MICROPYTHON ESP32 – Instalación de MicroPython en el microcontrolador ESP32

Una vez que se disponga de al menos una placa con el microcontrolador ESP32 y se haya instalado un editor de código, será el momento para instalar el intérprete de micropython en el microcontrolador. Es el proceso que se conoce como flasheado.

A continuación se van a explicar tres formas diferentes para hacerlo, ordenadas de la más sencilla a la más compleja:

Desde Thonny IDE.
Desde uPyCraft IDE.
Desde Windows, con el intérprete de Python.

En cualquier caso el primer paso es común, realizar la descarga el firmware de MicroPython a flashear.

DESCARGA DEL FIRMWARE DE MICROPYTHON PARA EL MICROCONTROLADOR ESP32

El firmware oficial más actualizado se encuentra en la página de MicroPython (http://www.micropython.org/download/esp32).

Siguiendo el enlace se verá algo similar a lo siguiente:

Como se puede observar, a la fecha de la redacción de este post, hay dos versiones de firmware (v3.x y v4.x) para tres opciones de placas cada una (GENERIC, GENERIC-SPIRAM y TinyPICO).

La diferencia entre las versiones de firmware es la siguiente:

ESP-IDF v3.x: da soporte al BLE (Bluethooth Low Energy), a conexiones LAN (Local Area Network) y PPP (Point to Point Protocol).
ESP-IDF v4.x. da soporte al BLE, pero no a conexiones LAN ni PPP.

En consecuencia se elegirá la versión en función de las necesidades. Salvo que se quiera algo tan específico como establecer una conexión con una red LAN o utilizar el protocolo PPP, la versión más adecuada será la ESP-IDF v4.x.

Y de entre las opciones disponibles se seleccionará la más actualizada, de acuerdo con el siguiente criterio:

Si la placa es un modelo TinyPICO, se seleccionará la opción TinyPICO.
Si la placa dispone de memoria SPIRAM (psRAM), se seleccionará la opción GENERIC-SPIRAM.
En cualquier otro caso, se seleccionará la opción GENERIC.

INSTALACIÓN DEL FIRMWARE DE MICROPYTHON CON Thonny

Desde Thonny IDE es muy sencillo realizar el flasheado. Para ello se debe conectar la placa al ordenador a través de un puerto USB, abrir el programa y hacer clic en Ejecutar/Elegir intérprete/Intérprete.

En la ventana de Opciones de Thonny, dentro del apartado ¿Qué intérprete o dispositivo debe usar Thonny para ejecutar tu código? se debe seleccionar MicroPython (ESP32) y a continuación en el apartado Firmware seleccionar Open the diallog for installing or uploading Micropython on your device.

A continuación se debe cumplimentar la nueva ventana Install ESP32 firmware con esptool los apartados de Puerto, Firmware y Erase flash before installing:

Puerto: es el puerto COM del ordenador en el que está conectada la placa con el cable USB (Thonny listará los posibles puertos COM y el controlador USB/UART utilizado. Si no detecta nada y la conexión es correcta, puede ser que el cable USB utilizado no disponga de hilos para transmitir datos –solo disponga de dos hilos para realizar la carga de dispositivos- y se deba sustituir o porque no se encuentre instalado el diver del controlador – CP210x USB to UART Bridge VCP– y se deba instalar).
Firmware: es la ruta del ordenador en la que se ha descargado el firmware de MicroPython.
Erase flash before installing: se debe mantener marcada la opción, para borrar el firmware previamente instalado en microcontrolador (así como cualquier otro software) y así evitar conflictos con la nueva instalación.

Por último se debe hacer clic Install y si no se inicia automáticamente la instalación, se debe presionar brevemente el botón de EN (reset) de la placa.

Una vez cerradas las ventanas que han utilizado para la instalación, el aspecto de Thonny (si todo ha funcionado correctamente) será el siguiente y estará listo para poder empezar a programar:

INSTALACIÓN DEL FIRMWARE DE MICROPYTHON CON uPyCraft

Para realizar el flasheado se debe conectar la placa al ordenador a través de un puerto USB, abrir el programa y hacer clic en Tools/BurmFirmware y marcar las siguientes opciones en el menú:

board: esp32
burn_addr: 0x1000
erase_flash: yes (es siempre recomendable borrar los datos de la memoria flash antes de instalar cualquier nuevo firmware)
com: puerto COM en el que esté conectada la placa . uPyCraft listará los posibles puertos COM del ordenador, en el que está conectada la placa con el cable USB. Si no detecta nada y la conexión es correcta, puede ser que el cable USB utilizado no disponga de hilos para transmitir datos –solo disponga de dos hilos para realizar la carga de dispositivos- y se deba sustituir o porque no se encuentre instalado el diver del controlador – CP210x USB to UART Bridge VCP– y se deba instalar).
Firmware Choose/Users: ruta del ordenador en la que se ha descargado el firmware de MicroPython.

Por último habrá que pulsar OK y si no se inicia automáticamente la instalación, será necesario presionar brevemente el botón de EN (reset) de la placa.

Una vez finalizado el proceso, antes de empezar a programar, es necesario verificar que el puerto elegido y el modelo de microcontrolador (ESP32) están correctamente configurados.

Para verificar el puerto habrá que hacer clic en Tools/Serial y comprobar que está seleccionado el puerto en el que la placa está conectada al ordenador.

Y para verifical el modelo de microcontrolador habrá que hacer clic en Tools/board y comprobar que está seleccionado el modelo esp32.

Una vez hecho, se podrá empezar a programar.

INSTALACIÓN DEL FIRMWARE DESDE EL INTÉRPRETE DE PYTHON CON WINDOWS

Los pasos para poder realizar el flasheado son los siguientes:

Descarga e instalación del intérprete de Python en el ordenador.
Instalación esptool.py en Python (es una herramienta para subir bootloaders -cargadores de arranque- a los microcontroladores ESP8266 y ESP32).
Instalación del firmware en el microcontrolador ESP32 (flasheado).

PASO 1 - DESCARGA E INSTALACIÓN DEL INTÉRPRETE DE PYTHON

El fichero de instalación del intérprete de Python se descargará desde su página oficial (https://www.python.org).

Habrá que seleccionar el fichero correcto en función del procesador del ordenador (32 bits o 64 bits).

En cualquier caso, estos son los enlaces directos para la descarga de la versión del intérprete de Python 3.8 para Windows x86 (32-bits) y Windows x64 (64-bits).

Una vez descargado habrá que proceder a instalarlo. Al abrir el fichero de instalación, se marcará «Add Python 3.8 to PATH» (para que Python sea accesible desde cualquier punto del Símbolo de sistema -CMD-) antes de hacer clic en «Install Now«.

Se comprobará que la instalación ha sido correcta desde el Símbolo de sistema (CMD).

La forma de acceder será pulsando la combinación de teclas “Windows + R” y escribiendo “cmd” en el cuadro de texto que aparece.

En el Símbolo de sistema (CMD) habrá que escribir “python” y si todo está correcto se iniciará del intérprete de Python indicando la versión instalada.

PASO 2 - INSTALACIÓN DE ESPTOOL.PY EN PYTHON

Para instalar esptool.py se deberá acceder al Símbolo de sistema (CMD) y escribir “pip install esptool” .

En algunas instalaciones de Python esta instrucción no funciona y genera un error. Alternativamente se puede probar con «python -m pip install esptool«, «py -m pip install esptool» o «pip2 install esptool«.

PASO 3 - INSTALACIÓN DEL FIRMWARE EN EL MICROCONTROLADOR ESP32 (FLASHEADO)

Para instalar el firmware en el microcontrolador (flasheado) se conectará la placa al ordenador a través de un puerto USB.

Se deberá identificar el puerto de comunicaciones (COM) en el que ha quedado conectada. Es muy sencillo hacerlo a través del panel de Dispositivos e impresoras de Windows (Panel de control/Hardware y sonido/Dispositivos e impresoras).

En la imagen se puede ver el resultado de una placa conectada en el puerto de comunicaciones COM3.

Si al conectar la placa en el ordenador no aparece el puerto de comunicaciones en el que está conectada puede ser por dos problemas:

El cable USB no tiene hilos para transmitir datos (solo dispone de hilos para carga de dispositivos). La solución es cambiar el cable por otro que permita la transmisión de datos.
El ordenador no encuentra la placa, porque no se han instalado correctamente el driver del chip de comunicaciones (USB-UART). Las placas más modernas utilizan el chip CP210X (es un chip cuadrado de aproximadamente 0,5 cm de lado, que aparece rotulado con su nombre). Este es un enlace de su driver: https://www.silabs.com/products/development-tools/software/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers.

El siguiente paso será borrar la memoria flash del microcontrolador ESP32, para evitar conflictos entre el software preinstalado y el software que se va a instalar.

Se hará escribiendo “esptool.py –port COMx erase_flash” en el Símbolo del sistema (CMD). Se deberá sustituir “x” por el número del puerto de comunicaciones en el que esté conectada la placa.

Normalmente el adaptador USB-UART controla los pines relacionados con los botones EN (reset) y BOOT (bootloader mode).

Si no se inicia el borrado de la memoria flash o la instalación del firmware la solución es presionar brevemente el botón EN una vez que se haya realizado la solicitud de borrado a través del Símbolo de sistema (CMD).

Por último se deberá escribir “esptool.py –port COMx –BAUD 460800 write_flash -z 0x1000 ruta_nombre_firmware”. Habrá que sustituir “x” por el número del puerto de comunicaciones en el que esté conectada la placa y “ruta_nombre_firmware” por la ruta (carpeta) en la que se haya descargado el firmware de micropython y el nombre de su fichero.

Si todo ha salido bien la instalación estará completa y utilizando un editor de código se podrá empezar a programar.

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