Erste Schritte mit dem Espressif ESP32-S2

1. Richten Sie die Espressif-Hardware ein.

   Informationen zur Einrichtung der Hardware für das ESP32-S2 Entwicklungsboard finden Sie im Handbuch ESP32-S2-Saola-1 Erste Schritte.

   Wichtig

   Wenn Sie den Abschnitt „Erste Schritte“ der Espressif-Anleitungen erreicht haben, halten Sie an und kehren Sie dann zu den Anweisungen auf dieser Seite zurück.

2. Laden Sie Amazon FreeRTOS von herunter. GitHub (Anweisungen finden Sie in der README.mdDatei.)

3. Richten Sie Ihre Entwicklungsumgebung ein.

   Um mit Ihrem Board zu kommunizieren, müssen Sie eine Toolchain installieren. Espressif stellt sie zur Verfügung ESP-IDF , um Software für ihre Boards zu entwickeln. Da ESP-IDF eine eigene Version des FreeRTOS-Kernels als Komponente integriert ist, enthält Amazon FreeRTOS eine benutzerdefinierte Version von ESP-IDF v4.2, bei der der FreeRTOS-Kernel entfernt wurde. Dies behebt Probleme mit doppelten Dateien beim Kompilieren. Um die in Amazon FreeRTOS enthaltene benutzerdefinierte Version von ESP-IDF v4.2 zu verwenden, folgen Sie den nachstehenden Anweisungen für das Betriebssystem Ihres Host-Computers.

   Windows

   1. Laden Sie ESP-IDF den Universal Online Installer für Windows herunter.

   2. Führen Sie den Universal Online Installer aus.

   3. Wenn Sie zum Schritt Herunterladen oder Verwenden gelangen ESP-IDF, wählen Sie Bestehendes ESP-IDF Verzeichnis verwenden und setzen Sie Vorhandenes ESP-IDF Verzeichnis auswählen auffreertos/vendors/espressif/esp-idf.

   4. Schließen Sie die Installation ab.

   macOS

   1. Folgen Sie den Anweisungen in den Voraussetzungen für die Standardkonfiguration der Toolchain (ESP-IDF v4.2) für macOS.

      Wichtig

      Wenn Sie unter „Nächste Schritte“ zu den Anweisungen ESP-IDF „Abrufen“ gelangen, beenden Sie den Vorgang und kehren Sie dann zu den Anweisungen auf dieser Seite zurück.

   2. Öffnen Sie ein Befehlszeilenfenster.

   3. Navigieren Sie zum FreeRTOS-Download-Verzeichnis und führen Sie dann das folgende Skript aus, um die espressif-Toolchain für Ihre Plattform herunterzuladen und zu installieren.

      vendors/espressif/esp-idf/install.sh

   4. Fügen Sie die ESP-IDF Toolketten-Tools mit dem folgenden Befehl zum Pfad Ihres Terminals hinzu.

      source vendors/espressif/esp-idf/export.sh

   Linux

   1. Folgen Sie den Anweisungen in der Standardkonfiguration der Toolchainvoraussetzungen (ESP-IDF v4.2) für Linux.

      Wichtig

      Wenn Sie unter „Nächste Schritte“ zu den Anweisungen ESP-IDF „Abrufen“ gelangen, beenden Sie den Vorgang und kehren Sie dann zu den Anweisungen auf dieser Seite zurück.

   2. Öffnen Sie ein Befehlszeilenfenster.

   3. Navigieren Sie zum FreeRTOS-Download-Verzeichnis und führen Sie dann das folgende Skript aus, um die Espressif-Toolchain für Ihre Plattform herunterzuladen und zu installieren.

      vendors/espressif/esp-idf/install.sh

   4. Fügen Sie die ESP-IDF Toolketten-Tools mit dem folgenden Befehl zum Pfad Ihres Terminals hinzu.

      source vendors/espressif/esp-idf/export.sh

4. Stellen Sie eine serielle Verbindung her.

   1. Um eine serielle Verbindung zwischen Ihrem Host-Computer und dem herzustellen ESP32-DevKitC, installieren Sie die CP210x USB-zu-UART-Bridge-VCP-Treiber. Sie können diese Treiber von Silicon Labs herunterladen.

   2. Führen Sie die Schritte aus, um eine serielle Verbindung mit ESP32 herzustellen.

   3. Nachdem Sie eine serielle Verbindung hergestellt haben, notieren Sie sich den seriellen Port für Ihre Board-Verbindung. Sie benötigen es, um die Demo zu flashen.

1. Wenn Sie macOS oder Linux verwenden, öffnen Sie eine Terminal-Eingabeaufforderung. Wenn Sie Windows verwenden, öffnen Sie die App „ESP-IDF 4.x CMD“ (falls Sie diese Option bei der Installation der ESP-IDF Toolchain angegeben haben) oder andernfalls die App „Command Prompt“.

2. Um zu überprüfen, ob Sie Python3 installiert haben, führen Sie Folgendes aus:

   python --version

   Die installierte Version wird angezeigt. Wenn Sie Python 3.0.1 oder höher nicht installiert haben, können Sie es von der Python-Website installieren.

3. Sie benötigen die AWS Befehlszeilenschnittstelle (CLI), um AWS IoT Befehle auszuführen. Wenn Sie Windows ausführen, verwenden Sie den easy_install awscli Befehl, um die AWS CLI in der App „Command“ oder „ESP-IDF 4.x CMD“ zu installieren.

   Wenn Sie macOS oder Linux verwenden, finden Sie weitere Informationen unter Installation der AWS CLI.

4. Ausführen

   aws configure

   und konfigurieren Sie die AWS CLI mit Ihrer AWS Zugriffsschlüssel-ID, Ihrem geheimen Zugriffsschlüssel und Ihrer AWS Standardregion. Weitere Informationen finden Sie unter Konfigurieren der AWS -CLI.

5. Verwenden Sie den folgenden Befehl, um das AWS SDK für Python (boto3) zu installieren:

   • Führen Sie unter Windows in der App „Command“ oder „ESP-IDF 4.x CMD“ den folgenden Befehl aus

     easy_install boto3

   • Führen Sie unter macOS oder Linux Folgendes aus

     pip install tornado nose --user

     und dann ausführen

     pip install boto3 --user

So führen Sie das Konfigurationsskript aus:

1. Wenn Sie das Skript konfigurieren möchten, öffnen Sie freertos/tools/aws_config_quick_start/configure.json und legen die folgenden Attribute fest:

   afr_source_dir

   Der vollständige Pfad zum freertos-Verzeichnis auf Ihrem Computer. Stellen Sie sicher, dass Sie diesen Pfad mit Schrägstrichen angeben.

   thing_name

   Der Name, den Sie dem AWS IoT Ding zuweisen möchten, das Ihr Board repräsentiert.

   wifi_ssid

   Die SSID Ihres Wi-Fi Netzwerks.

   wifi_password

   Das Passwort für Ihr Wi-Fi Netzwerk.

   wifi_security

   Der Sicherheitstyp für Ihr Wi-Fi Netzwerk. Die folgenden Sicherheitstypen sind gültig:

   • eWiFiSecurityOpen (Open, no security (Offen, keine Sicherheit)

   • eWiFiSecurityWEP (WEP-Sicherheit)

   • eWiFiSecurityWPA (WPA-Sicherheit)

   • eWiFiSecurityWPA2 (WPA2-Sicherheit)

2. Wenn Sie macOS oder Linux verwenden, öffnen Sie eine Terminal-Eingabeaufforderung. Wenn Sie Windows verwenden, öffnen Sie die App „ESP-IDF 4.x CMD“ oder „Command“.

3. Navigieren Sie zum freertos/tools/aws_config_quick_start Verzeichnis und führen Sie es aus

   python SetupAWS.py setup

   Das -Skript führt folgende Aktionen aus:

   • Erstellt eine AWS IoT Sache, ein Zertifikat und eine Richtlinie.

   • Hängt die AWS IoT Richtlinie an das Zertifikat und das Zertifikat an die AWS IoT Sache an.

   • Füllt die aws_clientcredential.h Datei mit Ihrem AWS IoT Endpunkt, Ihrer Wi-Fi SSID und Ihren Anmeldeinformationen auf.

   • Formatiert Ihr Zertifikat und Ihren privaten Schlüssel und schreibt sie in die aws_clientcredential_keys.h Header-Datei.

   Anmerkung

   Das Zertifikat ist nur zu Demonstrationszwecken hartcodiert. Production-level Anwendungen sollten diese Dateien an einem sicheren Ort speichern.

   Weitere Informationen zu SetupAWS.py finden Sie README.md im freertos/tools/aws_config_quick_start Verzeichnis.

Um das MQTT-Thema zu abonnieren mit dem AWS IoT MQTT-Client

1. Melden Sie sich bei der AWS IoT -Konsole an.

2. Wählen Sie im Navigationsbereich Test und dann MQTT Test Client aus.

3. Geben Sie im Feld Subscription topic (Abonnementthema) die Option your-thing-name/example/topic ein und wählen Sie dann Subscribe to topic (Thema abonnieren).

Um das Projekt zu erstellen und zu flashen

1. Navigieren Sie zum Stammverzeichnis Ihres FreeRTOS-Download-Verzeichnisses.

2. Geben Sie in einem Befehlszeilenfenster den folgenden Befehl ein, um die ESP-IDF Tools zum PATH Ihres Terminals hinzuzufügen:

   Windows (App „Command“)

   vendors\espressif\esp-idf\export.bat

   Windows (App „ESP-IDF 4.x CMD“)

   (Dies wurde bereits getan, als Sie die App geöffnet haben.)

   Linux//macOS

   source vendors/espressif/esp-idf/export.sh

3. Konfigurieren Sie cmake im build Verzeichnis und erstellen Sie das Firmware-Image mit dem folgenden Befehl.

   idf.py -DVENDOR=espressif -DBOARD=esp32s2_saola_1 -DCOMPILER=xtensa-esp32s2 build

   Sie sollten eine Ausgabe wie das folgende Beispiel sehen.

   Executing action: all (aliases: build)
      Running cmake in directory /path/to/hello_world/build
      Executing "cmake -G Ninja -DPYTHON_DEPS_CHECKED=1 -DESP_PLATFORM=1 -DVENDOR=espressif -DBOARD=esp32s2_saola_1 -DCOMPILER=xtensa-esp32s2 -DCCACHE_ENABLE=0 /path/to/hello_world"...
      -- The C compiler identification is GNU 8.4.0
      -- The CXX compiler identification is GNU 8.4.0
      -- The ASM compiler identification is GNU
   
      ... (more lines of build system output)
   
      [1628/1628] Generating binary image from built executable
      esptool.py v3.0
      Generated /path/to/hello_world/build/aws_demos.bin
   
      Project build complete. To flash, run this command:
      esptool.py -p (PORT) -b 460800 --before default_reset --after hard_reset --chip esp32s2  write_flash --flash_mode dio --flash_size detect --flash_freq 80m 0x1000 build/bootloader/bootloader.bin 0x8000 build/partition_table/partition-table.bin 0x16000 build/ota_data_initial.bin 0x20000 build/aws_demos.bin
      or run 'idf.py -p (PORT) flash' 

   Wenn keine Fehler vorliegen, generiert der Build die binären Firmware-Dateien.

4. Löschen Sie den Flash-Speicher Ihres Entwicklungsboards mit dem folgenden Befehl.

   idf.py erase_flash

5. Verwenden Sie das idf.py Skript, um die Binärdatei der Anwendung auf Ihr Board zu flashen.

   idf.py flash

6. Überwachen Sie die Ausgabe von der seriellen Schnittstelle Ihrer Platine mit dem folgenden Befehl.

   idf.py monitor

   Anmerkung

   • Sie können diese Befehle wie im folgenden Beispiel kombinieren.

     idf.py erase_flash flash monitor

   • Bei bestimmten Host-Rechner-Setups müssen Sie den Port angeben, wenn Sie die Karte flashen, wie im folgenden Beispiel gezeigt.

     idf.py erase_flash flash monitor -p /dev/ttyUSB1

Um das Projekt zu erstellen und zu flashen

1. Navigieren Sie in einem Befehlszeilenfenster zum Stammverzeichnis Ihres FreeRTOS-Download-Verzeichnisses.

2. Führen Sie das folgende Skript aus, um die ESP-IDF Tools zum PATH Ihrer Shell hinzuzufügen.

   • Windows

     vendors\espressif\esp-idf\export.bat

   • Linux//macOS

     source vendors/espressif/esp-idf/export.sh

3. Geben Sie den folgenden Befehl ein, um die Build-Dateien zu generieren.

   • Mit Unix-Makefiles

     cmake -DVENDOR=espressif -DBOARD=esp32s2_saola_1 -DCOMPILER=xtensa-esp32s2 -S . -B ./YOUR_BUILD_DIRECTORY -DAFR_ENABLE_ALL_MODULES=1 -DAFR_ENABLE_TESTS=0

   • Mit Ninja

     cmake -DVENDOR=espressif -DBOARD=esp32s2_saola_1 -DCOMPILER=xtensa-esp32s2 -S . -B ./YOUR_BUILD_DIRECTORY -DAFR_ENABLE_ALL_MODULES=1 -DAFR_ENABLE_TESTS=0 -GNinja

4. Erstellen Sie das Projekt.

   • Mit Unix-Makefiles

     make -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORY -j8

   • Mit Ninja

     ninja -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORY -j8

5. Lösche den Blitz und flashe dann die Platine.

   • Mit Unix-Makefiles

     make -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORY erase_flash

     make -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORY flash

   • Mit Ninja

     ninja -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORY erase_flash

     ninja -C ./YOUR_BUILD_DIRECTORY flash