ちょっと調べもの：ESP32C3とBluetoothの規格

はじめに

　このホームページでは、度々ESP32とPS4のコントローラ（DUALSHOCK4）をBluetoothで接続する方法についてまとめています。今回の記事は、ESP32C3でもPS4のコントローラと接続したくて調べてみたという話です。

▼これがESP32C3。小型でありながら、BluetoothやWiFiに対応しています。

　

　ひとまずESP32で使っていたPS4Controller.hで、ESP32C3用にコンパイルしてみたらエラーが出ました。GitHubではIssuesのところに問題が報告されるのですが、同じようなエラーが出ていました。

▼こちらと大体同じでした。

　https://github.com/aed3/PS4-esp32/issues/52

　他にもGitHub上にIssueがあったのですが、その中にPS4のコントローラとESP32C3ではBluetoothの規格が違っていたはずという意見がありました。

▼こちらのIssueです。

　https://github.com/aed3/PS4-esp32/issues/32

　そもそもハードウェア的に接続できないなら無理だろうということで、Bluetoothの規格について調べることにしました。

▼以前の記事

ESP32を使って、PS4コントローラとBluetooth接続する

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趣味的ロボット研究所

ESP32を使って、PS4コントローラとBluetooth接続する：ライブラリ修正編　その１

はじめに 　以前の記事で、ESP32とPS4コントローラのBluetooth接続をしました。コンパイルエラーが多発して結構苦労しました。 　ライブラリに問題があって、そのままだと…

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ESP32C3について

　ESP32C3は、ESP32系のマイコンでも比較的新しいものです。

　ESP32C3を使いたかったのは、これまで使っていたESP32よりも小型だったからです。Arduinoでもそうですが、そんなにピンをたくさん使わないので小型で良いんですよね。

　また、ESP32C3にはバッテリー用の端子があります。しかもバッテリーチャージャー機能付きです。バッテリーを充電するためのモジュールは販売されていますが、それも不要になるので小型化に適していると思います。

　C3にもいくつか種類があって、私が購入したのは「Seeed Studio XIAO ESP32C3」です。ちなみにArduino IDEでのボードの指定が、XIAO以外のESP32C3だと書き込めなかったので注意が必要です。

▼ESP32とESP32C3を並べるとこんな感じ。C3はアンテナ付きです。

　配線が伸びているのは、ピンでバッテリーの電圧を測定するためです。Seeed Studioのフォーラムで紹介されていました。

▼こちらの投稿です。

　https://forum.seeedstudio.com/t/battery-voltage-monitor-and-ad-conversion-for-xiao-esp32c/267535

▼見よう見まねではんだ付けしてみました。こういう不安定な配置ではんだ付けするのは怖いですね...

Seeed Studio XIAO ESP32C3 — スイッチサイエンス

Bluetooth Low EnergyとWi-Fiを搭載した小型マイコンボードです。IoTや携帯するアプリケーションに最適です。工事設計認証を取得しています。

スイッチサイエンス

▼データシートはこちら

　https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-c3_datasheet_en.pdf

Bluetoothの規格について

　Bluetoothにもバージョンがあります。特に問題なのは互換性が無いものがあるということです。

▼Bluetooth4.0以降と、Bluetooth3.0以前では互換性がありません。

　http://qa.elecom.co.jp/faq_detail.html?id=4055

　普段Bluetoothの機器を使っていても気にしないことではないでしょうか。古い規格にも対応している製品が多いのだと思います。

　なおBluetooth 4.0以降はBluetooth Low Energy(BLE)、3.0以前はBluetooth Classicとも呼ばれるそうです。

▼Bluetooth ClassicとBLEの違いは、こちらが分かりやすいです。BLEではデバイスの存在や距離、方向まで特定できるのだとか。低消費電力動作でありながら、面白い機能を持っていますね。マイコンでも活用できるのでしょうか。

　Bluetooth 技術概要｜Bluetooth® Technology Website

　https://www.tjsys.co.jp/focuson/clme-bluetooth/bt-difference.htm

▼現時点での最新バージョンはBluetooth 5.4みたいです。

https://www.silabs.com/blog/the-new-bluetooth-5-4-what-you-should-know-first

▼Arduino IDEのBLE Libraryについても触れているページ

　http://marchan.e5.valueserver.jp/cabin/comp/jbox/arc212/doc21201.html#sect6

ESP32C3のBluetooth

　データシートには、「Bluetooth LE: Bluetooth 5, Bluetooth mesh」と書かれています。

▼ESP32のシリーズ比較。こちらだとC3はBluetooth 5.0のみに対応しているようですね。ESP32の欄にあるBR/EDRはBluetooth Classicの別名です。

　https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/v4.3/esp32c3/hw-reference/chip-series-comparison.html

PS4のコントローラのBluetooth

　Sonyの技術仕様に関するページでは、「Bluetooth Ver2.1+EDR準拠」と書かれていました。意外と古いバージョンみたいですね。

▼PS4の本体は「Bluetooth v4.0」と書かれていますが、暗黙的にClassicにも対応しているのでしょうか。

　https://www.playstation.com/ja-jp/ps4/tech-specs/

▼コントローラのデータ形式について詳しく書かれているページがありました。

　https://www.psdevwiki.com/ps4/DS4-BT#Bluetooth_Addressing

最後に

　まとめると、

• ESP32C3はBluetooth 5.0のみに対応
• PS4のコントローラはBluetooth Classic
• Bluetooth ClassicとBluetooth5.0には互換性が無い

ということで、C3とDUALSHOCK4では通信できなさそうです。

　特にBluetoothについて詳しいわけではないですし、間違っている所があるかもしれません。もし接続できる方法があれば、教えていただけると助かります。

　ちなみに、PS5のコントローラ（DualSense）はBluetooth 5.1だそうです。ライブラリがあれば、C3とも接続できるかもしれませんね。自分でライブラリを作成するのはやりたくないです...

▼iPhone８以降はBluetooth 5.0が搭載されているそうです。実際、C3とiPhoneのアプリで通信できました。別の記事にまとめる予定です。

　https://time-space.kddi.com/ict-keywords/20190909/2738