Yuhei Okazaki

MicroPythonでESP32を動かす方法

#Python #MicroPython #組込み #ESP32

2021/10/14

Table of Contents

準備
シリアル接続する
Pythonソースを自動起動させる(フルカラーLEDを使ったデモ)
まとめ

準備

基本的にはGetting started with MicroPython on the ESP32に書いてある手順でファームウェアを書き込むことで簡単に利用できます。

要点を抜粋して記載します。

ファームウェアの入手

以下のページからESP32用のファームウェアを入手します。

MicroPython - Python for microcontrollers

MicroPython is a lean and efficient implementation of the Python 3 programming language that includes a small subset of the Python standard library and is optimised to run on microcontrollers and in constrained environments.

micropython.org

MicroPython - Python for microcontrollers

Stable版とDaily版があるので、記事執筆時点の最新のStable版である esp32-20210902-v1.17.bin をダウンロードしました。

esptoolのインストール

pipでインストールした後、PATHを通しておきます。

$ pip install esptool

# pipのインストール先を確認
$ python -m ensurepip
Looking in links: /var/folders/q2/f3g6blws3xq93fvzwlgcnrp40000gn/T/tmp45fjbnoh
Requirement already satisfied: setuptools in ./.asdf/installs/python/3.8.11/lib/python3.8/site-packages (56.0.0)
Requirement already satisfied: pip in ./.asdf/installs/python/3.8.11/lib/python3.8/site-packages (21.2.4)

# PATHを通す
$ export PATH=$PATH:./.asdf/installs/python/3.8.11/bin

# esptool.py
$ esptool.py version
esptool.py v3.1
3.1

ファームウェアの書き込み

先ほどの手順でダウンロードしたファームウェアを書き込みます。

# シリアルデバイスの確認
$ ls /dev | grep usb
cu.usbserial-0001
tty.usbserial-0001

# FLASHを消去
$ esptool.py --port /dev/tty.usbserial-0001 erase_flash
# !!! ここで基板のBOOTスイッチを長押しすること

# ファームウェアの書き込み
$ esptool.py --chip esp32 --port /dev/tty.usbserial-0001 --baud 460800 write_flash -z 0x1000 ~/Downloads/esp32-20210902-v1.17.bin

シリアル接続する

MacからESP32へシリアル接続することで、すぐにMicroPython REPLが使えます。今回はMacを使っているのでscreenコマンドを使ってシリアル接続しています。

ここでは試しにD2ポートの出力をHIGHに切り替えてみます。

$ screen /dev/tty.usbserial-0001 115200

MicroPython v1.17 on 2021-09-02; ESP32 module with ESP32
Type "help()" for more information.
>>> from machine import Pin
>>> p2 = Pin(2, Pin.OUT)
>>> p2.on()   # D2に接続したLEDが点灯する

# 終了したいときは Crtl+A→K→Y の順で入力する

C言語で書くとこれだけで結構な行数のソースコードを書かなければならないですし、コンパイル→書き込みにも時間がかかります。

MicroPythonだとスクリプトを数行書くだけでデバイス制御ができるので、非常に楽ですね。

Pythonソースを自動起動させる(フルカラーLEDを使ったデモ)

今回書き込んだファームウェアはFlashメモリ上に1MBのファイルシステムが構築されています。そこに boot.py, main.py というPythonファイルを格納しておくと、起動時に boot.py → main.py の順で自動実行してくれます。

今回は試しに以下のようなPythonファイルを用意してみました。

boot.py

from machine import Pin

r = Pin(2, Pin.OUT)
g = Pin(4, Pin.OUT)
b = Pin(5, Pin.OUT)

main.py

from machine import Pin
import time

r = Pin(2, Pin.OUT)
g = Pin(4, Pin.OUT)
b = Pin(5, Pin.OUT)

while True:
    r.off()
    time.sleep(1)
    b.on()
    time.sleep(1)
    g.off()
    time.sleep(1)
    r.on()
    time.sleep(1)
    b.off()
    time.sleep(1)
    g.on()
    time.sleep(1)

ファイルシステムへの書き込みには ampy と呼ばれるパッケージを利用します。

$ pip install adafruit-ampy

# ファイルシステム配下のファイルを表示
$ ampy --port /dev/tty.usbserial-0001 ls
/boot.py

# boot.pyを書き込み
$ ampy --port /dev/tty.usbserial-0001 put boot.py