MicroPythonin käytön aloittaminen ESP8266 -laitteessa: 10 vaihetta (kuvien kanssa)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Haluatko erilaisen tavan ohjelmoida ESP8266-pohjaiset levyt kuin yleinen menetelmä, jossa käytetään Arduino IDE: tä yhdessä C/C ++ -ohjelmointikielen kanssa?

Tässä opetusohjelmassa opimme, kuka määrittää ja ohjaa ESP8266 -korttia MicroPythonin avulla.

RAKENNUSAIKA: 60 minuuttia VAIKEUS: ARVIOINTI: Helppo

Vaihe 1: Mikä on MicroPython?

MicorPython on yksi monista ohjelmointikieleistä, joilla voimme ohjelmoida ESP8266 -moduulin. Se on laiha ja nopea versio Python 3 -ohjelmointikielestä, ja sillä on useita etuja perinteisiin ohjelmointikieliin, kuten C- ja C ++ -kieliin.

MicroPython on suunniteltu yhteensopivaksi tavallisen Pythonin kanssa mahdollisimman paljon. Siinä on täydellinen Python-kääntäjä ja ajonaika, ja se tarjoaa interaktiivisen kehotteen, joka tunnetaan nimellä REPL (Read-Eval-Print Loop).

MicorPython on suunniteltu tukemaan muutamia erityyppisiä mikro -ohjaimia. Mutta tässä opetusohjelmassa aion työskennellä vain yhden mallin kanssa: ESP8266-pohjainen levy (NodeMCU). Huomaa, että on olemassa muutamia erilaisia levyjä, joita voit ostaa samalla sirulla.

Lukeminen ja resurssit:

MicroPython

NodeMCU

Vaihe 2: Vaatimukset

Jotta voit seurata tätä opetusohjelmaa, sinulla on oltava vain peruskoodauskokemus Pythonista, eikä sinulla tarvitse olla aiempaa tietoa mikro -ohjaimista, elektroniikasta tai edes MicroPythonista.

Tarvitset myös Windows-, Mac- tai Linux -tietokoneen, jossa on ilmainen USB -portti, koska liität mikro -ohjaimen tietokoneeseen ohjelmoidaksesi sen.

Tarvittavat osat:

1 x NodeMCU (tai muu ESP8266-pohjainen levy)

1 x punainen 5 mm LED

1 x 220Ω 1/4 W vastus

1 x 10KΩ pyörivä potentiometri

1 x leipälauta

1 x USB -MicroUSB -kaapeli

Hyppyjohdot.

Vaihe 3: Miksi ESP8266-pohjainen levy?

Yksi tapa saada kaikki irti ESP8266: sta on käyttää MicroPythonia. Lisäksi ESP8266 -moduuli on yksi parhaista alustoista, joilla voi oppia käyttämään MicroPythonia. Tämä johtuu siitä, että ESP8266 tarjoaa yksinkertaisia GPIO -nastaohjaustoimintoja sekä langattomia toimintoja, joiden avulla voit testata kaikkia MicroPython -ohjelmointikielen ominaisuuksia.

ESP8266 -siru on suosittu avoimen lähdekoodin kehitysalalla. ESP8266 -sirua käyttävät monet eri valmistajien kehityslevyt. MicroPython on suunniteltu tarjoamaan yleinen portti, joka toimii useimmilla näistä levyistä mahdollisimman vähän rajoituksia käyttäen. Portti perustuu Adafruit Feather HUZZAH -levyyn. Kun käytät muita ESP8266 -levyjä, tarkista niiden kaaviot ja taulukot, jotta voit tunnistaa niiden ja Adafruit Feather HUZZAH -levyn väliset erot. Näin voit ottaa huomioon koodisi erot.

Lukeminen ja resurssit:

ESP8266

Adafruit Feather HUZZAH

Vaihe 4: Tietokoneen käyttöönotto

Ennen kuin käytät MicroPythonia ESP8266 -kortin ohjelmointiin, sinun on määritettävä useita asioita. Käymme läpi asennusprosessin tässä vaiheessa. Tällä tavalla tiedät kuinka määrittää ESP8266 -kortti käytettäväksi MicroPythonin kanssa.

Valmistautua

Kaikki mitä tarvitset tästä vaiheesta vaiheeseen 6, on ESP8266 ja USB -kaapeli. Liitä ESP8266 -korttisi tietokoneeseen.

Kuinka tehdä se…

VAIHE 1: Asenna laiteajurit

Jos sinulla on Linux -tietokone, sinun ei tarvitse asentaa laiteajureita, jotta mikro -ohjaimen ohjaimet tunnistetaan. Mutta jos sinulla on Mac- tai Windows -kone, ohjainta tarvitaan, jotta tietokone voi tunnistaa mikro -ohjaimen sarjalaitteena.

www.silabs.com/products/development-tools/software/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers.

VAIHE 2: Asenna Python

Työkalut, joita aiot käyttää kommunikoimiseen ESP8266: n kanssa, on kirjoitettu Pythonissa, joten sinun on asennettava Python tietokoneellesi.

Jos käyttöjärjestelmäsi ei sisällä valmiiksi pakattua Pythonia, voit ladata virallisen koontiversion mille tahansa tuetuille käyttöjärjestelmille osoitteesta

VAIHE 3: Asenna esptool ja rshell

Asenna kaksi pakettia, jotka auttavat hallitsemaan levyäsi pipillä. Avaa tämä päätelaite ja suorita se

pip asenna esptool rshell

VAIHE 4: Lataa MicroPython

Lataa uusin MicroPython -laiteohjelmisto.bin seuraavasta linkistä:

Tätä kirjoitettaessa nykyinen versio on 1.11 ja laiteohjelmistotiedoston nimi on esp8266-20190529-v1.11.bin

Kun teet tämän, saatat löytää uudemman julkaisun.

Vaihe 5: Vilkkuva MicroPython Esptool.py -ohjelmalla

Ennen uuden laiteohjelmiston vilkkumista levylle on hyvä poistaa kaikki aiemmat tiedot. Tämä on aina tehtävä, jotta uusi laiteohjelmisto toimii puhtaassa tilassa.

Siirry kohtaan, johon olet sijoittanut.bin -tiedoston. Poista salama esptool.py -ohjelmalla.

Linux:

esptool.py --port /dev /ttyUSB0 erase_flash

Windows:

esptool.py --port COM3 erase_flash

Sinun on ehkä vaihdettava komennon sarjaportti sarjaportiksi, johon ESP8266 -korttisi on kytketty. Jos et tiedä ESP8266: n sarjaportin numeroa, voit tarkistaa Arduino IDE: n. Avaa vain IDE ja napsauta sitten Työkalut | Satamat. Sinun pitäisi nähdä ESP8266 -kortin sarjaportti luettelossa. Korvaa komennon sarjaportti (/dev/ttyUSB0) kortin sarjaportilla.

Nyt kun kortti on kokonaan poistettu, voit flashata juuri lataamasi MicroPython -rakenteen, joka suoritetaan myös esptool.py -komennolla:

esptool.py --port /dev /ttyUSB0 --baud 460800 write_flash 0 esp8266-20190529-v1.11.bin

Tämä komento kirjoittaa MicroPython.bin -tiedoston sisällön taululle osoitteeseen 0.

Muista muuttaa komennon (esp82688-2019-080529-v1.11.bin) laiteohjelmiston.bin-tiedoston nimi lataamasi laiteohjelmiston nimeksi.

Kun laiteohjelmisto on asennettu onnistuneesti ESP8266 -kortillesi, voit käyttää REPL -korttia langallisen yhteyden (UART -sarjaportti) tai WiFi -yhteyden kautta.

Vaihe 6: MicroPython REPL: n käyttäminen Rshellin kanssa

Olet nyt valmis käynnistämään MicroPythonin ESP8266 -kortillasi.

Mitä näytän sinulle kuinka muodostaa yhteys piirilläsi olevaan Python-kehotteeseen. Tätä kutsutaan REPL: ksi, joka tarkoittaa "Read-Eval-Print-Loop". Tämä on tavallinen Python -kehote, jonka olet todennäköisesti tottunut näkemään työskennellessäsi tavallisen Python -tulkin kanssa, mutta tällä kertaa se tulee olemaan aluksellasi ja vuorovaikutuksessa sen kanssa käytät sarjayhteyttä tietokoneeseesi. Valmis?

Muodosta yhteys korttiisi ja avaa REPL -istunto kirjoittamalla seuraava komento:

rshell --portti

Tämä komento tuo sinut rshell -kehotteeseen. Katso kuva yllä.

Jos noudatat tätä opetusohjelmaa Windowsissa, huomaa, että rshellillä on ollut ongelmia Windowsin käytössä.

Joten tämän tyypin korjaamiseksi:

rshell -a --portti COM3

Tästä kehotteesta voit suorittaa mikrokorttiisi liittyviä hallintatehtäviä ja myös käynnistää Python REPL: n, jonka avulla voit olla vuorovaikutuksessa levyn kanssa reaaliajassa, joten syötä vain seuraava komento:

repl

Varmistaaksesi, että kaikki toimii, kirjoita yksinkertainen Python -lause:

tulosta ("Hello World")

Vaihe 7: Piikkien hallinta MicroPythonilla

Tässä vaiheessa opimme hallitsemaan ESP8266 -nastoja MicroPythonilla. Tätä varten keksimme asennuksen, jossa vaihdamme ESP8266 -kortin GPIO -nastaan yhdistetyn LED -valon tilaa. Tämä auttaa sinua ymmärtämään, miten voit ohjata digitaalilähtöjä MicoPythonin avulla.

Valmistautua

Tämän vaiheen suorittamiseen tarvitset seuraavat asiat:

1 x NodeMCU

1 x punainen 5 mm LED

1 x 220 Ω vastus

1 x leipälauta

Hyppyjohdot

Rakenna

Aloita asentamalla LED -valo leipälevylle. Liitä 220 Ω vastuksen toinen pää LED -valon positiiviseen osaan (LED -valon positiivinen jalka on yleensä korkeampi kahdesta jalasta). Liitä vastuksen toinen pää ESP8266 -kortin nastaan D1. Liitä sitten LEDin negatiivinen jalka ESP8266 -kortin GND -nastaan. Liitäntä on yllä olevan kaavion mukainen.

Kun asennus on valmis, liitä ESP8266 -kortti tietokoneeseen USB -kaapelilla.

Kuinka tehdä se…

Kirjoita seuraava koodi REPL: ään:

# vilkkuu LED 1 sekunnin välein

def vilkkuu (nasta = 5, aika = 1) # vilkkutoiminto oletuksena nasta = 5, aika = 1s tuontikone # konemoduuli pitää nastan kokoonpanot ja tilat ajan tuonnin lepotilasta # tuoda lepotila jonkin ajan viiveen LED = kone. (led_pin, machine. PIN. OUT) # määritä LED OUTPUT: ksi True: # palaa ikuisesti LED.arvo (1) # aseta LED HIGH sleep (aika) # odota 1 sekunti oletuksena LED.arvo (0) # aseta LED LOW -lepotilaan (aika) # odota oletuksena 1 sekunti

Kirjoita RPEL -istunnossa blink () testataksesi tätä koodia.

Voit muuttaa nastan ja/tai ajan soittamalla:

vilkkuu (nasta =, aika =)

Poistu käynnissä olevasta koodista painamalla ctrl+c.

MicroPythonin avulla voit lukea ESP8266 -laitteeseen liitetyn tulon. Jatka seuraavaan vaiheeseen oppiaksesi tekemään sen.

Tarkista video, jos olet jumissa.

Vaihe 8: LED -valon häipyminen

Tässä vaiheessa opimme säätämään LED -valon kirkkautta pyörivällä potentiometrillä. Käytämme tekniikkaa nimeltä Pulse Width Modulation (PWM), jonka avulla voimme himmentää LEDiä jopa 256 asetuksella.

Huomautus: Kaikkia ESP8266 -tappeja voidaan käyttää PWM -tapina paitsi GPIO16 (D0).

Valmistautua:

Tämän vaiheen suorittamiseen tarvitset seuraavat asiat:

1 x NodeMCU

1 x punainen 5 mm LED

1 x 50 KΩ pyörivä potentiometri.

1 x leipälauta

Hyppyjohdot

Rakenna

Yhteys on yllä olevan kaavion mukainen: Kun asennus on valmis, liitä ESP8266 -kortti tietokoneeseen USB -kaapelilla.

Kuinka tehdä se…

Kirjoita seuraava koodi REPL: ään:

# LED -valo häipyy 0,5 minuutin välein lukemalla tiedot potentiometristä

tuonti koneelta tuonti lepotilasta led_pin = 5 # led pin POT = machine. ADC (0) # ADC0 pin LED = machine. Pin (led_pin) # luo LED -objekti LED_pwm = machine. PWM (LED, freq = 500) # create LED_pwm objekti ja aseta taajuudeksi 500 Hz, kun taas True: LED_pwm.duty (POT.read ()) # hae arvo potista ja aseta se käyttöjakson lepotilaan (0.5) # odota 0.5

Tämä muuttaa GPIO 5: een yhdistetyn LEDin kirkkautta muuttamalla potentiometrin arvoa.

Poistu käynnissä olevasta koodista painamalla ctrl+c.

Tarkista video, jos olet jumissa.

Vaihe 9: Mistä täältä?

Toistaiseksi olemme nähneet, miten MicroPython määritetään ja ajetaan ESP8266-pohjaisilla levyillä. opimme ohjaamaan nastoja vilkuttamaan LED -valoa ja sitten lisäsimme potentiometrin LEDin kirkkauden säätämiseksi pulssileveysmodulaatiotekniikalla.

Nyt voimme lukea tietoja anturista ja lähettää sen pilveen, voimme myös luoda HTTP -palvelimen, jossa voit tulostaa tietomme yksinkertaisella verkkosivulla jne.

Tämä antaa meille paljon käsitystä esineiden internetistä (IoT).

Vaihe 10: Johtopäätös

Siinä se on! Mene eteenpäin ja valloita MicroPythonin maailma.

jos sinulla on kysyttävää, voit tietysti jättää kommentin.

Jos haluat nähdä lisää töistäni, käy YouTube -kanavallani:

myYouTube

myGitHub

myLinkedin

Kiitos, että luit tämän ohjeen ^^ ja mukavaa päivää.

Nähdään.

Ahmed Nouira.