Erste Schritte mit Micropython auf esp32 mit upycraft ide

Die meisten von uns sind mit der Programmiersprache Python vertraut. Python ist eine sehr leistungsfähige Programmiersprache, mit der viele Anwendungen vom Internet der Dinge bis zur künstlichen Intelligenz (KI) erstellt werden. Durch die Popularität von Python entwickelte diese Community die Neuimplementierung von Python, die als MicroPython bezeichnet wird.

In diesem Tutorial lernen wir MicroPython kennen, wie es sich von Python unterscheidet und wie Sie mit MicroPython auf ESP32 / ESP8266 beginnen. Außerdem sehen wir ein Beispielprojekt zum Blinken der LED, um die Verwendung von MicroPython zu demonstrieren.

Erforderliche Komponenten

1. ESP32 Dev Board
2. LED
3. Überbrückungsdrähte

Was ist MicroPython und wie wird es verwendet?

MicroPython ist Python sehr ähnlich und wurde speziell für eingebettete Systeme und Mikrocontroller entwickelt. Es ist eine Neuimplementierung von Python 3, sodass jemand, der über Python-Kenntnisse verfügt, problemlos mit MicroPython arbeiten kann.

Der Hauptunterschied zwischen Python und MicroPython besteht darin, dass MicroPython nicht die vollständige Bibliotheksunterstützung wie Python bietet, sodass MicroPython nur unter Einschränkungsbedingungen funktioniert. Es gibt Standardbibliotheken für den Zugriff auf und die Interaktion mit der Low-Level-Hardware wie GPIOs, Wi-Fi usw.

MicroPython ist ein guter Ausgangspunkt, wenn Sie ESP-Karten programmieren möchten, da es sehr einfach und leicht zu verstehen ist. MicroPython verfügt außerdem über die interaktive REPL-Funktion (Read-Evaluate-Print Loop), mit der der Benutzer die Karte verbinden und Code schnell ausführen kann, ohne den Code kompilieren oder hochladen zu müssen. Wir haben zuvor mit MicroPython unter Verwendung von Thonny IDE gearbeitet.

Schritte für den Einstieg in ESP32 MicroPython:

1. Python 3.7.x installieren
2. Installieren der uPyCraft-IDE zum Programmieren von ESP32
3. Flashen der MicroPython-Firmware auf ESP32
4. Programmieren und Hochladen des Codes auf ESP32 mit uPyCraft

1. Installieren von Python 3.7.x unter Windows

Da MicroPython eine Implementierung von Python ist, müssen wir zuerst Python 3.7 oder höher installieren.

Schritt 1. Gehen Sie zu diesem Link und laden Sie das neueste Setup des Python-Installationsprogramms entsprechend dem Betriebssystem herunter. Hier installieren wir die Windows-Version.

Schritt 2. Führen Sie nach dem Herunterladen des Installationsprogramms das Installationsprogramm aus, indem Sie darauf doppelklicken. Wenn das Dialogfeld angezeigt wird, markiert das Häkchen die Option Python zum Pfad hinzufügen (siehe unten). Klicken Sie dann auf Jetzt installieren und warten Sie, bis der Installationsvorgang abgeschlossen ist.

Schritt 3. Klicken Sie nach der erfolgreichen Installation auf Schließen und wir sind mit der Installation von Python in unserem System fertig.

2. Installieren von uPyCraft IDE unter Windows zum Programmieren von ESP32

Es gibt nur wenige IDEs, die MicroPython unterstützen. Einige beliebte IDEs sind Thonny IDE und uPyCraft IDE. Thonny IDE bietet keine Option zum Flashen der MicroPython- Firmware auf ESP32. Daher ist esptool erforderlich, um die Firmware zu flashen, die im vorherigen Tutorial von ESP32 mit Thonny IDE erläutert wurde. Die uPyCraft-IDE wurde speziell für von ESP32 / ESP8266 unterstützte Karten entwickelt. Es verfügt über integrierte Funktionen zum Flashen der Firmware, zum Programmieren und Hochladen des Codes in ESP-Karten.

uPyCraft IDE wird von DFRobot entwickelt. Es ist einfach zu bedienen und für Anfänger zu empfehlen. Die folgenden Schritte zeigen, wie Sie ESP32 mit uPyCraft flashen.

Schritt 1. Gehen Sie zu diesem Link und laden Sie die EXE-Datei von uPyCraft für Windows herunter.

Schritt 2. Doppelklicken Sie auf die heruntergeladene Datei. Die uPyCraft-IDE wird wie unten gezeigt geöffnet.

Schritt 3. Schauen wir uns die uPyCraft-IDE genauer an und lernen Sie jeden Abschnitt der IDE kennen.

Die uPyCraft-IDE besteht aus 4 Abschnitten:

1. Ordner und Dateien: Dieser Abschnitt enthält Dateien und Ordner.

• Der Geräteordner enthält die auf der ESP-Karte gespeicherten Dateien. Dieser Ordner enthältstandardmäßigauch boot.py und Sie müssen eine andere Datei mit main.py erstellen , um Ihr Programm zu schreiben.
• Der SD- Ordner enthält die auf der SD-Karte gespeicherten Dateien. Es gibt verschiedene Karten, die SD-Karten wie pyBoard unterstützen.
• uPy_lib enthält integrierte MicroPython-IDE-Bibliotheken.
• Der Arbeitsbereich enthält die Dateien, die Sie auf Ihrem PC speichern.

2. Editor: In diesem Abschnitt wird der Python-Code geschrieben und bearbeitet. Im Editor können mehrere Python-Dateien geöffnet werden.

3. Shell / Terminal: In diesem Abschnitt werden die Shell-Befehle auf der ESP-Karte geschrieben und ausgeführt. In diesem Abschnitt werden auch der Status des Programms, Fehler, Druckmeldungen usw. angezeigt.

4. Tools: Dieser Abschnitt enthält Optionen zum Erstellen einer neuen Datei, Speichern der Datei, Hochladen der Datei, Verbinden / Trennen der Karte usw.

3. Flashen der MicroPython-Firmware auf der ESP32-Karte

Die Firmware für die ESP32-Karte ist eine.bin-Datei, die über diesen Link heruntergeladen werden kann. Laden Sie die neueste.bin-Datei für Ihr jeweiliges Board herunter.

Schritt 1. Öffnen Sie die uPyCraft IDE und schließen Sie die ESP- Karte an. Gehen Sie zu Extras-> Seriell und wählen Sie den COM-Anschluss für Ihre Karte .

Wenn Sie den COM-Anschluss für Ihre Karte nicht finden können, ist entweder das USB-Kabel defekt oder Sie müssen die Treiber für ESP32 / ESP8266 installieren.

Schritt 2. Nun wählen Sie das gesamte Brett Tools-> Bord . In unserem Fall ist Board ESP32.

Klicken Sie auf BurnFirmware und Sie sehen ein Fenster wie unten gezeigt.

Wählen Sie burn_addr als 0x1000 und erase_flash als yes. Klicken Sie dann auf Benutzer und wählen Sie die zuvor heruntergeladene Bin- Datei.

Schritt 3. Halten Sie die BOOT / FLASH- Taste auf ESP32 gedrückt und klicken Sie auf OK. Wenn der Flash-Vorgang beginnt, können Sie die Schaltfläche loslassen.

Nach einigen Sekunden wird die Firmware auf ESP32 geflasht.

Jetzt sind wir mit dem Hochladen der Firmware fertig und beginnen mit dem Schreiben des Programms für blinkende LED mit ESP32 MicroPython unter Verwendung von uPyCraft IDE.

4. Programmieren und Hochladen des Codes in ESP32 mithilfe der uPyCraft-IDE

Führen Sie die folgenden Schritte aus, um ESP32 zu programmieren, nachdem die Firmware geflasht und die Karte an den PC angeschlossen wurde.

Schritt 1. Öffnen Sie die uPyCraft IDE und gehen Sie zu Tools-> Boards. Wähle dein Board.

Schritt 2. Gehen Sie zu tools-> Serial und wählen Sie Ihren COM-Port.

Schritt 3. Klicken Sie nun im Abschnitt Extras auf das Verbindungssymbol, um die Verbindung zwischen IDE und ESP- Karte herzustellen.

Schritt 4. Wenn die Verbindung erfolgreich hergestellt wurde, wird im Terminal ein >>> Zeichen angezeigt, wie unten gezeigt. Hier können Sie einen beliebigen Python-Befehl zum Testen eingeben. Wir haben den Druckbefehl ('Hallo') gegeben und als Ergebnis wird Hallo in der nächsten Zeile gedruckt. Dies bedeutet, dass die MicroPython-Firmware korrekt installiert ist und wie erwartet funktioniert.

Schritt 5. Klicken Sie nun im Werkzeugbereich auf das Symbol Neue Datei . Auf der Registerkarte " Datei" wird eine Datei ohne Titel angezeigt. Speichern Sie diese Datei, indem Sie im Werkzeugbereich auf das Symbol Speichern klicken. Nennen Sie diese Datei main.py.

Danach sehen Sie Ihre IDE wie unten gezeigt.

Schritt 6. Da müssen wir Python-Code schreiben, um die integrierte LED zu blinken. Klicken Sie also auf die Registerkarte main.py und kopieren Sie den folgenden Code, um die integrierte LED zu blinken.

from time import sleep from machine import Pin led = Pin (2, Pin.OUT) während True: led.value (nicht led.value ()) Sleep (1)

Der obige Python-Code ist einfach und leicht zu verstehen. Weitere Informationen zur Syntax finden Sie in der MicroPython-Dokumentation.

Schritt 7. Klicken Sie nun im Tool-Bereich auf die Schaltfläche Herunterladen und ausführen .

Im Terminalfenster wird der Download ok angezeigt (siehe unten).

Jetzt main.py wird in erscheinen Geräteordnern , die zeigen, dass der Code erfolgreich im ESP32 Speicher hochgeladen.

Schritt 8. Um das Skript zu testen, klicken Sie im Werkzeugbereich auf das STOP-Symbol und drücken Sie die Taste En / Reset auf ESP32. Im Terminal werden einige Meldungen angezeigt (siehe unten).

Das ist es. Jetzt sollte die integrierte ESP32-LED alle 1 Sekunde blinken.

Ebenso können Sie ein Python-Programm für jede Anwendung schreiben, die mit ESP32 funktioniert. Weitere Informationen zu ESP32 und seiner Funktionsweise finden Sie in verschiedenen ESP32-basierten Projekten