תחילת העבודה עם MicroPython ב- ESP8266: 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

האם אתה רוצה דרך אחרת לתכנת לוחות מבוססי ESP8266 ולא את השיטה המקובלת באמצעות Arduino IDE יחד עם שפת תכנות C/C ++?

במדריך זה נלמד את מי להגדיר ולשלוט בלוח ESP8266 באמצעות MicroPython.

זמן בנייה: 60 דקות קושי: דירוג: קל

שלב 1: מהו MicroPython?

MicorPython היא אחת משפות התכנות הרבות בהן אנו יכולים להשתמש כדי לתכנת את מודול ESP8266. זוהי גרסה רזה ומהירה של שפת התכנות Python 3 ויש לה מספר יתרונות על פני שפות תכנות מסורתיות כמו C ו- C ++.

MicroPython נועד להיות תואם עם Python רגיל ככל האפשר. יש לו מהדר של פייתון וזמן ריצה מלא, ומספק הנחיה אינטראקטיבית המכונה REPL (Read-Eval-Print Loop).

MicorPython מיועד לתמוך בכמה סוגים שונים של בקרי מיקרו. אבל עבור הדרכה זו אני הולך לעבוד עם דגם אחד בלבד: הלוח מבוסס ESP8266 (NodeMCU). שים לב שיש כמה לוחות שונים שאתה יכול לקנות עם אותו שבב.

קריאה ומשאבים:

MicroPython

NodeMCU

שלב 2: דרישות

בכדי שתוכל לעקוב אחר הדרכה זו, עליך להיות בעל ניסיון קידוד בסיסי ב- Python. אין צורך בידע קודם של מיקרו -בקרים, אלקטרוניקה או אפילו MicroPython.

תזדקק גם למחשב Windows, Mac או Linux עם יציאת USB בחינם, מכיוון שתחבר מיקרו -בקר למחשב כדי לתכנת אותו.

חלקים דרושים:

1 x NodeMCU (או לוח אחר מבוסס ESP8266)

1 x LED אדום 5 מ מ

1 x 220Ω 1/4W נגד

1 x 10KΩ פוטנציומטר סיבובי

1 x לוח לחם

1 x כבל USB ל- MicroUSB

חוטי מגשר.

שלב 3: מדוע לוח מבוסס ESP8266?

אחת הדרכים להפיק את המרב מה- ESP8266 שלך היא באמצעות MicroPython. כמו כן, מודול ESP8266 הוא אחת הפלטפורמות הטובות ביותר בהן ניתן ללמוד כיצד להשתמש ב- MicroPython. הסיבה לכך היא ש- ESP8266 מספק פונקציות פשוטות של בקרת סיכות GPIO וכן פונקציונליות אלחוטית, המאפשרת לך לבדוק את כל ההיבטים של שפת התכנות MicroPython.

שבב ESP8266 פופולרי בתעשיית הפיתוח של קוד פתוח. ישנם לוחות פיתוח רבים מיצרנים שונים המשתמשים בשבב ESP8266. MicroPython תוכנן לספק יציאה גנרית שיכולה לפעול על רוב הלוחות האלה, עם כמה שפחות מגבלות. הנמל מבוסס על לוח Adafruit Feather HUZZAH בעת שימוש בלוחות ESP8266 אחרים, הקפד לבדוק את התרשימים ואת דפי הנתונים שלהם כך שתוכל לזהות את ההבדלים בינם לבין לוח Adafruit Feather HUZZAH. כך תוכל להתאים את ההבדלים בקוד שלך.

קריאה ומשאבים:

ESP8266

נוצת Adafruit HUZZAH

שלב 4: הגדרת המחשב

עליך להגדיר מספר דברים לפני שתשתמש ב- MicroPython לתכנת לוח ה- ESP8266 שלך. אנו נעבור את תהליך ההתקנה בשלב זה. בדרך זו תוכלו לדעת כיצד להגדיר את לוח ESP8266 לשימוש עם MicroPython.

מתכונן

כל מה שאתה צריך משלב זה לשלב 6 הוא ה- ESP8266 שלך וכבל USB. חבר את לוח ה- ESP8266 למחשב שלך.

איך לעשות את זה…

שלב 1: התקן מנהלי התקנים

אם יש לך מחשב לינוקס, אין צורך להתקין מנהלי התקנים כלשהם כדי שמנהלי ההתקן יזוהו. אך יש לך מחשב Mac או מחשב Windows, דרוש מנהל התקן כדי לאפשר למחשב לזהות את הבקר. כמכשיר סדרתי.

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

שלב 2: התקן את פייתון

הכלים שבהם אתה עומד להשתמש כדי לתקשר עם ESP8266 כתובים ב- Python, לכן עליך להתקין את Python במחשב שלך.

אם מערכת ההפעלה שלך אינה מספקת פייתון ארוז מראש, תוכל לעבור אל https://python.org כדי להוריד גרסה רשמית של כל אחת ממערכות ההפעלה הנתמכות.

שלב 3: התקן esptool ו- rshell

התקן שתי חבילות שיעזרו לך לנהל את הלוח שלך באמצעות pip. לשם כך פתח את הטרמינל והפעל

pip התקן rshell esptool

שלב 4: הורד את MicroPython

הורד את הקושחה העדכנית ביותר של MicroPython.bin מהקישור הבא:

בזמן שאני כותב את זה, הגרסה הנוכחית היא 1.11, וקובץ הקושחה נקרא esp8266-20190529-v1.11.bin

עד שתעשה זאת אתה עשוי למצוא מהדורה חדשה יותר.

שלב 5: מהבהב MicroPython עם Esptool.py

לפני שמבהבים קושחה חדשה ללוח, כדאי למחוק את הנתונים הקודמים. זה משהו שתמיד עליך לעשות כדי שהקושחה החדשה תפעל ממצב נקי.

עבור לאן שהצבת את קובץ.bin. השתמש ב- esptool.py כדי למחוק את ההבזק.

עבור לינוקס:

esptool.py --port /dev /ttyUSB0 מחק_פלאש

עבור Windows:

esptool.py -יציאת COM3 מחיקה_פלאש

ייתכן שיהיה עליך לשנות את היציאה הטורית בפקודה שלך ליציאה הטורקית שאליה מחובר לוח ה- ESP8266 שלך. אם אינך יודע את מספר היציאה הטורית של ה- ESP8266 שלך, תוכל לבדוק ב- Arduino IDE. פשוט פתח את IDE ולאחר מכן לחץ על כלים | נמלים. אתה אמור לראות שם את היציאה הטורית של לוח ה- ESP8266 שלך. החלף את היציאה הטורית בפקודה (/dev/ttyUSB0) ביציאה הטורית של הלוח שלך.

כעת, לאחר הלוח נמחק לחלוטין, תוכל להבהב את מבנה ה- MicroPython שהורדת זה עתה. הדבר נעשה גם באמצעות הפקודה esptool.py:

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

פקודה זו הולכת לכתוב את התוכן של קובץ ה- MicroPython.bin ללוח בכתובת 0.

הקפד לשנות את שם קובץ.bin הקושחה בפקודה (esp82688-2019-080529-v1.11.bin) לזה של הקושחה שהורדת.

לאחר התקנת הקושחה בהצלחה על לוח ה- ESP8266 שלך, תוכל לגשת ל- REPL בלוח שלך באמצעות חיבור קווי (יציאה טורית UART) או חיבור WiFi.

שלב 6: שימוש ב- MicroPython REPL עם Rshell

כעת אתה מוכן להפעיל את MicroPython בלוח ה- ESP8266 שלך.

מה אני הולך להראות לך כיצד להתחבר לשורת הפייתון הפועלת על הלוח שלך. זה נקרא REPL, שמייצג "Read-Eval-Print-Loop". זוהי שורת הפייתון הסטנדרטית שקרוב לוודאי שאתה רגיל לראות בעבודה עם מתורגמן פייתון רגיל, אך הפעם היא תרוץ על הלוח שלך, וכדי ליצור איתה אינטראקציה אתה עומד להשתמש בחיבור הטורי למחשב שלך.. מוּכָן?

כדי להתחבר ללוח שלך ולפתוח הפעלת REPL, הזן את הפקודה הבאה:

rshell -port

פקודה זו תביא אותך לשורת הפקודה rshell. ראה תמונה למעלה.

אם אתה עוקב אחר הדרכה זו ב- Windows, שים לב של- rshell יש היסטוריה של בעיות בעת הפעלה ב- Windows.

אז על מנת לתקן סוג זה:

rshell -a --port COM3

מהנחיה זו תוכל לבצע משימות ניהול הקשורות ללוח המיקרו -בקר שלך, וגם להפעיל Python REPL שבו תוכל להשתמש כדי לתקשר עם הלוח בזמן אמת. אז פשוט הזן את הפקודה הבאה:

repl

כדי לוודא שהכל עובד, הקלד משפט פייתון פשוט:

הדפס ("שלום עולם")

שלב 7: שליטה בסיכות באמצעות MicroPython

בשלב זה נלמד כיצד לשלוט בסיכות ESP8266 באמצעות MicroPython. לשם כך נביא הגדרה שבה נחליף את מצב ה- LED המחובר לסיכת GPIO של לוח ESP8266. זה יעזור לך להבין כיצד לשלוט ביציאות דיגיטליות באמצעות MicoPython.

מתכונן

תזדקק לדברים הבאים לביצוע שלב זה:

1 x NodeMCU

1 x LED אדום 5 מ מ

1 x 220 Ω נגד

1 x לוח לחם

חוטי מגשר

המבנה

התחל בהרכבת הנורית על לוח הלחם. חבר קצה אחד של הנגד 220 Ω לרגל החיובית של ה- LED (הרגל החיובית של נורית LED היא בדרך כלל הגבוהה משתי הרגליים). חבר את הקצה השני של הנגד לסיכה D1 של לוח ESP8266. לאחר מכן חבר את הרגל השלילית של ה- LED לפין ה- GND של לוח ESP8266. החיבור הוא כפי שמוצג בתרשים לעיל.

לאחר השלמת ההתקנה, חבר את לוח ESP8266 למחשב שלך באמצעות כבל USB.

איך לעשות את זה…

הקלד את הקוד הבא ב- REPL שלך:

# מהבהב נורית כל שנייה

מהבהב def (סיכה = 5, זמן = 1) # פונקציית מצמוץ כברירת מחדל סיכה = 5, זמן = מכונת ייבוא 1s # מודול המכונה מחזיק את תצורות הסיכה ומצבים מרגע ייבוא שינה # ייבוא שינה עבור עיכוב כלשהו LED = מכונה. # לשינה נמוכה (זמן) # המתן שנייה אחת כברירת מחדל

הקלד blink () בפגישת ה- RPEL שלך כדי לבדוק קוד זה. זה יהבהב את הנורית המחוברת ל- GPIO5 בכל שנייה אחת.

תוכל לשנות את הסיכה ו/או את השעה על ידי התקשרות:

מצמוץ (סיכה =, זמן =)

הקש ctrl+c ליציאת הקוד הפועל.

אתה יכול להשתמש ב- MicroPython כדי לקרוא קלט מחובר ל- ESP8266. המשך לשלב הבא כדי ללמוד כיצד לעשות זאת.

בדוק את הסרטון אם נתקעת.

שלב 8: דהיית הנורית

בשלב זה נלמד כיצד להתאים את בהירות הנורית באמצעות פוטנציומטר סיבוב. נשתמש בטכניקה הנקראת Pulse Width Modulation (PWM), היא מאפשרת לנו לעמעם את הלד עם עד 256 הגדרות.

שים לב: כל הפינים של ESP8266 יכולים לשמש כסיכת PWM למעט GPIO16 (D0).

מתכונן:

תזדקק לדברים הבאים לביצוע שלב זה:

1 x NodeMCU

1 x LED אדום 5 מ מ

1 x 50 KΩ פוטנציומטר סיבובי.

1 x לוח לחם

חוטי מגשר

המבנה

החיבור הוא כפי שמוצג בתרשים לעיל: לאחר השלמת ההתקנה, חבר את לוח ESP8266 למחשב שלך באמצעות כבל USB.

איך לעשות את זה…

הקלד את הקוד הבא ב- REPL שלך:

# LED דוהה כל 0.5 על ידי קריאת נתונים מהפוטנציומטר

ייבוא מכונה מעת עת ייבוא שינה led_pin = 5 # סיכת לד POT = מכונה.אד ק (0) # ADC0 פין לד = מכונה. סיכה (led_pin) # צור אובייקט LED LED_pwm = מכונה. PWM (LED, freq = 500) # צור LED_pwm אובייקט והגדר את התדר ל -500 הרץ בעוד True: LED_pwm.duty (POT.read ()) # קבל את הערך מהסיר והגדר אותו למצב שינה (0.5) # המתן 0.5

זה ישנה את בהירות הנורית המחוברת ל- GPIO 5 על ידי שינוי ערך הפוטנציומטר.

הקש ctrl+c ליציאת הקוד הפועל.

בדוק את הסרטון אם נתקעת.

שלב 9: לאן מכאן?

עד כה ראינו כיצד להגדיר ולהפעיל את MicroPython בלוחות מבוססי ESP8266. למדנו כיצד לשלוט בסיכות להבהב LED ואז הוספנו פוטנציומטר על מנת לשלוט על בהירות הנורית באמצעות טכניקת אפנון רוחב הדופק.

כעת נוכל לקרוא נתונים מהחיישן ולשלוח אותם לענן, אנו יכולים גם ליצור שרת HTTP שבו תוכל להדפיס את הנתונים שלנו בדף אינטרנט פשוט וכו '…

זה נותן לנו מושג רב על האינטרנט של הדברים (IoT).

שלב 10: סיכום

הנה לך! צא לכבוש את עולם ה- MicroPython.

אם יש לך שאלה כמובן אתה יכול להשאיר תגובה.

למידע נוסף על העבודות שלי, בקר בערוץ היוטיוב שלי:

myYouTube

myGitHub

myLinkedin

תודה שקראת את ההנחיה ^^ והמשך יום נעים.

נתראה.

אחמד נוירה.