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Installieren und Programmieren des ESP32 über die uPyCraft IDE auf dem Mac

ESP32 ist ein mikrocontrollerbasiertes IoT-Board, das MicroPython ausführen kann, um Befehle und Anweisungen auszuführen. Mehrere IDEs sind verfügbar, um ESP32 mit MicroPython zu programmieren. Heute werden wir die uPyCraft IDE mit ESP32 für MicroPython auf macOS einrichten.

Dieser Artikel enthält folgende Abschnitte:

1. Einrichtung der uPyCraft IDE mit ESP32 auf macOS

  • 1.1. Python 3 auf macOS installieren
  • 1.2. Herunterladen der uPyCraft IDE
  • 1.3. Installation der uPyCraft IDE auf macOS
  • 1.4. uPyCraft IDE Schnittstellenübersicht

2. Herunterladen der MicroPython-Firmware für ESP32

3. Installation der MicroPython-Firmware auf ESP32 mit uPyCraft IDE

4. Hochladen des LED-Blinkprogramms auf ESP32 mit MicroPython uPyCraft IDE

1. Einrichten der uPyCraft IDE mit ESP32 auf macOS

MicroPython ist eine Ableitung der Programmiersprache Python 3, die speziell für mikrocontrollerbasierte Boards entwickelt wurde. Wir können auch den ESP32 mit MicroPython unter Verwendung der uPyCraft IDE programmieren.

Bevor wir unseren ersten MicroPython-Code für den ESP32 schreiben, müssen wir einige Voraussetzungen auf dem Mac installieren.

  • Python 3
  • uPyCraft IDE
  • MicroPython-Firmware für ESP32

1.1. Installation von Python 3 auf macOS

Um einen MicroPython-Code zu schreiben, müssen wir eine aktualisierte Python 3-Version auf unserem Mac installiert haben.

Schritt 1: Besuchen Sie die Python 3 Download-Seite oder klicken Sie hier, um die aktualisierte Version herunterzuladen. In unserem Fall ist es 3.11.0:

Oder du kannst es mit dem Paketmanager brew herunterladen. Öffne ein Terminalfenster und gib den folgenden Befehl ein:

% brew install python3

Warten Sie ein paar Sekunden, während der Installationsvorgang abgeschlossen wird.

1.2. Herunterladen der uPyCraft IDE

Um das ESP32 zu programmieren, müssen wir die uPyCraft IDE herunterladen. Folgend sind die zwei Quellen für den Download der uPyCraft IDE:

  • Herunterladen über das GitHub-Repository
  • Herunterladen über die uPyCraft dfrobot Website

Um von GitHub herunterzuladen, laden Sie die neueste Version über den obigen Link herunter.

Öffnen Sie die ZIP-Datei und klicken Sie dann auf Herunterladen, um den Download der ZIP-Datei für die uPyCraft IDE zu starten.

Sobald der Download abgeschlossen ist, entpacken Sie die Zip-Datei, und die uPyCraft-Datei ist im Verzeichnis zu sehen.

1.3. Installation der uPyCraft IDE auf macOS

Jetzt haben wir erfolgreich heruntergeladen, der nächste Schritt ist, die uPyCraft IDE zu öffnen. Die folgende Datei ist im Download-Ordner zu sehen. Befolgen Sie die angegebenen Schritte, um die IDE zu öffnen.

Hinweis: uPyCraft muss nicht auf dem Mac installiert werden, es kann einfach im Standalone-Modus geöffnet werden.

Schritt 1: uPyCraft benötigt keine direkte Installation, doppelklicken Sie oder klicken Sie mit der rechten Maustaste, um die Datei zu öffnen.

Schritt 2: Die folgende Nachricht wird angezeigt, also müssen wir zuerst die Erlaubnis erteilen, die Anwendung aus unbekannten Quellen zu öffnen, Sie können dies abbrechen.

Schritt 3: Wählen Sie Systemeinstellungen aus dem Menü.

Schritt 4: Öffnen Sie Sicherheit & Datenschutz.

Schritt 5: Jetzt unten auf das Schloss-Symbol klicken, um die Sicherheits- und Anwendungsinstallationsberechtigungen zu ändern.

Schritt 6: Geben Sie den Benutzernamen und das Passwort für macOS ein und klicken Sie auf Entsperren.

Schritt 7: Hier erlauben Sie Apps, aus irgendwo oder App Store und identifizierten Entwicklern herunterzuladen und klicken Sie dann auf Trotzdem öffnen.

Schritt 8: Nachdem Sie die Erlaubnis erteilt haben, öffnen Sie erneut die uPyCraft IDE und klicken Sie auf Öffnen.

Sobald die uPyCraft IDE installiert ist, wird die folgende Benutzeroberfläche geöffnet.

1.4. Übersicht der uPyCraft IDE-Oberfläche

Die uPyCraft IDE-Oberfläche besteht aus vier verschiedenen Fenstern, die sind:

1: Dateibereich

2: Editor-Fenster

3: Shell/Terminal

4: Werkzeuge

1: Dateien Abschnitt

Dieses Fenster enthält alle .py Dateien und den Verzeichnispfad, an dem wir derzeit arbeiten. Hier sind die Hauptdateien des MicroPython-Codes wie main.py und boot.py zu sehen.

Dieser Abschnitt enthält weiterhin vier verschiedene Kategorien:

  • Gerät: Wo alle Dateien gespeichert sind
  • sd: Dieser Ordner gewährt Zugriff auf die sd-Karten-Dateien; er kann nur verwendet werden, wenn ein Board über einen sd-Kartenanschluss verfügt.
  • uPy_lib: Dies zeigt die integrierten Bibliotheksdateien
  • Arbeitsbereich: Es ist das Verzeichnis, in dem alle MicroPython-Dateien auf unserem Computer gespeichert sind. Um das Verzeichnis zu wechseln, gehen Sie zu Tools>InitConfig.

2: Editor-Fenster

Als Nächstes sehen wir das Editorfenster, in dem wir MicroPython-Code schreiben und mehrere .py-Dateien erstellen können.

3: Shell/Terminal

Die Shell oder das Terminal ermöglicht es uns, einige Befehle direkt auszuführen, ohne MicroPython-Dateien zu erstellen und sie auf das Board hochzuladen. Es bietet auch Informationen zu dem ausgeführten Programm.

4: Werkzeuge

Der letzte Abschnitt enthält alle schnellen Aktionswerkzeuge, die erforderlich sind, um einen Code auszuführen, wie spielen, stoppen usw. Unten haben wir alle Werkzeuge durch eine Nummer dargestellt.

1: Neue Datei>Neue Datei erstellen

2: Datei öffnen>Eine Datei öffnen

3: Datei speichern>Eine Datei speichern

4: Herunterladen und Ausführen>Code auf das verbundene Board hochladen

5: Stop>Den Code stoppen kann alternativ auch mit “Ctrl + C” erfolgen.

6: Verbinden/Trennen>Das Board von der seriellen Schnittstelle verbinden oder trennen

7: Rückgängig>Ändern Rückgängig machen

8: Wiederholen>Änderung wiederholen

9: Syntaxprüfung>Code-Syntax überprüfen

10: Bildschirm löschen>Klare Shell/Terminal

2. Herunterladen der MicroPython-Firmware für ESP32

Wir haben die Installation der uPyCraft IDE abgeschlossen. Um das ESP32-Board zu programmieren, müssen wir zuerst die MicroPython-Firmware auf das ESP32-Board flashen. Um die Firmware herunterzuladen, gehen Sie zur MicroPython-Downloadseite und suchen Sie nach dem Abschnitt zur ESP32-Firmware.

Laden Sie die neueste veröffentlichte Version für das ESP32-Board herunter und denken Sie daran, nicht die Nachtsichtversion herunterzuladen, da diese hauptsächlich auf fortgeschrittene Programmierer abzielt.

Falls Sie ein anderes Board wie PyBoard oder WiPy verwenden, gehen Sie zur MicroPython-Downloadseite und suchen Sie nach der entsprechenden Board-Firmware.

3. Installation der MicroPython-Firmware auf dem ESP32 mit der uPyCraft IDE

Nachdem die Firmware heruntergeladen wurde, besteht der nächste Schritt darin, sie mit der uPyCraft IDE auf dem ESP32 zu installieren. Dazu verbinden Sie das ESP32-Board mit macOS. Die folgenden Schritte zeigen, wie Sie die MicroPython-Firmware auf dem ESP32 flashen.

Schritt 1: Wählen Sie das Board Gehen Sie zu Werkzeuge>Board>ESP32

Schritt 2: Wählen Sie als Nächstes den COM-Port aus Gehen Sie zu : Werkzeuge>Seriell>/dev/cu/usbserial-0001

Schritt 3: Da wir nun den COM-Port und die ESP32-Platine ausgewählt haben, besteht der nächste Schritt darin, die Firmware zu brennen. Gehe zu: Werkzeuge>Firmware brennen

Schritt 4: Ein Fenster wird erscheinen, wählen Sie die unten angegebenen Einstellungen aus:

  • Platine: esp32
  • burn_addr: 0x1000
  • flash_löschen: ja
  • com: /dev/cu/usbserial-0001

Wählen Sie die Benutzer aus und suchen Sie die MicroPython-Firmware Datei, die wir zuvor heruntergeladen haben.

Schritt 5: Wählen Sie die Datei aus und klicken Sie auf Öffnen.

Schritt 6: Wir sind nur einen Schritt davon entfernt, MicroPython auf unser eigenes ESP32-Board zu flashen. Nehmen Sie jetzt das ESP32-Board und drücken und halten Sie die BOOT-Taste.

Schritt 7: Während Sie die BOOT-Taste des ESP32 drücken, klicken Sie auf OK.

Schritt 8: Wenn alle Schritte gut laufen, beginnt der ESP32-Speicher zu blitzen. Sobald das Löschen des Flash-Speichers beginnt, können Sie den Druck auf Ihren Finger lösen, indem Sie den BOOT-Button des ESP32 loslassen.

Nach erfolgreicher Installation der Firmware wird das obige Fenster automatisch geschlossen und jetzt sind wir bereit, unser allererstes Programm auf das ESP32-Board hochzuladen.

Hinweis: Im Falle eines Fehlers wiederholen Sie die obigen Schritte und denken Sie daran, die BOOT-Taste gedrückt zu halten.

4. Hochladen des LED-Blinkprogramms auf den ESP32 mit MicroPython uPyCraft IDE

Um die Installation von uPyCraft IDE zu testen, werden wir das LED-Blitzprogramm hochladen. Befolgen Sie die folgenden Schritte:

Schritt 1: Eine neue Datei öffnen Gehe zu: Datei>Neu oder drücke Befehl + N.

Schreiben Sie den unten stehenden Code in das Editierfenster der neu erstellten Datei.

from machine import Pin   #Import Pin and machine class

from time import sleep    #import delay class

led = Pin(2, Pin.OUT)     #define LED at pin 2 as output

while True:

led.value(not led.value())

sleep(0.5)              #delay of 0.5 sec

Schritt 2: Nachdem Sie den Code geschrieben haben, speichern Sie die Datei. Gehen Sie zu: Datei>Speichern oder drücken Sie Command + S.

Schritt 3: Speichern Sie die Datei mit dem Namen main.py.

Schritt 4: Wählen Sie das Verzeichnis aus, um die Datei zu speichern.

Schritt 5: Nachdem die Datei erstellt wurde, sehen Sie die folgenden Dateien im Geräte Abschnitt. Um den Code hochzuladen, drücken Sie die Herunterladen und Ausführen Taste.

Schritt 6: Wenn das Programm erfolgreich ausgeführt wird, erscheint die “Download ok” Nachricht im Terminal/Shell.

Ausgabe

Eine eingebaute LED wird zu blinken beginnen, die an Pin 2 des ESP32-Boards angeschlossen ist.

Um das Programm zu stoppen, klicken Sie auf Stop.

Wenn Sie den kompilierten Code neu starten möchten, drücken Sie die Aktivieren (EN) Taste auf dem ESP32-Board.

Wenn das Programm neu gestartet wird, kann eine ähnliche Ausgabe wie unten gezeigt im Shell/Terminal gesehen werden.

Wir haben uPyCraft IDE erfolgreich auf macOS installiert und unser erstes Programm hochgeladen, nachdem wir den ESP32 mit der MicroPython-Firmware geflasht haben.

Wichtiger Hinweis: Nach der Installation der MicroPython-Firmware auf dem ESP32-Board kann man das ESP32 auch einfach durch das Hochladen des Codes mit der Arduino IDE programmieren. Wenn man jedoch erneut MicroPython mit dem ESP32 verwenden möchte, müssen wir die MicroPython-Firmware erneut auf das ESP32-Board aufspielen, da die Arduino IDE die MicroPython-Firmware durch ihre eigene Firmware ersetzt.

Fazit

uPyCraft IDE kann ESP32-Boards mit MicroPython programmieren. Dieser Artikel hilft Ihnen, uPyCraft IDE auf dem Mac mit MicroPython herunterzuladen und einzurichten. Um MicroPython-Code auf dem Mac zu schreiben, muss die Programmiersprache Python 3 auf dem PC installiert sein. Als Nächstes muss eine ESP32-Firmware in das ESP32-Board geflasht werden.