آموزش نصب و کار با Arduino Labs برای میکروپایتون

میکروپایتون زیر مجموعه ای از Python 3 است که برای اجرا بر روی میکروکنترلرها بهینه شده است.میکروپایتون یک REPL و یک راه ساده برای اجرای کد پایتون بر روی میکروکنترلرها ارائه می دهد. در این آموزش، ما از برد ESP32 استفاده می کنیم و آن را با استفاده از Arduino labs و فریمور MicroPython برنامه ریزی می کنیم.

سوالاتی که ممکن است ذهن شما را درگیر کند

آیا می توانم از کتابخانه های استاندارد پایتون با میکروپایتون استفاده کنم؟

MicroPython دارای زیرمجموعه ای از کتابخانه استاندارد پایتون است مخصوص میکروکنترلر ها تنظیم شده اند، بنابراین همه کتابخانه های استاندارد پایتون در دسترس نیستند. با این حال، MicroPython مجموعه ای از کتابخانه های خاص خود را برای میکروکنترلرها و سیستم های تعبیه شده ارائه می دهد. به‌علاوه، برخی از کتابخانه‌های پایتون به‌طور خاص برای استفاده با MicroPython تبدیل شده‌اند و به شما این امکان را می‌دهند که از دستورات آنها در پروژه‌های خود استفاده کنید.

آیا می توانم MicroPython را روی هر میکروکنترلری اجرا کنم؟

میکروپایتون از طیف گسترده ای از میکروکنترلرها، از جمله پلتفرم های محبوب مانند Arduino، ESP8266، ESP32 و Raspberry Pi Pico پشتیبانی می کند. با این حال، همه میکروکنترلرها به دلیل محدودیت های سخت افزاری یا عدم پشتیبانی با MicroPython سازگار نیستند.

مدیریت حافظه در MicroPython چگونه کار می کند؟

MicroPython از یک سیستم تخصیص حافظه پویا با جمع‌آوری خودکار زباله ها استفاده می‌کند. میکروپایتون منابع حافظه را با تخصیص و توزیع بلوک های حافظه در صورت نیاز مدیریت می کند. جمع‌آوری زباله به‌طور خودکار حافظه‌هایی را که دیگر استفاده نمی‌شوند شناسایی و بازیابی می‌کند، که نیاز به مدیریت دستی حافظه را کاهش می‌دهد و توسعه را برای برنامه‌نویسان راحت‌تر می‌کند.

نصب esptool بر روی ویندوز

برای نصب میکروپایتون در esp32، ابتدا باید esptool را روی رایانه خود نصب کنید.

برای نصب esptool بر روی کامپیوتر خود، مراحل زیر را دنبال کنید:

1. Python را نصب کنید: esptool یک ابزار مبتنی بر پایتون است، بنابراین باید پایتون را روی رایانه خود نصب کنید. می توانید آخرین نسخه پایتون را از وب سایت رسمی آن دانلود کنید: python.org/downloads

2. Command Prompt (ویندوز) یا ترمینال (Mac/Linux) را باز کنید: esptool یک ابزار خط فرمان است، بنابراین برای نصب و استفاده از آن باید از Command Prompt یا Terminal استفاده کنید.

3. نصب esptool با استفاده از pip: هنگامی که پایتون را نصب کردید، می توانید esptool را با استفاده از pip نصب کنید. در Command Prompt یا Terminal دستور زیر را وارد کنید:

pip install esptool

با این کار آخرین نسخه esptool و وابستگی های آن دانلود و نصب می شود.

4. Setuptools را که لازمه کار esptool است نصب کنید.

pip install setuptools

5. تأیید نصب: برای تأیید اینکه esptool به درستی نصب شده است، می توانید دستور زیر را در Command Prompt یا Terminal اجرا کنید:

python -m esptool.

این دستور باید اطلاعات راهنمای esptool را نمایش دهد. اگر پیغام خطا مشاهده کردید، esptool را مجدداً با استفاده از pip نصب کنید.

نرم افزار فعلی esp32 را پاک کنید

برد ESP32 خود را با استفاده از کابل USB به رایانه خود وصل کنید.
نام پورت و محل فایل سیستم عامل را پیدا کنید.

دکمه “BOOT/FLASH” را فشار داده و نگه دارید، سپس دستور زیر را در CMD یا ترمینال خود اجرا کنید تا حافظه فلش ESP32 پاک شود:

python -m esptool --chip esp32 erase_flash

هنگامی که فرآیند “erasing” شروع شد، دکمه “BOOT/FLASH” را رها کنید. چند ثانیه صبر کنید تا حافظه فلش ESP32 پاک شود.

دانلود و فلش کردن سیستم عامل MicroPython

برای فلش کردن سیستم عامل MicroPython بر روی برد ESP32، مراحل زیر را دنبال کنید:

فریمور مناسب MicroPython را برای برد ESP32 خود از وب سایت رسمی دانلود کنید.(همیشه آخرین نسخه را دانلود کنید)
هنگامی که حافظه فلش پاک شد و سیستم عامل میکروپایتون را دانلود کردید، می توانید با استفاده از دستور زیر فریمور را فلش کنید. نام پورت سریال و محل فایل ESP32.bin را جایگزین <serial_port> و <esp32-X.bin> کنید:

python -m esptool --chip esp32 --port <serial_port> write_flash -z 0x1000 <esp32-X.bin>

قبل از اجرای دستور فلش، دکمه “BOOT/FLASH” را دوباره نگه دارید. پس از چند ثانیه، باید پیامی را مشاهده کنید که تأیید می کند برد ESP32 شما با سیستم عامل MicroPython با موفقیت فلش شده است.

برای برنامه نویسی برد ESP32 خود با MicroPython، می توانید Arduino Labs را برای MicroPython دانلود کنید و مراحل زیر را دنبال کنید:

• به وب سایت رسمی آردوینو بروید و Arduino labs را برای میکروپایتون دانلود کنید.
• Arduino Labs IDE را با استفاده از تنظیمات پیش فرض نصب کنید.
• برد ESP32 خود را با استفاده از کابل USB به رایانه خود وصل کنید.
• پورت COM خود را انتخاب کنید.
• یک فایل جدید بسازید و میکرو پایتون را به عنوان فضای ذخیره سازی انتخاب کنید.
• کد زیر را در Arduino labs کپی کنید.

import machine
import time
led = machine.Pin(2, machine.Pin.OUT)
while True:
    led.on()
    time.sleep(1)
    led.off()
    time.sleep(1)

بعد از انجام اینکار، کد را در esp32 ذخیره کنید و دکمه Run را فشار بدهید. شما اکنون میتوانید با استفاده از آردوینو لبز برنامه نویسی برد ESP32 خود را انجام بدهید.