In diesem Beitrag schauen wir uns verschieden Entwicklungsumgebungen für den ESP8266 in Verbindung mit dem Arduino Framework an. Ziel des Posts ist zu zeigen wie mit zwei verschiedenen Entwicklungsumgebung/Tools ein Programm für den ESP8266 kompiliert und auf den Mikrocontroller geladen werden kann. Diese Entwicklungsumgebungen brauchen wir in späteren Blogbeiträgen, in welchen wir eine Applikation entwerfend möchten welche Over-The-Air Updates erlaubt.

Wir behandeln im Folgenden zum einen die Arduino IDE als auch das PlatformIO CLI Tool. Für beide Programme beschreiben wir die Installation, das Setup für den ESP8266 und wie ein Programm kompiliert und geladen wird. Hiernach zeigen wir, wie in beide Tools Bibliotheken installiert und Dateisysteme auf den ESP geladen werden können.

Arduino IDE

Die Arduino IDE kann für Windows, Linux und Mac von der offiziellen Arduino Website heruntergeladen werden.

Je nach Linux Distribution ist die Arduino IDE vielleicht als ein Paket per Packet Manager zu erhalten.

Nach der Installation der Arduino IDE muss der ESP8266 als spezifisches Board innerhalb der IDE installiert werden. (Für ein Tutorial mit Bildern gibt es hier eine Zusatzquelle.)

Installation des Boards:

  1. Datei > Voreinstellungen > Zusätzliche Boardverwalter-URLs Benötigte URL: http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json Drücke Knopf: OK
  2. Werkzeuge > Board: Boardverwalter… Suche nach: ESP8266 Drücke Knopf: Installieren

Auswahl des richtigen Boards:

(Wir nutzen den ESP8266 NodeMCU 1.0)

Werkzeuge > Board: NodeMCU 1.0 ESP-12E-Module

Auswahl des seriellen Ports:

(Hierfür muss der Mikrocontroller angeschlossen sein, auf Windows sollte bspw. COM3 oder COM5 als mögliche Auswahl zu sehen sein)

Werkzeuge > Port: COM?

Um ein Beispiel Programm zu laden:

Datei > Beispiels > 01. Basics > Blink

Um das Beispielprogramm zu Kompilieren:

Sketch > Überprüfen/Kompilieren (STRG+R)

Um ein Beispielprogramm auf den ESP zu laden (flashen):

Sketch > Hochladen (STRG+U)

PlatformIO

Eine andere Möglichkeit bietet das PlatformIO Toolset. Auch hier gibt es eine IDE, welche z.B. Compiler und Editor mit sich bringt. Wir stellen jedoch die CLI Variante vor. Die genaue Installation ist in der Dokumentation gut beschrieben. In den meisten Fällen sollte es als pip Paket installiert werden können. Es wird meines Wissens mindestens Python 3.6 benötigt.

pip3 install -U platformio

Im Quick Start Guide wird das Erstellen eines Projektes dargestellt. Folgend die Vorgehensweise für ein kleines “Hello World”:

Erstellen eines neuen Ordners für das Projekt:

$ mkdir blink_example
$ cd blink_example

Initialisieren des Projektes:

$ pio project init --board nodemcuv2
$ tree
blink_example
├── include
│  └── README
├── lib
│  └── README
├── platformio.ini
├── src
└── test
   └── README

Es können auch mehrere Boards angegeben werden --board A --board B ..., falls die Applikationen auf mehreren Geräten benötigt wird. Jedoch sollte man hier darauf beachten, dass manche Geräte verschieden Eigenschaften haben, wie z.B. eingebaute LED oder unterschiedliche PIN-Belegungen. Möglicherweise sind hier Präprozessor Statements notwendig.

Schreiben des Codes:

Um Logik zu erstellen, muss die Datei src/main.cpp erstellt und gefüllt werden. Ein Beispiel, welches die LED des ESP8266 blinken lässt, sieht folgend aus:

$ touch src/main.cpp
$ tree
blink_example
├── include
│  └── README
├── lib
│  └── README
├── platformio.ini
├── src
│  └── main.cpp <--- HERE
└── test
   └── README
$ cat src/main.cpp
// File src/main.cpp
/**
 * Blink
 *
 * Turns on an LED on for one second,
 * then off for one second, repeatedly.
 */
#include "Arduino.h"

#ifndef LED_BUILTIN
#define LED_BUILTIN 13
#endif

void setup()
{
  // initialize LED digital pin as an output.
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

void loop()
{
  // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

  // wait for a second
  delay(1000);

  // turn the LED off by making the voltage LOW
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

   // wait for a second
  delay(1000);
}

Kompilieren des Codes:

$ pio run

Beim ersten Ausführen werden die benötigten Werkzeuge heruntergeladen, daher wird es je nach Internetverbindung etwas dauern.

Flashen des kompilierten Codes:

$ pio run --target upload

Wenn dieses Kommando beendet, sollte die LED des ESP8266 anfangen langsam zu blinken.

Weitere Funktionen der Entwicklungsumgebungen

Bibliotheken

Beide Entwicklungsumgebung können zudem weiter Bibliotheken installieren, wie beispielsweise PubSubClient für die Kommunikation mit einem MQTT Broker.

Arduino IDE

Werkzeuge > Bibliotheken verwalten Suche nach: PubSubClient Drücke Knopf: Installieren

PlatformIO CLI

$ pio lib search pubsubclient

PubSubClient
============
#ID: 89
A client library for MQTT messaging. MQTT is a lightweight messaging protocol ideal for small devices. This library allows you to sen
 and receive MQTT messages. It supports the latest MQTT 3.1.1 protocol and can be configured to use the older MQTT 3.1 if needed. It
upports all Arduino Ethernet Client compatible hardware, including the Intel Galileo/Edison, ESP8266 and TI CC3000.
...
$ pio lib install 89

Falls die ID der Bibliothek bekannt ist, kann diese direkt per ID hinzugefügt. werden.

Erstellen und Hochladen von Dateisystemen

Des Weiteren können mit beiden Umgebungen lokale Dateisysteme auf den ESP geladen werden. (SPIFFS und LittleFS)

Arduino IDE

Im momentane Projekt Ordner wird ein Ordner data erstellt, welcher mit Dateien gefüllt werden kann. Je nach gewünschtem Datei System wird ein Werkzeug zum Erstellen und Hochladen benötigt in diesem Tutorial hat ein Tutorial zum Installieren und Anwenden des LittleFS Tools.

PlatformIO CLI

Das gewünschte Filesystem muss definiert sein, wie in der Dokumentation beschrieben. Falls kein genaues Dateisystem definiert ist, wird ein SPIFFS Dateisystem erstellt.

$ cat platform.ini

[env:nodemcuv2]
platform = espressif8266
board = nodemcuv2
framework = arduino
board_build.filesystem = littlefs

Um das Dateisystem hochzuladen:

$ pio run --target uploadfs

Mit diesen zwei Entwicklungsumgebungen können wir nun anfangen uns um die Over-The-Air Updates zu kümmern. Aber genaueres hierzu in weiteren Beiträgen. Aller Code zu den erstellten Projekten findet man hier. Bei Fragen, Verbesserungen, Ergänzungen, etc. gerne ein Kommentar dalassen.

Aufsetzen verschiedener Entwicklungsumgebungen für den ESP8266

2 Kommentare zu „Aufsetzen verschiedener Entwicklungsumgebungen für den ESP8266“

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