In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf das ESP8266-Board und wie wir es mit der integrierten Programmierumgebung Visual Studio Code und dem PlatformIO-Add-In für die Programmierung kleiner Einplatinencomputer unter Windows programmieren können. Wir werden uns die Installation der Umgebung ansehen und ein Beispielprogramm auf dem Board ausführen, um es zu testen. Eine ausführlichere Beschreibung des Installationsprozesses finden Sie in diesem Artikel hier. Fangen wir also an.
Was ist der Visual Studio Code
Visual Studio Code (VS Code) ist ein kostenloser, leichtgewichtiger und leistungsstarker Texteditor, der von Microsoft entwickelt wurde. Er ist für die Softwareentwicklung konzipiert und unterstützt verschiedene Programmiersprachen wie JavaScript, Python, C++, Java und viele mehr. Einer der wichtigsten Aspekte von VS Code ist seine Flexibilität und sein reichhaltiges Ökosystem an Erweiterungen, wodurch er sich für verschiedene Arten der Entwicklung eignet – Webentwicklung, Entwicklung mobiler Apps, Cloud-Apps und mehr.
Einige der wichtigsten Funktionen von Visual Studio Code sind:
- Erweiterbarkeit: die Möglichkeit, Erweiterungen hinzuzufügen, die neue Funktionen bieten und die Leistung verbessern.
- Code-Intelligenz: Unterstützt automatische Code-Vervollständigung, Code-Parsing, Syntaxfehler-Hervorhebung und andere intelligente Funktionen.
- Integration mit Git: Integrierte Unterstützung für die Versionskontrolle mit Git, die eine bequeme Verwaltung von Änderungen im Code ermöglicht.
- Debugger: Ermöglicht das Debuggen von Code und bietet Debugging-Werkzeuge, schrittweise Ausführung und eine Ansicht der Variablenwerte.
- Integration mit verschiedenen Cloud-Diensten und -Plattformen: Unterstützung für die Entwicklung und Integration mit Cloud-Diensten wie Azure, AWS, Google Cloud und anderen.
- Konfiguration der Arbeitsumgebung: Die Benutzer können ihre Arbeitsumgebung durch Themen, Erweiterungen und Einstellungen an ihre Bedürfnisse und Vorlieben anpassen.
Visual Studio Code ist bei Programmierern sehr beliebt, da es schnell und flexibel ist und eine Vielzahl von Erweiterungen zur Verfügung stellt, um den Programmierprozess produktiver zu gestalten. Um es bei der Programmierung von Mikrocontrollern und Boards zu verwenden, müssen wir auch die PlatformIO-Erweiterung installieren.
Was ist PlatformIO
PlatformIOist eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) für Mikrocontroller, die sich auf Plattformen wie Arduino, ESP8266, ESP32, STM32 und viele andere konzentriert. Sie ermöglicht es Programmierern, Software für Mikrocontroller einfacher und effizienter zu entwickeln.
Hier sind einige der wichtigsten Funktionen von PlatformIO:
- Multiplattform-Entwicklung: PlatformIO unterstützt viele verschiedene Mikrocontroller-Plattformen wie Arduino, ESP8266, ESP32, STM32, AVR, Raspberry Pi und andere.
- Integration mit verschiedenen IDEs: PlatformIO ist als Erweiterung für beliebte Entwicklungsumgebungen wie Visual Studio Code, Atom, Sublime Text und Eclipse verfügbar. Dadurch können Benutzer ihre bevorzugte Entwicklungsumgebung wählen.
- Bibliotheksverwaltung: PlatformIO bietet eine bequeme Möglichkeit zur Verwaltung von Bibliotheken aus verschiedenen Quellen. Benutzer können Bibliotheken einfach hinzufügen und für ihre Projekte verwenden.
- Projektmanagement: Die Plattform bietet eine bequeme Möglichkeit zur Erstellung und Verwaltung von Projekten für verschiedene Mikrocontroller-Plattformen.
- Integrierte Debug-Schnittstelle: PlatformIO bietet eine integrierte Debug-Schnittstelle, mit der Programmierer ihre Programme direkt aus der IDE heraus debuggen können.Umfangreiche
- Build-Tools und Memory Map: PlatformIO bietet Tools zur Verwaltung von Programmbuilds sowie eine grafische Oberfläche zur Visualisierung des von Programmen verwendeten Speichers.
PlatformIO ist bei Programmierern, die mit Mikrocontrollern arbeiten, aufgrund seiner Flexibilität, seiner umfangreichen Funktionen und seiner guten Integration in gängige Entwicklungsumgebungen sehr beliebt.
Installation unter Visual Studio Code und PlatformIO
Bevor wir die Umgebungen installieren können, müssen wir sie herunterladen. Beginnen wir mit VS Code. Die Umgebung kann von hier heruntergeladen werden. Nachdem wir sie heruntergeladen haben, installieren wir sie. Für eine normale Windows-Installation müssen wir Windows auswählen
Klicken Sie auf den Link, laden Sie die Anwendung herunter und führen Sie die Installationsdatei aus:
Nach der Installation und dem Drücken von „Fertig stellen“ wird die Umgebung gestartet und geöffnet. So sieht sie aus.
Nachdem wir nun mit der Installation von VS Code fertig sind, können wir mit PlatformIO fortfahren.
Wir können PlatformIO herunterladen, indem wir die Registerkarte Erweiterungen von VS Code öffnen, nach „PlatformIO“ suchen und es installieren.
Sobald wir auf Install klicken, werden wir den Fortschritt der Installation verfolgen.
Die Installation dauert ein paar Minuten, und dann müssen wir die integrierte Programmierumgebung neu starten.
Sobald wir dies getan haben, werden wir sehen, dass die Installation erfolgreich war und wir PlatformIO verwenden können. Es kann über das Symbol links im Menü unter Erweiterungen oder über das Haussymbol im unteren Menü gestartet werden.
Python-Installation
Um das ESP8266-Board mit der PlatformIO IDE zu programmieren, müssen Sie Python 3.5 oder höher installiert haben. Für dieses Beispiel werden wir Python 3.12.3 verwenden. Gehen Sie hier und laden Sie Python 3.12.3 oder die neueste Version herunter.
Nach dem Herunterladen führen wir die Installation aus und installieren die Anwendung. Es ist wichtig, dass Sie während der Installation die folgenden Optionen auswählen „Add python.exe to PATH“ und „Use admin privileges when installing py.exe“,sowie der Installation von Python durch Windows mit Administratorrechten zustimmen.
Sobald wir mit der Installation fertig sind, können wir testen, ob Python installiert ist. Dazu müssen wir die Windows-Befehlskonsole öffnen.
Dazu öffnen wir das Windows-Startmenü und geben cmd ein.
Und dann schreiben wir darin
>python –V
Wenn wir die richtige Version sehen, ist Python installiert.
Was ist ESP8266
Der ESP8266 ist ein kleiner, stromsparender Mikrocontroller, der im Bereich des Internets der Dinge (IoT) sehr beliebt ist. Er integriert Wi-Fi-Fähigkeiten und einen leistungsstarken Mikrocontroller und ermöglicht so Geräten wie Mikrocontrollern, Mikrocomputern, Sensoren und anderen elektronischen Geräten die drahtlose Kommunikation mit dem Internet. Der ESP8266 wurde von der chinesischen Firma Espressif Systems entwickelt und zeichnet sich durch seine geringen Kosten, den niedrigen Stromverbrauch und die einfache Handhabung aus. Dieses Modul ist sehr nützlich für Projekte, die eine Internetverbindung benötigen, wie z. B. Smart Homes, Sensorüberwachung und -steuerung, IoT-Datenerfassungsgeräte und ähnliches.
Eine ausführliche Beschreibung des Boards finden Sie auf dieser Seite. Auch eine ausführliche Beschreibung des Chips selbst findet sich auf der Seite des Herstellers, die hier zu finden ist.
Aber lassen Sie uns etwas Code schreiben.
Programmierung des ESP8266 mit PlatformIO
Lassen Sie uns ein neues Projekt in PlatformIO erstellen. Wählen Sie dazu auf der linken Seite die Registerkarte PlatformIO, dann „Neues Projekt erstellen“ und anschließend „Neues Projekt“.
Nachdem wir „New Project“ gewählt haben, können wir das Projekt wie folgt konfigurieren:
Und zu drücken “Finish”
Das Erstellen des Projekts dauert nur wenige Minuten. Nach der Erstellung können Sie die Dateistruktur des Projekts sehen. Es gibt eine ganze Reihe von Dateien, von denen wir aber nur einige wenige brauchen werden. Die wichtigste Datei für das Projekt ist „platformio.ini“. Sie enthält Informationen über das Projekt und die Board-Einstellungen, die wir verwenden. Ein weiterer wichtiger Teil des Projekts ist die Datei „main.cpp“, die sich im Ordner „src“ befindet. In ihr müssen wir den Code schreiben, den wir auf dem Mikrochip ausführen wollen.
Wenn wir eine Baudrate für den seriellen Monitor definieren wollen, müssen wir nur die folgende Zeile in der Datei platformio.ini hinzufügen.
monitor_speed = 115200
Fügen wir nun den folgenden Code in die Datei „main.cpp“ ein, über die wir oben gesprochen haben. Er stammt von dieser Seite.
/*********
Rui Santos
Complete project details at https://RandomNerdTutorials.com/vs-code-platformio-ide-esp32-esp8266-arduino/
*********/
#include <Arduino.h>
#define LED 2
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(115200);
pinMode(LED, OUTPUT);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
digitalWrite(LED, HIGH);
Serial.println("LED is on");
delay(1000);
digitalWrite(LED, LOW);
Serial.println("LED is off");
delay(1000);
}Der Code bewirkt, dass das Eis auf der Platine im Abstand von 1 Sekunde blinkt. So sieht der Code in der integrierten Umgebung aus.
Um den Code auf dem ESP8266-Board ausführen zu können, müssen wir ihn hochladen. Dies kann über das Menü Project Tasks->General->Upload oder über die Pfeil-Schaltfläche am unteren Rand der Programmierumgebung erfolgen.
Nachdem wir einen der beiden Wege gewählt haben (die Pfeiltaste oder das Upload-Menü), sehen wir im Fenster unten links, dass der Code auf den ESP8266-Chip hochgeladen und ausgeführt wurde. Wir können auf das Board schauen und sehen, dass sein Eis in regelmäßigen 1-Sekunden-Intervallen blinkt. Wir können dies auch über den seriellen Monitor sehen, indem wir ihn über die Schaltfläche unten im Programm aufrufen, die wie ein Stecker aussieht.
Eine recht gute Beschreibung der VS Code GUI findet sich auf der offiziellen hier. Dort erfährt man, welche Funktionen die Menüs, verschiedenen Schaltflächen und Ansichten der integrierten Programmierumgebung haben. Weitere Informationen über die Funktionen von PlatformIO finden Sie auf deren hier Seite. Dort finden Sie eine Beschreibung der verschiedenen Schaltflächen und Funktionen der Schnittstelle sowie Möglichkeiten zur Erstellung von Profilen und zur Analyse von Ressourcen auf dem Board.
Schlussfolgerung
In diesem Artikel haben wir gesehen, wie man ein ESP8266-Board mit der Arduino IDE-Alternative, der integrierten Programmierumgebung PlatformIO, programmiert. PlatformIO kann auch für andere Mikroprozessoren wie ESP32 und andere verwendet werden. Es ist leichtgewichtig und bietet eine ganze Reihe von Funktionen wie einen Debugger und eine viel intuitivere Benutzeroberfläche. PlatformIO ist eine ziemlich gute Alternative zur Arduino IDE und in mancher Hinsicht sogar besser.
Viel Spaß beim Programmieren!
