ESP32pinlayout

Criando o primeiro projeto: Pisca LED (blink)

O kit de desenvolvimento ESP32-DevKitC apresenta um LED conectado ao pino 2, de modo que se pode usá-lo para o famoso Hello World dos sistemas embarcados, o blink ou PiscaLED.

Seguem os passos para criar um projeto de pisca LED para o ESP32.

1) Abra o VSCode e clique em View >> Explorer ou tecle Ctrl+Shift+E:

2) Clique em Open Folder e selecione um diretório para incluí-lo ao Explorer.

Caso ao menos um diretório já esteja no Explorer, clique com o botão direito do mouse sobre a área vazia do Explorer e selecione Add Folder to Workspace, selecione e inclua o diretório desejado.

Figura 1: Adicionando um diretório (ESP32) ao explorador de arquivos

Fonte: Autor

Para este exemplo, estou utilizando o diretório denominado esp32_piscaLED, conforme ilustrado na Figura 2, como área de trabalho para o desenvolvimento deste projeto.

3) Abra um terminal integrado no diretório de trabalho, conforme ilustrado na Figura 2 ou teclando Ctrl+Shift+'.

Figura 2: Abrir o diretório de trabalho em um terminal integrado

Fonte: Autor

Deve aparecer um prompt de comandos com um endereço deste tipo:

Figura 3: Terminal integrado aberto no diretório de trabalho

Fonte: Autor

4) Crie um ambiente de desenvolvimento para o ESP-IDF com o seguinte comando:

PowerShell - Windows

. C:\Espressif\frameworks\esp-idf-v5.2.1\export.ps1

Se na instalação da versão GNU/Linux foi criado o alias get_idf, basta digitar:

Bash - GNU/Linux

get_idf

Se o alias get_idf não foi criado, digite:

Bash - GNU/Linux

. $HOME/espressif/esp-idf/export.sh

Obs1: Verifique a versão do esp-idf instalado em seu computador, e caso precise, altere o endereço do arquivo export.ps1 de forma adequada. Provavelmente a única alteração será na versão do esp-idf instalado, necessitando alterar apenas o ...\esp-idf-v5.2.1\... do caminho citado.

Obs2: Note que o comando é iniciado com um ., indicando a execução do export.ps1 no diretório atual.

O resultado da criação do ambiente deve ser algo assim:

PowerShell - Windows

PS C:\Users\professor\git\codeberg\esp32_piscaLED> . C:\Espressif\frameworks\esp-idf-v5.2.1\export.ps1
Setting IDF_PATH: C:\Espressif\frameworks\esp-idf-v5.2.1
Checking Python compatibility
Adding ESP-IDF tools to PATH...

Name                           Value
----                           -----
OPENOCD_SCRIPTS                C:\Espressif\tools\openocd-esp32\v0.12.0-esp32-20230921\openocd-esp32\share\openocd\scripts
IDF_CCACHE_ENABLE              1
ESP_ROM_ELF_DIR                C:\Espressif\tools\esp-rom-elfs\20230320\
IDF_PYTHON_ENV_PATH            C:\Espressif\python_env\idf5.2_py3.13_env
ESP_IDF_VERSION                5.2
IDF_DEACTIVATE_FILE_PATH       C:\Users\PROFES~1\AppData\Local\Temp\tmpk4zf824kidf_19264

Added to PATH
-------------
C:\Espressif\tools\xtensa-esp-elf-gdb\12.1_20231023\xtensa-esp-elf-gdb\bin
C:\Espressif\tools\riscv32-esp-elf-gdb\12.1_20231023\riscv32-esp-elf-gdb\bin
C:\Espressif\tools\xtensa-esp-elf\esp-13.2.0_20230928\xtensa-esp-elf\bin
C:\Espressif\tools\riscv32-esp-elf\esp-13.2.0_20230928\riscv32-esp-elf\bin
C:\Espressif\tools\esp32ulp-elf\2.35_20220830\esp32ulp-elf\bin
C:\Espressif\tools\cmake\3.24.0\bin
C:\Espressif\tools\openocd-esp32\v0.12.0-esp32-20230921\openocd-esp32\bin
C:\Espressif\tools\ninja\1.11.1\
C:\Espressif\tools\idf-exe\1.0.3\
C:\Espressif\tools\ccache\4.8\ccache-4.8-windows-x86_64
C:\Espressif\tools\dfu-util\0.11\dfu-util-0.11-win64
C:\Espressif\python_env\idf5.2_py3.13_env\Scripts
C:\Espressif\frameworks\esp-idf-v5.2.1\tools
Checking if Python packages are up to date...
Constraint file: C:\Espressif\espidf.constraints.v5.2.txt
Requirement files:
 - C:\Espressif\frameworks\esp-idf-v5.2.1\tools\requirements\requirements.core.txt
Python being checked: C:\Espressif\python_env\idf5.2_py3.13_env\Scripts\python.exe
Python requirements are satisfied.

Done! You can now compile ESP-IDF projects.
Go to the project directory and run:
    idf.py build

PS C:\Users\professor\git\codeberg\esp32_piscaLED>

Mensagem de erro:

Durante a criação do ambiente de desenvolvimento, pode ser que ocorra um erro com a seguinte descrição:
Checking if Python packages are up to date...
ERROR: C:\Espressif\python_env\idf5.2_py3.13_env\Scripts\python.exe doesn't exist! Please run the install script or "idf_tools.py install-python-env" in order to create it
Uma possível solução é executar o seguinte comando, conforme indicação na própria mensagem de erro:
PS C:\Espressif\frameworks\esp-idf-v5.2.1\tools> idf_tools.py install-python-env

bash - GNU/Linux

Checking "python3" ...
Python 3.11.2
"python3" has been detected
Activating ESP-IDF 6.0
Setting IDF_PATH to '/home/josewrpereira/espressif/esp-idf'.
* Checking python version ... 3.11.2
* Checking python dependencies ... OK
* Deactivating the current ESP-IDF environment (if any) ... OK
* Establishing a new ESP-IDF environment ... OK
* Identifying shell ... bash
* Detecting outdated tools in system ... OK - no outdated tools found
* Shell completion ... Autocompletion code generated

Done! You can now compile ESP-IDF projects.
Go to the project directory and run:

  idf.py build

5) Criando um novo projeto

idf.py create-project -p . piscaLED

A arvore do projeto criado fica da seguinte forma:

ESP32_PISCALED
 |`--- main
 |       |`--- CMakeList.txt
 |        `--- piscaLED.c
  `--- CMakeList.txt

Os arquivos produzidos são:

ESP32_PISCALED/main/CMakeList.txt

idf_component_register( SRCS "piscaLED.c"
                        INCLUDE_DIRS ".")

ESP32_PISCALED/main/piscaLED.c

#include <stdio.h>

void app_main(void)
{

}

ESP32_PISCALED/CMakeList.txt

# For more information about build system see
# https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/api-guides/build-system.html
# The following five lines of boilerplate have to be in your project's
# CMakeLists in this exact order for cmake to work correctly
cmake_minimum_required(VERSION 3.16)

include($ENV{IDF_PATH}/tools/cmake/project.cmake)
project(piscaLED)

6) Definindo o dispositivo alvo

idf.py set-target esp32

À arvore do projeto são incluidos o diretório build e o arquivo de configuração sdkconfig.

ESP32_PISCALED
 |`--- build
 |`--- main
 |       |`--- CMakeList.txt
 |        `--- piscaLED.c
 |`--- CMakeList.txt
  `--- sdkconfig

7) Acessando o menu de configuração (se necessário)

idf.py menuconfig

Figura 4: Tela do `menuconfig`

Fonte: Autor

8) Construa o projeto (build)

idf.py build

9) Edite o código fonte

Altere o arquivo piscaLED.c conforme o seguinte código:

ESP32_PISCALED → main → piscaLED.c

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "driver/gpio.h"

#define BLINK_GPIO  2
#define BLINK_DELAY 500

void app_main(void)
{
    gpio_reset_pin(BLINK_GPIO);
    gpio_set_direction(BLINK_GPIO, GPIO_MODE_OUTPUT);
    while( 1 )
    {
        gpio_set_level(BLINK_GPIO, 0);
        vTaskDelay(BLINK_DELAY / portTICK_PERIOD_MS);
        gpio_set_level(BLINK_GPIO, 1);
        vTaskDelay(BLINK_DELAY / portTICK_PERIOD_MS);
    }
}

10) Reconstrua o projeto

O processo de construção do projeto (build) quando realizado a primeira vez, é bem demorado devido à quantidade de componentes que são compilados. A partir segunda chamada de build, o processo é bem mais rápido pois a compilação ocorre apenas nos componentes modificados.

idf.py build

11) Gravando o projeto

idf.py -p <port> flash

Pode ser necessário pressionar o botão BOOT na placa do ESP32 para realizar a conexão no processo de gravação. O botão deve ser solto apenas quando se iniciar a gravação dos blocos de memória.

Figura 5: Gravação do programa no ESP32

Fonte: Autor

12) Monitorando o projeto

O monitoramento do projeto é interessante quando o código produz mensagens de log, que podem ser visualizadas no terminal.

idf.py -p <port> monitor

# Sair do monitoramento
# Ctrl+[ ou Ctrl+]

Obs: Pode ser necessário mudar o teclado para o padrão US para conseguir utilizar o comando Ctrl+[.

13) Limpeza do processo de construção

Exclui todos arquivos produzidos no processo de build.

idf.py fullclean