เริ่มต้นกับ micropython บน esp32 โดยใช้ upycraft ide

พวกเราส่วนใหญ่คุ้นเคยกับภาษาโปรแกรม Python Python เป็นภาษาการเขียนโปรแกรมที่มีประสิทธิภาพมากและใช้ในการสร้างแอปพลิเคชันมากมายจาก Internet of Things ไปจนถึง Artificial Intelligence (AI) โดยเห็นความนิยมของงูหลาม, ชุมชนแห่งนี้ได้รับการพัฒนา reimplementation ของงูใหญ่ที่เรียกว่าMicroPython

ดังนั้นในบทช่วยสอนนี้เราจะมาทำความรู้จักกับ MicroPython ว่ามันแตกต่างจาก Python อย่างไรและจะเริ่มต้นใช้งาน MicroPython บน ESP32 / ESP8266ได้อย่างไร นอกจากนี้เราจะเห็นตัวอย่างโครงการ LED กะพริบเพื่อสาธิตการใช้ MicroPython

ส่วนประกอบที่จำเป็น

บอร์ด ESP32 Dev
LED
สายจัมเปอร์

MicroPython คืออะไรและใช้งานอะไร?

MicroPython นั้นคล้ายกับ Python มากและได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับระบบฝังตัวและไมโครคอนโทรลเลอร์ เป็นการนำ Python 3 มาใช้ใหม่ดังนั้นผู้ที่มีความรู้เกี่ยวกับ python ก็สามารถทำงานกับ MicroPython ได้อย่างง่ายดาย

ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่าง Python และ MicroPython คือ MicroPython ไม่ได้มาพร้อมกับการรองรับไลบรารีแบบเต็มเช่น Python ดังนั้น MicroPython จึงทำงานในเงื่อนไขที่ จำกัด เท่านั้น มีไลบรารีมาตรฐานเพื่อเข้าถึงและโต้ตอบกับฮาร์ดแวร์ระดับต่ำเช่น GPIOs, Wi-Fi เป็นต้น

MicroPython เป็นจุดเริ่มต้นที่ดีหากคุณต้องการเขียนโปรแกรมบอร์ด ESP เพราะมันง่ายและเข้าใจง่ายมาก MicroPython ยังมาพร้อมกับฟังก์ชัน REPL (Read-Evaluate-Print Loop) แบบโต้ตอบซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อบอร์ดและรันโค้ดได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องรวบรวมหรืออัปโหลดโค้ด ก่อนหน้านี้เราทำงานกับ MicroPython โดยใช้ Thonny IDE

ขั้นตอนในการเริ่มต้นกับ ESP32 MicroPython:

การติดตั้ง Python 3.7.x
การติดตั้ง uPyCraft IDE เพื่อเขียนโปรแกรม ESP32
กระพริบเฟิร์มแวร์ MicroPython บน ESP32
การเขียนโปรแกรมและอัพโหลดโค้ดบน ESP32 โดยใช้ uPyCraft

1. การติดตั้ง Python 3.7.x บน Windows

เนื่องจาก MicroPython เป็นการใช้งาน Python ดังนั้นเราจึงต้องติดตั้ง Python 3.7 ขึ้นไปก่อน

ขั้นตอนที่ 1. ไปที่ลิงค์นี้และดาวน์โหลดการตั้งค่าล่าสุดของตัวติดตั้ง Python ตามระบบปฏิบัติการ ที่นี่เรากำลังติดตั้งเวอร์ชัน windows

ขั้นตอนที่ 2. หลังจากดาวน์โหลดตัวติดตั้งแล้วให้เรียกใช้ตัวติดตั้งโดยดับเบิลคลิกที่มัน เมื่อกล่องโต้ตอบปรากฏขึ้นให้ติ๊กเครื่องหมายที่ตัวเลือกAdd Python to the PATHตามที่แสดงด้านล่าง จากนั้นคลิกที่ ติดตั้งทันที และรอจนกว่ากระบวนการติดตั้งจะเสร็จสิ้น

ขั้นตอนที่ 3 หลังจากการติดตั้งสำเร็จให้คลิกที่ ปิด และเราก็ทำการติดตั้ง Python ในระบบของเราเสร็จสิ้น

2. การติดตั้ง uPyCraft IDE บน Windows เพื่อโปรแกรม ESP32

มี IDE เพียงไม่กี่ตัวที่รองรับ MicroPython IDE ที่เป็นที่นิยม ได้แก่ Thonny IDE และ uPyCraft IDE Thonny IDE ไม่มีตัวเลือกในการแฟลชเฟิร์มแวร์ MicroPython บน ESP32 ดังนั้นจึงต้องใช้esptoolเพื่อแฟลชเฟิร์มแวร์ซึ่งอธิบายไว้ในบทช่วยสอนก่อนหน้าของ ESP32 ด้วย Thonny IDE แต่ uPyCraft IDE ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับบอร์ดที่รองรับ ESP32 / ESP8266 มีฟังก์ชั่นในตัวเพื่อแฟลชเฟิร์มแวร์การเขียนโปรแกรมและอัปโหลดโค้ดในบอร์ด ESP

uPyCraft IDEจะถูกพัฒนาโดยDFRobotใช้งานง่ายและแนะนำสำหรับผู้เริ่มต้น ขั้นตอนด้านล่างแสดงวิธีแฟลช ESP32 โดยใช้ uPyCraft

ขั้นตอนที่ 1. ไปที่ลิงค์นี้และดาวน์โหลดไฟล์. exe ของ uPyCraft สำหรับ windows

ขั้นตอนที่ 2. ดับเบิลคลิกที่ไฟล์ที่คุณดาวน์โหลดและ uPyCraft IDE จะเปิดขึ้นตามที่แสดงด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 3 มาดูuPyCraft IDE อย่างละเอียดและทำความรู้จักกับแต่ละส่วนของ IDE

uPyCraft IDEมี 4 ส่วน:

1. โฟลเดอร์และไฟล์:ส่วนนี้ประกอบด้วยไฟล์และโฟลเดอร์

โฟลเดอร์ อุปกรณ์ มีไฟล์ที่เก็บไว้ในบอร์ด ESP โฟลเดอร์นี้ยังมี boot.py ตามค่าเริ่มต้นและคุณต้องสร้างไฟล์อื่นด้วย main.py เพื่อเขียนโปรแกรมของคุณ
โฟลเดอร์ SD มีไฟล์ที่เก็บไว้ในการ์ด SD มีบอร์ดต่างๆที่รองรับการ์ด SD เช่น pyBoard
uPy_lib มีไลบรารี MicroPython IDE ในตัว
พื้นที่ทำงาน มีไฟล์ที่คุณจะบันทึกไว้ในพีซีของคุณ

2. Editor:ส่วนนี้ใช้สำหรับเขียนและแก้ไขโค้ด python ไฟล์ python หลายไฟล์สามารถเปิดได้ใน Editor

3. Shell / Terminal:ส่วนนี้มีไว้สำหรับเขียนและดำเนินการคำสั่งเชลล์บนบอร์ด ESP ส่วนนี้ยังแสดงสถานะของโปรแกรมข้อผิดพลาดข้อความการพิมพ์ ฯลฯ

4. เครื่องมือ:ส่วนนี้ประกอบด้วยตัวเลือกสำหรับการสร้างไฟล์ใหม่บันทึกไฟล์อัพโหลดไฟล์เชื่อมต่อ / ตัดการเชื่อมต่อบอร์ด ฯลฯ

3. กระพริบเฟิร์มแวร์ MicroPython บนบอร์ด ESP32

เฟิร์มแวร์สำหรับบอร์ด ESP32 เป็นไฟล์. bin ซึ่งสามารถดาวน์โหลดได้จากลิงค์นี้ ดาวน์โหลดไฟล์. bin ล่าสุดสำหรับบอร์ดของคุณ

ขั้นตอนที่ 1. เปิดuPyCraft IDEและเชื่อมต่อบอร์ด ESP ไปที่ Tools-> อนุกรม และเลือกพอร์ต COM สำหรับบอร์ดของคุณ

หากคุณไม่พบพอร์ต COM สำหรับบอร์ดของคุณแสดงว่าสาย USB มีข้อผิดพลาดหรือคุณต้องติดตั้งไดรเวอร์สำหรับ ESP32 / ESP8266

ขั้นตอนที่ 2 ตอนนี้เลือกคณะกรรมการจาก Tools-> คณะกรรมการ ในบอร์ดเคสของเราคือ ESP32

คลิกที่ BurnFirmware แล้วจะเจอหน้าต่างดังรูปด้านล่าง

เลือก burn_addr เป็น0x1000, erase_flash เป็นใช่ จากนั้นคลิกที่ ผู้ใช้ และเลือกไฟล์ . bin ที่ดาวน์โหลดมาก่อนหน้านี้

ขั้นตอนที่ 3 กด ปุ่ม BOOT / FLASH บน ESP32 ค้างไว้แล้วคลิกตกลง เมื่อกระบวนการลบแฟลชเริ่มต้นคุณสามารถปล่อยปุ่ม

หลังจากนั้นไม่กี่วินาทีเฟิร์มแวร์จะกระพริบบน ESP32

ตอนนี้เรากำลังทำกับเฟิร์มแวส่วนการอัปโหลดและจะเริ่มต้นการเขียนโปรแกรมสำหรับการกระพริบไฟ LED ใช้ESP32 MicroPython ใช้ uPyCraft IDE

4. การเขียนโปรแกรมและอัพโหลดโค้ดไปยัง ESP32 โดยใช้ uPyCraft IDE

หลังจากที่มีเฟิร์มแวประกายและคณะกรรมการที่เชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์ทำตามขั้นตอนด้านล่างเพื่อโปรแกรม ESP32

ขั้นตอนที่ 1 เปิด uPyCraft IDE และไปที่Tools-> กระดาน เลือกบอร์ดของคุณ

ขั้นตอนที่ 2. ไปที่ tools-> Serial แล้วเลือกพอร์ต COM ของคุณ

ขั้นตอนที่ 3 ตอนนี้คลิกที่ไอคอนเชื่อมต่อในส่วน เครื่องมือ เพื่อทำการเชื่อมต่อระหว่างบอร์ด IDE และ ESP

ขั้นตอนที่ 4. หากการเชื่อมต่อสำเร็จจะมีเครื่องหมาย>>>ในเทอร์มินัลดังที่แสดงด้านล่าง คุณสามารถให้คำสั่ง python เพื่อทดสอบได้ที่นี่ เราได้ให้คำสั่ง print ('Hello') และด้วยเหตุนี้ Hello จึงถูกพิมพ์ในบรรทัดถัดไป ซึ่งหมายความว่าเฟิร์มแวร์ MicroPython ได้รับการติดตั้งอย่างถูกต้องและทำงานได้ตามที่คาดไว้

ขั้นตอนที่ 5. ตอนนี้คลิกที่ไอคอน ไฟล์ใหม่ ในส่วนเครื่องมือ ไฟล์ไม่มีชื่อ จะปรากฏในแฟ้มแท็บ บันทึกไฟล์นี้โดยคลิกไอคอนบันทึกในส่วนเครื่องมือ ตั้งชื่อไฟล์นี้ว่า main.py

หลังจากนี้คุณจะเห็น IDE ของคุณดังที่แสดงด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 6. เนื่องจากเราต้องเขียนโค้ด python สำหรับการกะพริบ led ออนบอร์ด คลิกที่แท็บ main.py และคัดลอกและวางโค้ดด้านล่างเพื่อกะพริบ LED ออนบอร์ด

จากการนำเข้าเวลาพัก จากการนำเข้าเครื่อง Pin led = Pin (2, Pin.OUT) ในขณะที่ True: led.value (ไม่ led.value ()) Sleep (1)

โค้ด Python ข้างต้นนั้นเรียบง่ายและเข้าใจง่าย สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไวยากรณ์โปรดดูที่เอกสาร MicroPython

ขั้นตอนที่ 7 ตอนนี้คลิกที่ปุ่ม ดาวน์โหลดและเรียกใช้ ในส่วนเครื่องมือ

มันจะแสดงการ ดาวน์โหลดตกลง ในหน้าต่างเทอร์มินัลดังที่แสดงด้านล่าง

ตอนนี้ main.py จะปรากฏในโฟลเดอร์ Device ซึ่งแสดงว่าอัปโหลดรหัสในหน่วยความจำ ESP32 เรียบร้อยแล้ว

ขั้นตอนที่ 8. ในการทดสอบสคริปต์ให้คลิกที่ไอคอน STOP ในส่วนเครื่องมือแล้วกดปุ่ม En / Reset บน ESP32 คุณจะเห็นข้อความบางอย่างในเทอร์มินัลดังที่แสดงด้านล่าง

แค่นั้นแหละ. ตอนนี้ไฟ LED ออนบอร์ด ESP32 ควรกะพริบทุก ๆ 1 วินาที

ในทำนองเดียวกันคุณสามารถเขียนโปรแกรม python สำหรับแอปพลิเคชันใด ๆ ที่ทำงานกับ ESP32 ได้ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ESP32 และการทำงานโดยทำตามโครงการต่างๆที่ใช้ ESP32