Como instalar o firmware MicroPython no ESP32

Até um dia anterior à publicação desse artigo eu não havia conseguido instalar ainda o firmware MicroPython no ESP32, mas por acaso dei uma "passeada" pelo repositório e vi que em pleno domingo fizeram a atualização do repositório e, adivinha? MicroPython funcionando no ESP32! Fiquei bastante feliz, porque o o esp-idf não é lá uma API muito interessante e agora as coisas ficaram bem mais fáceis com o MicroPython  que - digo assim de passagem - chegou primeiro que o Sming (meu framework preferido).

Onde comprar o ESP32?

Em nossos parceiros aí do carrossel acima, claro. São parceiros de longa data, leais, reconhecidos e contam com o suporte do blog para manter conteúdo sempre atualizado.

Quais as vantagens de instalar MicroPython no ESP32?

Prompt de comandos

Primeiro, a excelente opção de ter acesso a um prompt onde você pode testar toda a lógica que deseja implementar antes de subir seu programa.

Enviar seu programa para o ESP32

Outra vantagem é que "subir o programa" significa realmente criá-lo em seu notebook/desktop e posteriormente enviá-lo para a raiz do sistema, para o sistema de arquivos do MicroPython no ESP32. Não conhece o sistema de arquivos SPIFFS? Tranquilize-se, logo mais vou passar uns links de referência para cada um dos recursos que eu citar aqui.

WEBREPL

Com MicroPython no ESP32 você tem a opção de acessá-lo pelo browser através do protocolo WEBREPL. Além disso, ainda poderá utilizar esse mesmo recurso para enviar arquivos para o sistema de arquivos dele. Também será referenciado em um link mais adiante, apenas empolgue-se!

Recursos do Python

Entre as demais características estão ativos por padrão o unicode, inteiros de precisão arbitrária, floats, números complexos, bytecode e montes de módulos internos!

Sistema de arquivos

Utilizando-se da flash, você conta com o sistema de arquivos SPIFFS, contando com 256K para gravar tudo o que desejar! É "muito" espaço isso!

Além disso, o módulo machine com o controle dos GPIO, I2C e SPI. Pronto para começar?

Preparando o ambiente

A frase que você vai encontrar tradicionalmente em meus artigos é "eu não uso Windows há mais de 20 anos". Logo, o tutorial é completamente voltado para Linux, mas você pode instalar um Linux (preferencialmente Debian) em uma máquina virtual no seu Windows e então seguir esse tutorial. Recomendo fortemente a instalação do VirtualBox.

Para começar (já dentro de seu Linux, seja nativo ou virtual), crie um arquivo (se não existir) ~/.bash_profile e adicione o seguinte conteúdo:

export PATH=$PATH:$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin
alias get_esp32="export PATH=$PATH:$HOME/esp/xtensa-esp32-elf/bin"
export IDF_PATH=~/esp/esp-idf

Não se esqueça do "." prefixando o arquivo; isso significa que ele é um arquivo oculto. Até aqui isso não serve pra nada, é apenas um pré-requisito para a compilação do seu firmware. Essas linhas estão adicionando ao path o caminho do cross-compiler para o ESP32 e o caminho do SDK para o ESP32.

Agora instale os pacotes de dependência. Sem isso, você obterá erros e não poderá seguir adiante, então não tenha preguiça:

sudo apt-get install git wget make libncurses-dev flex bison gperf python python-serial

Download do toolchain

Na publicação desse artigo, a versão mais atual é  essa para Linux x86_64. Esse toolchain é o pacote do compilador, fundamental para a compilação do firmware, uma vez que ele fará a compilação para a plataforma cruzada, isto é, binário para a plataforma Tensillica invés de binário para x86.

Vamos manter tudo em um lugar só para não fazer bagunça. Após o download, crie um diretório chamado "esp" em seu home e descomprima o arquivo dentro dele:

mkdir ~/esp && cd ~/esp
wget -c https://dl.espressif.com/dl/xtensa-esp32-elf-linux64-1.22.0-61-gab8375a-5.2.0.tar.gz
tar zxvf xtensa-esp32-elf-linux64-1.22.0-61-gab8375a-5.2.0.tar.gz

Mais uma vez, isso não será utilizado de imediato, lembre-se que estamos apenas preparando o ambiente para utilização.

ESP-IDF

Agora será necessário baixar a API para o ESP32. Ainda dentro do diretório esp, digite (ou copie e cole) a seguinte linha de comando:

git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git

É fundamental que você use a opção "--recursive" para que sejam baixados os sub-módulos, necessários para uma compilação com sucesso.

Hello World

Hora de experimentar seu SDK para ver se está tudo ok até aqui. Faça uma cópia do diretório de exemplo hello_world para dentro do diretório esp (o nível de diretório atual em que você deve estar nesse momento):

cp -r ~/esp/esp-idf/examples/get-started/hello_world/ .

Agora entre no diretório copiado e vamos ver uma novidade:

cd hello_world
make menuconfig

Com o comando "make menuconfig" você obtém um menu para configurar o funcionamento do firmware! Aqui você deve configurar os parâmetros da comunicação serial. Após gravar o "hello world", ele imprime a mensagem e em 10 segundos ele reinicía o MicroPython no ESP32, imprime novamente e assim o processo se repete. Nos links deixados mais adiante está também uma referência introdutória ao ESP32. Considerando que o dispositivo foi encontrado em /dev/ttyUSB0, claro.

Após configurar e sair do menu, digitei "make flash" para compilar e subir o firmware. Para ver o resultado, da comunicação, basta digitar "make monitor". Se quiser executá-los na sequência, digite "make flash monitor".

Links adicionais

Esses links são referências para os seguintes conteúdos:

• toolchain
• esp-idf
• esp-idf-template

Passamos pela fase 1, agora podemos iniciar a preparação do ambiente para o MicroPython. Dentro do diretório esp-idf que você clonou anteriormente, faça agora o clone do micropython:

git clone https://github.com/micropython/micropython-esp32.git

Eu fiz nessa ordem; talvez seja uma boa ideia  fazer o próximo passo antes desse, mas como funcionou assim para mim, recomendo o procedimento. Entre no diretório esp-idf/micropython-esp32 e digite:

make -C mpy-cross

Depois, suba mais um nível de diretório, entrando em esp32/ e busque pela linha ESPIDF_SUPHASH:

egrep '^ESPIDF_SUPHASH' Makefile

O retorno será uma linha contendo o respectivo hash ao final. Copie o hash, que é a versão do esp-idf compatível com o MicroPython. Desça 2 níveis de diretório (novamente para o diretório esp-idf) e regrida a versão para a versão compatível:

cd ../.. && git checkout <hash_encontrado_no_Makefile>

Depois volte ao diretório esp32 e digite make:

cd - && make

Agora você precisará limpar a flash primeiramente e depois gravar o novo firmware. Para tal, execute os seguintes comandos:

make erase && make deploy

Se for utilizar sudo, ele utilizará as variáveis de ambiente. Se digitar 'su', precisará daquelas primeiras linhas do export novamente. Nesse caso, você pode copiar e colar sem problemas.

Depois disso você já poderá fazer uma conexão serial à 115200 de velocidade e apertando Enter no terminal vazio, deverá obter o prompt do MicroPython. Feito isso, já dá pra fazer um "hello world" pra ver o firmware funcionando.

Bem, você já está com o MicroPython instalado e funcionando se chegou a esse resultado. Os recursos são os mesmos disponíveis na versão do MicroPython para ESP8266, portanto deixarei agora todas as referências para que você possa se divertir bastante.

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Programar para ESP8266 com MicroPython - Aqui você entenderá o processo de boot, outra vez configuração de WiFi (STA+AP), utilização da REPL por web e por serial.

Como utilizar MQTT no ESP8266 com MicroPython Biblioteca para a AFSmart Reparar o sistema de arquivos SPIFFS Primeiros passos com ESP32 e algumas IDEs - Esse artigo é ótimo, introduzindo-o ao ESP32 e mostrando a configuração e uso de diversas IDEs. Chega de IDE de Arduino para ESP, hum?

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