"esptool.FatalError: Failed to connect to ESP8266: Timed out waiting for packet header" が発生した時にチェックすること
AE-ESP-WROOM-02にArduinoで書き込みを行おうとした際に，以下のエラーが発生し，解決に時間を要しました．
esptool.FatalError: Failed to connect to ESP8266: Timed out waiting for packet header
私の場合はGPIO15をLowにしていなかった（オープンだった）のが原因でした． ESP-WROOM-02のデータシートにはちゃんと書いてあるんですけどね・・・．
他にもちゃんとデータシートを読まない人（未来の自分）がいると思うので，上記のエラーが発生した時に確認すべきことをメモしておきます．
シリアル通信が正しくつながっているか
配線や電源が正しく，ArduinoがESP8266と正しく通信できているかチェックします．
方法は以下の通りです．
- Arduinoのシリアルモニタを表示する
- ボーレートを74880に設定する（ESP8266は起動直後のボーレートが74880であるため）
- ESP8266をリセットする（RSTをLOW→HIGHにする）
すると，次のような出力が確認できます．
これでArduinoと正しくシリアル通信（ESP8266からArduinoに対する送信）ができていることがチェックできます．
ESP8266が正しくUART Download Modeになっているか
Arduinoから書き込みを行う際は，ESP8266がUART Download Mode（いわゆる書き込みモード）になっている必要があります．
UART Download Modeにするには，データシートp.7に書いてあるとおり，以下のような状態でESP8266が起動する必要があります．
- GPIO15: Low
- GPIO0: High
- GPIO2: High
実際に何モードで起動しているかは，起動時の出力で確認できます．
前述のシリアルモニタに出力されたboot mode:(7,7)がそれです．
数字の意味は，以下のページが参考になりました．
cf. esp-wroom-02(esp8266) boot mode(x,y)とは - shangtian’s blog
このページが消えてしまうと困るので，(x,y)のxの意味だけ転記します． code(2進数)の各ビットは，GPIO15,GPIO0,GPIO2のピン状態です．
| code(2進数) | code(10進数) | 意味 |
|---|---|---|
| 000 | 0 | Remapping |
| 001 | 1 | Boot from the UART0. Also includes flashing the flash memory for subsequent normal start |
| 010 | 2 | Jump start |
| 011 | 3 | Boot from flash memory |
| 100 | 4 | SDIO low speed V2 |
| 101 | 5 | SDIO high speed V1 |
| 110 | 6 | SDIO low speed V1 |
| 111 | 7 | SDIO high speed V2 |
x=1になっていない場合は，各ピンが正しく設定されているか確認するとよいでしょう．
私の場合，UART Download Modeにしたつもりが(5,7)になっていたので，GPIO15がオープンであることが原因なのだと気づけました．