Programar um ESP8266 com MicroPython

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Vimos que o NodeMCU ESP8266 é facilmente programável utilizando a IDE Arduino. Veremos como programá-lo com o MicroPython. O objectivo de utilizar Python para programar um ESP8266 é utilizá-lo em todo o seu potencial.

Antes de seguir este tutorial, deve primeiro instalar o Python 3.

Neste tutorial veremos como configurar o ESP8266 e como utilizar um terminal para testar os comandos Python. Finalmente, veremos dois métodos para carregar e executar scripts Python no microcontrolador.

Introdução de MicroPython

MicroPython é uma implementação de Python 3 criada para trabalhar no ambiente do microcontrolador e os seus constrangimentos. Tem um subconjunto de bibliotecas Python, bem como bibliotecas para interface com hardware de baixo nível e interfaces de rede. (ex: Wifi)

Cartões de apoio ao MicroPython:

Placas ESP32 (por exemplo, NodeMCU ESP32)
PyBoard
Micro:Bit
Teensy 3.X
WiPy – Pycom

Instalar o firmware no ESP8266

Para utilizar MicroPython, vamos apagar a memória flash do ESP8266 e instalar o firmware. Para tal, utilizaremos a ferramenta esptool (.py ou .exe dependendo do que se pretende utilizar)

Instalar esptool.py

python3 -m pip install esptool

ou esptool.exe (disponível ao instalar o pacote esp no Arduino IDE)

python3 -m esptool --port COM9 erase_flash

Descarregue o firmware, e introduza a seguinte linha de código (Atenção: o nome da porta e o endereço do ficheiro podem ser diferentes dos seus)

python3 -m esptool --port COM9 --baud 460800 write_flash --flash_size=detect 0 C:\Users\ADMIN\Downloads\esp8266-20210202-v1.14.bin

A fim de comunicar e programar o ESP com MicroPython, precisamos de instalar um terminal. Aqui veremos a utilização de PuTTy e TeraTerm.

Instalar o Terminal TeraTerm no Windows

Descarregar e instalar o TeraTerm

Abrir o TeraTerm e seleccionar a porta de série correspondente ao microcontrolador.

Em seguida, configure a comunicação de série em Configuração> Porta de série …

Pode agora utilizar o terminal para introduzir comandos Python e executá-los no ESP8266

Instalação do terminal PuTTy

Descarregar e instalar PuTTy

Abrir Putty e seleccionar a porta de série correspondente ao microcontrolador.

Pode agora utilizar o terminal para introduzir comandos Python e executá-los no ESP8266

Os terminais PuTTy e TeraTerm são ambas boas opções para testar alguns comandos Python, mas não para criar um programa completo.

Crie um script Python e carregue-o com ampy

Vamos escrever algum código simples para testar o carregamento de código para o ESP8266. Há dois ficheiros que são tratados de forma diferente pelo ESP8266: boot.py e main.py. Por defeito, apenas o ficheiro boot.py está presente. O boot.py é executado em primeiro lugar e, em seguida, o main.py é executado sucessivamente. Se pretender criar um script que seja executado no arranque, deve chamar-lhe main ou executá-lo em main. Se não quiser que seja executado no arranque, chame-lhe outra coisa.

import sys
import time

def main():
    print("Program is running ")
    time.sleep(0.5)

if __name__=="__main__":
  print("{} initialized".format(sys.platform))
  while(1):
    try:
      main()
    except KeyboardInterrupt:
      print("Program stopped")
      sys.exit(0)

Instalaremos então uma ampola que nos permitirá carregar um ficheiro no microcontrolador.

python3 -m pip install adafruit-ampy

Uma vez instalada a ampy, pode utilizá-la num prompt de comando com a função “put” para carregar um ficheiro, especificando o seu caminho e nome.

ampy -d 0.5 --port COM9 put \main.py

Se ligar ao ESP8266 com um terminal, verá o programa a correr (pode parar o script com Ctrl+C)

O guião main.py será executado em cada reinicialização. Para o remover, introduza o seguinte comando no terminal

import os
os.remove('main.py')

Usando a uPyCraft IDE

Quando se desenvolve código e é necessário testá-lo, é complicado passar pelo prompt de comando para carregá-lo de cada vez. Existe uma IDE para Python, semelhante à IDE Arduino: uPyCraft, que pode ser utilizada como editor e como terminal para interface com o microcontrolador.

Descarregar e abrir uPyCraft

Em Tools>Serial, seleccione a porta série utilizada pelo microcontrolador

Dans Tools>Serial, sélectionnez le port série utilisé par le microcontrôleur

Assim que o microcontrolador estiver ligado à interface, pode utilizar a consola como um terminal

Pode também criar e editar um ficheiro contendo o guião Python. Depois de ter escrito o código, pode carregá-lo e executá-lo premindo F5. Para validar o carregamento do código, poderá ser necessário premir o botão reset no quadro. Pode parar o código premindo Ctrl+C na consola.

N.B.: Pode reiniciar o código sem fazer um reset, introduzindo o comando

exec(open('main.py').read(), globals())

Apagar o ficheiro

Se não quiser que o script seja accionado no reinício, tem de apagar o código main.py utilizando o comando num terminal ou no IDE

os.remove('main.py')

Repor para a configuração padrão

Para programar o microcontrolador com o IDE Arduino, é necessário apagar o ficheiro main.py, se existir, e carregar um código Arduino. Isto irá recarregar o bootloader na memória flash.

Para voltar a utilizar o MicroPython, terá de apagar a memória flash e carregar o firmware.