Micropython ist eine Variante von Python, die auf Mikrocontroller zugeschnitten ist. Der ESP8266 ist ein günstiger (~4$) Baustein mit WLAN-Funktionen, für den eine Micropython-Firmware existiert. Über das nodemcu Development-Kit, das auf dem Bild zu sehen ist, verfügt der Baustein über einen USB-Anschluss, über den man mit dem Chip kommunizieren kann. Die PINs sind herausgeführt und lassen sich in Schaltungen verwenden.

Nun soll die Firmware für Micropython installiert werden. Diese lässt sich von der Webseite herunterladen. Für die Installation gibt es das Tool esptool.py, das sich ebenso einfach installieren lässt.

$ sudo pip2 install esptool

Leider funktioniert esptool derzeit nur mit Python2.

Anschließend kann die vorhandene Firmware auf den ESP8266 zunächst gelöscht und mit dem zweiten Befehl die neue Firmware übertragen werden.

$ esptool.py --port /dev/ttyUSB0 erase_flash 
$ esptool.py --port /dev/ttyUSB0 --baud 115200 write_flash --flash_size=8m 0 esp8266-20160825-v1.8.3-49-ga589fa3.bin

Bei mir kam es bei Geschwindigkeiten über 115200 Baud zu Problemen, weshalb ich die Geschwindigkeit reduziert habe. Die Befehle habe ich der Anleitung von mircopython entnommen.

Nun kann mit einem Terminalprogramm auf den Microcontroller zugegriffen werden. Das geht mit putty, minicom, screen oder auch miniterm.py.

$ screen /dev/ttyUSB0 115200

oder

$ miniterm.py /dev/ttyUSB0 115200

Für /dev/ttyUSB0 muss die serielle Schnittstelle angegeben werden, unter der sich der Chip am USB-Port anmeldet. Unter Windows findet man die Information im Geräte-Manager: COM gefolgt von einer Zahl.

Sollte miniterm.py noch nicht installiert sein, so kann es mit pip install pyserial nachinstalliert werden.

Im Anschluss erhält man eine Python-Konsole, die man für eigene Projekte verwenden kann. Beim Start steht der ESP als Access Point zur Verfügung, auf den sich Clients mit dem Standardpasswort 'micropythoN' verbinden können. Für den Dateitransfer kann dann das Kommandozeilentool webrepl_cli.py verwendet werden.

Für das nodemcu-devkit, das auch oben abgebildet ist, existiert eine gute Dokumentation der Pinbelegung.

Mit dem Tool ampy lassen sich leicht Dateien auf den Chip kopieren, von ihm lesen oder auf ihm ausführen. Dazu muss ggf. eine bestehende Verbindung über die serielle Schnittstelle zuvor beendet werden.

Dateien lassen sich mit ls anzeigen. Der Parameter -p gibt die serielle Schnittstelle an, über die die Verbindung besteht.

$ ampy -p /dev/ttyUSB0 ls

Dateien können mit get lokal ausgegeben werden.

$ ampy -p /dev/ttyUSB0 get main.py

Sie können auch abgespeichert werden.

$ ampy -p /dev/ttyUSB0 get main.py main.py

Ebenso einfach können Dateien auf den Chip kopiert werden.

$ ampy -p /dev/ttyUSB0 put main.py 

Eine Datei kann auch direkt ausgeführt werden.

$ ampy run mein_script.py 

Neben ampy gibt es weitere Tools für den Dateitransfer. mpfshell ist ein shell-basierter Datei-Explorer, um den ESP zu erkunden. rshell ist eine remote shell für den ESP8266.

Der ESP kann über den I²C-Bus auch mit Sensoren oder anderen Modulen kommunizieren. Zwei der GPIO-Pins werden dafür als Clock (scl) und Daten-Pin (sda) definiert.

import machine
 
# GPIO 0 (scl) und 2 (sda) verwenden
# auf dem Port sind dies D3 und D4
i2c = machine.I2C(machine.Pin(0), machine.Pin(2))

Nun kann der Bus gescannt werden.

>>> i2c.scan()
[32]

Ein Modul meldet sich von Adresse 32 (0x20). Es kann nun verwendet werden.

• Firmware (alte Version): esp8266-20160825-v1.8.3-49-ga589fa3.bin
• Vortrag der Froscon 2016: Python für das Internet der Dinge - Einführung in MicroPython für ESP8266 und Cortex-M4 Mikroprozessorboards
• Unter Windows werden eventuell Treiber für den USB-UART-Konverter benötigt. Ein populärer Treiber ist unter MSXFAQ verlinkt.
• Forum für den Informationsaustausch mit Gleichgesinnten.
• Tutorialreihe mit Videos von Tony DiCola von Adafruit, die den ESP8266 und die Ansteuerung über MicroPython ausführlich darstellt.