ESP32のMicroPythonで温湿度センサーを使う方法

この記事では、ESP32とMicroPythonを使って温湿度センサーの値を取得する方法を解説します。

この記事で学べること

I2Cインタフェース
ESP32と温湿度センサーの接続方法
MicroPythonのコード例
測定データの確認方法

ステップごとの解説

必要な部品を準備する
今回も前回、MicroPythonをインストールしたM5STACK社のM5StampS3を使います。
M5StampS3は、Amazon、スイッチサイエンス社、マルツエレック社などで購入することができます。
M5StampS3にMicroPythonをインストールする
前回の記事を参考にMicroPythonをインストールします。
M5StampS3をPCに接続する
M5StampS3とPCをUSBケーブルで接続します。接続できているか確認します。必要な部品を準備する

ls -l /dev/tty.usbmodem*
crw-rw-rw-  1 root  wheel  0x9000006  8 24 16:37 /dev/tty.usbmodem11401

温湿度センサー
今回は温湿度センサーとして、ボッシュ(BOSCH)製総合環境センサBME680を使用したセンサモジュールを使います。温度、湿度、圧力（気圧）に加えガス(有機溶剤、アルコール等)の検出が可能です。基板上にI2CレベルコンバータICを実装しているので、M5StampS3とはI2Cインタフェース接続となります。
センサーモジュールのマニュアルはここにあります。

I2Cインタフェースとは
I²C（Inter-Integrated Circuit）は、マイコンとセンサや液晶モジュールなどの周辺デバイスを、たった 2本の信号線（SDAとSCL） で通信できるシリアル通信方式です。
「アイ・ツー・シー」または「アイ・スクエアド・シー」と読みます。
I²Cの基本構成
I²C通信では、
マスター（Master）：通信を制御する側（例：M5StampS3などのマイコン）
スレーブ（Slave）：マスターの命令に従ってデータを送受信するデバイス（例：温度センサ、LCDモジュールなど）
という関係でやり取りします。通信に使うのは2本の信号線だけです：

信号線	名称	役割
SDA	Serial Data Line	データの送受信用
SCL	Serial Clock Line	通信クロック（タイミング）を送る

さらに、どのデバイスと通信するかを区別するために、各スレーブには「7ビットまたは10ビットのアドレス」 が割り当てられています。

通信の仕組み
1. **マスターがスタート信号（Start Condition）**を送信
2. スレーブアドレスを送って、どの機器と通信するか指定
3. 読み取り（Read）か書き込み（Write）を指定
4. データの送受信
5. **ストップ信号（Stop Condition）**で通信終了
通信は常にマスター主導で行われ、スレーブはそれに応答します。
🔋 I²Cの特徴
✅ 配線が少ない（SDAとSCLの2本＋電源・GND）
✅ 複数のデバイスを同じバス上に接続できる（アドレスで区別）
✅ クロック同期型通信で安定したデータ転送
⚠️ 通信距離は短め（数十センチ程度までが目安）

M5StampS3のI2Cインタフェース
M5StampS3のI2CインタフェースであるSDAとSCLは下図をみると、GPIO13がSDA、GPIO15がSCLであることがわかります。

M5StampS3とBME680モジュールとの接続
BME680のSDAとM5StampS3のSDA(GPIO13)、BME680のSCLとM5StampS3のSCL(GPIO15)を接続します。

BME680モジュールとM5StampS3をブレッドボード上で接続する
下表と写真を参考に接続します。
ジャンパーワイヤは、秋月電子やAmazonで入手できます。

部品	ピン	ブレッドボードマトリックス番号
M5StampS3	G1	22 – I
	G3	23 – I
	G5	24 – I
	G7	25 – I
	G9	26 – I
	GND	27 – I
	5V	28 – I
	G13	29 – I
	G15	30 – I
	3V3	25 – E
	G43	26 – E
	G44	27 – E
	EN	28 – E
	G0	29 – E
	GND	30 – E
BME680モジュール	VIN	9 – H
	SCL	8 – H
	SDA	7 – H
	GND	6 – H

ジャンパーワイヤ	ブレッドボードマトリックス番号
ジャンパーワイヤ１	28 – L === 5V
ジャンパーワイヤ２	27 – L === GND
ジャンパーワイヤ３	30 – J === 8 – J
ジャンパーワイヤ４	29 – K === 7 – K
ジャンパーワイヤ５	9 – L === 5V
ジャンパーワイヤ６	6 – L === GND

M5StampS3をPCに接続する
M5StampS3とPCをUSBケーブルで接続します。接続できているか確認します。

ls -l /dev/tty.usbmodem*
crw-rw-rw-  1 root  wheel  0x9000006  8 24 16:37 /dev/tty.usbmodem11401

VSCodeで以前、作ったプロジェクトを選択する
VSCodeを起動して、以前、作ったプロジェクトを選択します。

エディタで新しいファイルを作成する
左側のエクスプローラにて右クリックして、「新しいファイル」を選択します。ファイル名を入力する欄が表示されるので、適当に名前を入力します。今回は、「temper.py」としました。

BME680のドライバをインストールする
BME680には簡単に使えるようにドライバが公開されているので、インストールします。
モジュールはここにあるので、bme680.pyをダウンロードします。
ダウンロードしたら、bme680.pyをプロジェクトフォルダに保存します。保存したら、bme680.pyを選択して、右クリックから、「Upload file to Pico」をクリックすると、bme680.pyがM5StampS3内に保存されます。

下記コードをエディターで記入する
「temper.py」を選択すると、エディター画面が開くので、下記コードを記入して保存します。

from machine import Pin, I2C
import bme680

i2c = I2C(sda=Pin(13), scl=Pin(15))

bme = bme680.BME680_I2C(i2c)
print("temperature : %s" % bme.temperature)
print("humidity : %s" % bme.humidity)
print("pressure : %s" % bme.pressure)
print("gas : %s" % bme.gas)

「temper.py」を実行する
左のエクスプローラにて、「temper.py」を選択して、右クリックから、「Run current file on Pico」をクリックすると、REPL画面に下記のように、温度、湿度、圧力（気圧）、ガスが表示されます。

温度：temperature、湿度：humidity、圧力（気圧）：pressure、ガス：gas

MicroPython v1.26.1 on 2025-09-11; Generic ESP32S3 module with ESP32S3
Type "help()" for more information or .help for custom vREPL commands.

>>> 
temperature : 26.635664
humidity : 60.814304
pressure : 1024.4348
gas : 59693

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