し、製作に週末を除いて8日かかります。(配送に数日さらにかかります。)

送料を含めた製作費が$150未満の場合は通関手数料が免除され、$150以上の場合は通関手数料が発生します。


このような内容を学びます

ハードウェアの基礎および設計理論

この段階では、マイクロコントローラボードを構築するために必要な主要部品と電気的概念を紹介します。

  • 電源回路、I/Oインターフェース、センサー接続を含むESP32-WROOM-32モジュールベースのカスタムボード設計を扱います。

  • Wi-FiおよびBluetooth統合機能、デュアルコアプロセッサ、内部SRAMなどの主要な特徴について説明します。

  • 実験用開発ボードから実際の製品用カスタムボードに移行すべき時期と理由について説明します。

  • 電源ピン(3.3V, EN, GND)とブートストラップピン(GPIO0, 2, 5, 12, 15)について説明します。

  • 入力ピンに発生する可能性のある浮遊(フローティング)電圧問題を排除するための理論と実際の設計方法、そしてSchematic EditorからPCB Editorまで続く設計フローについて説明します。



ESP32 WROOM Module

KiCadと回路設計

このカリキュラムでは、無料のオープンソースEDAツールであるKiCADを使用して、回路のアイデアを専門的な設計ファイルに変換します。

  • Schematic EditorからPCB Editorまで続く設計フローを説明します。

  • フットプリント(部品の実際のパッドレイアウト)を設定し、SnapMagicのようなフットプリント検索エンジンを利用して不足している部品を追加する方法を説明します。


  • USB-C接続回路、

    5V → 3.3V 電源変換回路(AMS1117)、

    USB-to-Serial通信回路(CH340)を設計します。


  • 温湿度センサ(SHTC3)と照度センサ(GL5528)を接続し、

    ユーザーが制御可能なLEDとリセットボタンを実装します。


  • 電源ノイズを低減するためのデカップリングコンデンサ

    静電気保護のためのESD保護ダイオードを適用します。


KiCad ロゴ

PCBレイアウトと製造

この段階では、実際のボードの物理的な実装と製造プロセスを扱います。

  • FR4素材を使用した4層PCB構造(Top / 3.3V / GND / Bottom)を設計します。

  • 製造元の仕様に合わせて、基板と配線の制限条件を設定します。

  • 回路図をPCBにインポートしてボード上に戦略的に配置し、

    複数のレイヤーを使用して部品を接続し、

    DRC(Design Rule Check)を実行して、設計エラーを検出します。

  • 次のような製造用ファイルを生成します:

    Gerberファイル、

    部品配置ファイル、 

    BOM(Bill of Materials)

  • 製作会社、JLCPCBを通じたPCB製作の注文過程をステップバイステップで説明します。

    個人通関固有符号の使用および製作のチェック方法も含まれます。



PCBエディタ

ファームウェア開発 (Level 1–11) 

ファームウェアコースはArduino IDEベースの段階別(Level)構造で構成されており、徐々に難易度を高めていきます。

  • Level 1–3: 基本GPIOおよび割り込み

  • Level 4: アナログ I/O と PWM (Pulse Width Modulation)

  • Level 5–6: I2C通信および環境モニタリング

  • Level 7: EEPROMメモリ、永続保存

  • Level 8–9: BLE (Bluetooth Low Energy)

  • Level 10: WiFiおよび認証情報の管理

  • Level 11: リモートサーバーデータ連携

アルドゥイーノ編集画面

受講前のご注意事項

実習環境

  • OS(オペレーティングシステム)およびバージョン:Windows、macOS、Linuxなど、すべてのOSが利用可能です。

  • 使用ツール:Arduino開発環境(ダウンロード:https://www.arduino.cc/)、KiCad(ダウンロード:https://www.kicad.org/

  • PC仕様:インターネット接続が可能な標準的な仕様のPC

学習資料

  • 講義動画:各講義の長さは約10〜15分(全24講)

  • 提供講義資料:講義別のパワーポイントスライド、ファームウェア(Level 1 ~ 11、計11個)、KiCadプロジェクトファイル(Gerberファイル、BOMファイルを含む)

前提知識および注意事項

  • Arduinoの使用経験およびC(C++)言語の経験があれば望ましいですが、本講義のファームウェア(Firmware)を駆動させるための予備知識として必ずしも必要ではありません。

  • FirmwareはC、C++言語で作成されており、すべて学習資料として提供されます。編集の必要はなく、ダウンロード後すぐに使用できます。


  • 本講義の著作権は著作権者であるGreenTamに帰属し、無断配布および複製を禁止します。学習資料も著作権があり、個人的な学習目的以外での使用を禁止します。

こんな方に
おすすめです

学習対象は
誰でしょう?

  • センサーを搭載したIoTに関するハードウェアスタートアップを準備中の人

  • 制作過程、方法やセンサーデータを利用してデジタルコンテンツを作りたい人

  • メイカー(Maker)や電子工作が趣味(Hobbyist)の方、またはIoT(モノのインターネット)に興味がある方

  • BLE、WiFiなどの無線通信が必要なIoT機器を開発しようとしている人

  • アルドゥイーノのレベルを超えて「本物の組み込み」に挑戦したい開発者

  • ESP32開発ボードを一度は使ったことがあるけれど、自分で作ってみたい人

前提知識、
必要でしょうか?

  • 基礎的な電子回路に関する理解

  • 基礎的なC、C++言語

こんにちは
GreenTamです。

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受講レビュー

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回答

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講座評価

1

講座

こんにちは。
電子回路とセンサーシステムを研究・開発してきたエンジニアです。

IoTデバイスとセンサーシステムを直接設計・製作する過程を教育コンテンツとして制作しています。
特にESP32ベースのIoTシステム設計、PCB設計(KiCad)、センサーデータの収集およびクラウド連携を中心に講義を制作しています。

この講義は「実践シリーズ」の第一弾として、実際の開発プロセスに基づき、ESP32開発ボードを直接設計・製作する方法を紹介します。続いて、第二弾、第三弾のシリーズもESP32ボードを活用する内容で企画しています。

一方、私はIoTデバイスの開発、PCB設計、ESP32プロジェクトの制作過程だけでなく、各種電子部品のレビュー、クリエイターコンテンツ、個人事業などに関する内容をSNSを通じて継続的に共有しています。

ご興味のある方は、ぜひお立ち寄りください。

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https://blog.naver.com/greentam-

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受講レビュー

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5.0

8件の受講レビュー

  • llilillliiiilil님의 프로필 이미지
    llilillliiiilil

    受講レビュー 4

    平均評価 5.0

    5

    100% 受講後に作成

    ESP8266で他の方の作品を真似して作っていましたが、自分も同じようにかっこよく1枚のPCBでブレッドボード回路を構成したいと思い、海外サイトやYouTubeを探しながら独学で勉強していました。そんな中、ちょうど良いタイミングでInflearnに講座が公開され、自分の目指す方向とぴったりだったので受講しました。 受講前に期待していたことは以下の通りです。 1. 回路図を描くための基本設定方法 2. 回路の描き方 3. KiCadの使い方 4. ESP32におけるBLE、WiFiの使い方 1、2、3番についてはYouTubeにもありますが、知識が断片化しているものが多かったです。この講座では圧縮して基本を身につけられると感じました。 4番については、以前基礎知識がないままネットにある通りにライブラリをあれこれインストールして失敗した記憶があったので、ぜひ学びたいと思っていました。 受講して感じたメリットは以下の通りです。 1. 韓国語であること。これは本当に大きなメリットです。 2. PCBを一度作ってみる自信がついた。 3. 回路構成からファームウェアまで一連の流れになっているので、学習のフローが自然。 4. EEPROMでWiFiのSSIDを保存・変更するという発想がなかったので新鮮だった。 5. 手順を追うのが難しくなかった。 一方で、惜しいと感じた点は以下の通りです。 1. 静電気回路保護用のダイオードを3個接続するという内容がありましたが、なぜ3個なのか、なぜ片方向にだけ接続するのかといった説明が知りたかったのですが、ありませんでした。 2. これは些細なことですが、プログラムのウィンドウやサブウィンドウのタイトルバーが表示されないことがあり、少しもどかしく感じることがありました。 3. マウスクリック時にカーソルがハイライトされると良かったです。 特に大きなデメリットはなかったと思います。 ただ、全く基礎がなく好奇心だけで受講する場合、内容を理解するには何度か繰り返す必要があるかもしれません。 結論として、やる気さえあれば簡単に進められる、これほど便利な講座は他にないと思います。 続編の講座も期待しています。 ありがとうございました。

    • greentam
      知識共有者

      残念な点についてご意見をいただき、ありがとうございます。コメントで補足させていただきます。 1. 静電気保護用ダイオードは、人の手や衣類などから発生する高電圧によって回路が損傷するのを防ぐため、入力電圧を一定の電圧に制限する素子です。そのため、5Vと2つのデータ線の計3本の線にダイオードがあります。そのダイオードは双方向に動作するため、向きはどちらでも構いません。また、USB-Cは正方向でも逆方向でも差し込むことができるため、DN1またはDN2、DP1またはDP2のいずれか一方は必ず接続されます。したがって、ダイオードはそのうちの1箇所にだけ配置すれば大丈夫です。 2. 録画の際に無料ソフトのOBS Studioを使用していますが、ウィンドウ上部のタイトルが表示されない問題や、マウスでメニューを選択した際にメニューウィンドウが表示されないなどの問題があります。おそらく、もう少し使い慣れるか、ソフトを変更する必要がありそうです。ひとまずメニューが表示されない問題については、画面をキャプチャした後に既存の動画に挿入することで解決しようと考えています。 3. マウスクリックのハイライトについても、方法を探して解決すべき課題だと考えています。 貴重なご意見をいただき、ありがとうございました。次回の講義では改善するようにいたします。 silmangさんが探していた講義であり、お役に立てたとのことで嬉しく思います。 グリーンタムより

  • dongilkim1245님의 프로필 이미지
    dongilkim1245

    受講レビュー 2

    平均評価 5.0

    5

    100% 受講後に作成

    基礎も知識もなく漠然とした好奇心だけでしたが、 基礎や色々なことを学べて良かったです。 マウスの右クリックや上部メニューを選択する際、 動画に映っていなかったので…音を聞かないと分かりませんでした。 分からないまま漠然とついていこうとしたので、少し大変でした。 KiCadの最新版をダウンロードしたら10.0だったので、 9.0を落とし直して講義を受けました。 少し違うみたいだったので…よく分からないまま進めるには。

    • greentam
      知識共有者

      お疲れ様でした。メニュー表示の問題については私も把握しております。私が使用している画面キャプチャソフトがメニューウィンドウを認識できず、発生した問題です。改善策を探してみます。それでも音声だけでも理解していただけたようで良かったです。ありがとうございます。

  • lowlow님의 프로필 이미지
    lowlow

    受講レビュー 3

    平均評価 4.7

    修正済み

    5

    100% 受講後に作成

    カスタムボードの製作をしようとYouTubeや書籍などで調べてみましたが、思ったより資料がなくて途方に暮れていました。講義でKiCadを利用して直接回路図を描き、PCBルーティングまで実習してみる過程が最も有益でした。また、セクション5で自作したボードとファームウェアのソースコードを活用し、データがBLEやWi-Fiでどのようにやり取りされるのか、しっかりと感覚を掴むことができました。本当にありがとうございました。

    • greentam
      知識共有者

      ありがとうございます。ご質問があれば、いつでもお気軽にお尋ねください。

  • codo77173988님의 프로필 이미지
    codo77173988

    受講レビュー 16

    平均評価 5.0

    5

    96% 受講後に作成

    久しぶりにまた組み込み系の勉強をしてみたくなり、受講することにしました。実習を進めながら学んでいくスタイルなので、感覚を取り戻すのにとても役立ちました。 次の講義も楽しみにしております。もう少し踏み込んだ内容も扱っていただけると嬉しいです。 ありがとうございました。

    • greentam
      知識共有者

      ありがとうございます

  • ayinshahar님의 프로필 이미지
    ayinshahar

    受講レビュー 2

    平均評価 5.0

    5

    100% 受講後に作成

    MCUを勉強しながらPCB製作の方法もずっと気になっていたので受講することにしました。理解しやすく説明してくださったので、楽に楽しく勉強できました。

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