Molti progetti IoT (Internet of Thing) sono basati sul kit di sviluppo NodeMCU che è composto da un modulo transceiver a basso costo Wi-Fi ESP e da un micro-controllore (MC Unit) prodotto da Espressif Systems.
I fabbricanti Amica, Lolin e DOIT hanno prodotto negli anni 3 versioni di NodeMCU: la seconda versione (V2) rappresenta un'evoluzione della precedente Ver 0.9 (V1) con l'aggiornamento del modulo da un ESP-12 a un ESP-12E. In realtà la V3 è un fork della V2 creata dal produttore LoLin che monta un convertitore CH340G, lo stesso utilizzato anche nella V1.

NodeMCU

NodeMCU è dotato di 4 MB di memoria flash per l'archiviazione di programmi e dati,  quanto basta per parsare le response in formato json. Inoltre abbiamo abbiamo accesso a 11 pin GPIO e un pin convertitore analogico-digitale (ADC) con risoluzione a 10 bit.

La scheda ha un regolatore di tensione integrato ed è possibile alimentare il modulo utilizzando la presa mini USB o il pin Vin.
L'ESP8266 integra il ricetrasmettitore Wi-Fi 802.11b/g/n HT40, quindi può connettersi a una rete WiFi consentendoci di collegarci ad altri dispositivi.

Step 1- Installare Esptool

Esptool è un'utility scritta in Python che permette al nostro computer di comunicare con il bootloader dei SoC ESP8266 e EPS32. Inoltre ci permetterà di leggere, cancellare (erase) o scrivere (write) la memoria del device dandoci quindi la possibilità di riprogrammarlo con altri firmware.

Possiamo installare l'ultima versione stabile usando il gestore di pacchetti pip:

Adesso controlliamo la versione che abbiamo installato:

Step 2 - Erase Flash Memory

NodeMCU include il bridge controller CP2102, che converte il segnale USB in seriale (USB-to-UART) consentendoci di programmare e comunicare con il SOC ESP8266.

Dobbiamo quindi installare su Windows 10 il driver CP210x USB to UART Bridge VCP scaricandolo dal sito web di Silicon Labs. Adesso su Windows 10 dobbiamo aprire la Gestione dispositivi (device manager) per trovare la porta COM su cui il device è stato riconociuto.

La porta seriale COM sarà quella che useremo durante l’emissione dei comandi da terminale, nel mio caso la porta è la COM4. Utilizzando Esptool è necessario cancellare la flash memory dell’ESP32 con il comando:

Dovremmo avere un output simile al seguente:

Dovremmo vedere il messaggio di operazione conclusa con successo:

Step 3 - Download del firmware

A questo punto, dobbiamo scaricare l’ultima versione stabile del firmware, stando attenti a selezionare la board giusta. Nel nostro caso è una board esp32 generica e la versione da me scaricata è la V1.17 rilasciata il 2 settembre 2021.

Step 4 - Flash del firmware

Utilizzando Esptool è possibile caricare il firmware con MicroPython all’interno dell’ESP32 con il seguente comando:

L'output che comparirà sarà come il seguente:

Step 5 - Modules

In un articolo precedente "Getting started: MicroPython"  abbiamo visto che MicroPython mira ad essere il più compatibile possibile con Python, ma è progettato per funzionare su devices dalle risorse hardware limitate.

Tutte le versioni di MicroPython sono dotate di moduli per interagire con l'hardware, i pin GPIO,  le periferiche e i componenti collegati tramite tali pin. Ad esempio i devices con funzionalità di rete, includeranno moduli per supportare queste funzionalità come WiFi, json, requests.