Raspberry Pi Zero 2を使ってみる　その４（マイコンとのシリアル通信、Node-RED、XIAO ESP32C3）

2025年1月12日 2025年1月13日

管理人

はじめに

　今回はRaspberry Pi Zero 2とXIAO ESP32C3で、シリアル通信をしてみました。

　以前Node-RED MCUのSerialノードを開発していたときは、USB変換機でRaspberry Pi 400とESP32のシリアル通信を行っていました。今回はUSB変換機を使わずに、Raspberry Piのピンでシリアル通信を行っています。

　さらにNode-REDで受信したコマンドをもとに処理を分岐してみました。

▼以前の記事はこちら

Raspberry Pi側の設定

　Node-REDでシリアル通信を行うためのノードがインストールされていない場合は、パレットの管理から追加しておきます。

▼node-red-node-serialportを追加しました。

　事前にシリアル通信を有効化していない場合はどうなるのか確認してみたのですが、ピンで通信するときのポートが表示されていませんでした。

▼serial inノードのシリアルポートの欄を確認してみました。

▼/dev/ttyAMA0が表示されていますが、この後通信できるポートではありませんでした。

　sudo raspi-configを実行して、シリアル通信を有効化しておきます。SSHで接続して設定しました。

▼System Options→Serial Portを選択します。

▼シリアル通信でのシェルのログインはNo、ハードウェアのシリアルポートはYesを選択しました。

▼設定されました。

▼その後、再起動するか聞かれたので再起動しました。

　再起動後マイコンと接続して確認すると、表示されるポートが増えていました。

▼/dev/ttyS0が表示されていました。

▼ボーレートはマイコン側と同じく、115200にしました。

　serial in/outノードで通信できるのかを確認するため、フローを作成しました。

▼ポートは表示されていたものが試せるようにしておきました。

マイコン側の設定

▼マイコンはXIAO ESP32C3を利用しました。小型で低価格であり、愛用しています。

　マイコン側はRaspberry Piほど複雑な設定は無く、プログラムを書き込むだけです。書き込めないときは、ブートボタンを押しながらリセットボタンを押して、書き込みモードにしてから書き込んでください。

▼プログラムはこちら。ChatGPTに相談しました。

void setup() {
  // Windows PCと通信するためのデフォルトUART（USB経由）
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("ESP32シリアルモニタ初期化完了");

  // Raspberry Piと通信するためのUART1
  Serial1.begin(115200, SERIAL_8N1, 8, 9); // RX,TX
  Serial.println("UART1初期化完了");
}

void loop() {
  // Windows PCからのデータをRaspberry Piに送信
  if (Serial.available() > 0) {
    String dataFromPC = Serial.readStringUntil('\n');
    Serial.println("PCから受信: " + dataFromPC); // デバッグ用
    Serial1.println(dataFromPC);               // Raspberry Piに送信
  }

  // Raspberry PiからのデータをWindows PCに送信
  if (Serial1.available() > 0) {
    String dataFromPi = Serial1.readStringUntil('\n');
    Serial.println("Raspberry Piから受信: " + dataFromPi); // デバッグ用
  }

  delay(100); // 安定動作のための短い遅延
}

　最初はマイコンのTX、RXピンを利用してシリアル通信をしようとしていたのですが、プログラムを書き込むPCでデバッグをしたかったので別のポートを利用するようにしました。

　PCとマイコンの通信はSerial、Raspberry Piとマイコンの通信はSerial1を利用しています。