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Luca Zimmermann und Helga Hansen 11

ESP-Boards mit der Arduino-IDE programmieren

Die günstigen und leistungsstarken Wifi-Mikrocontroller ESP8266 und ESP32 kann man prima in der beliebten Arduino-Entwicklungsumgebung programmieren.

Der ESP32 und ESP8266 genießen unter manchen Bastlern den Ruf, eigentlich die besseren Arduinos zu sein: leistungsfähig, aber viel günstiger, dazu gleich mit WLAN für den drahtlosen Datenaustausch ausgestattet. Noch dazu kann man die Boards in der Arduino-IDE programmieren – wer von dieser beliebten Einsteigerplattform auf den ESP umsteigen will, muss deshalb noch nicht einmal das Programmierwerkzeug wechseln.

Installation über den Board-Manager

Ob Windows, macOS oder Linux: der einfachste Weg führt über den integrierten Boardverwalter der Arduino-Programmierumgebung. Diese sollte in der aktuellsten Version heruntergeladen und installiert sein, zumindest mit einer Versionsnummer ab 1.8. Unter Datei/Voreinstellungen wird zunächst die URL für den jeweiligen Boardverwalter eingegeben. Für ESP32-Boards lautet sie:

https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

Die Adresse für ESP8266-Boards ist:

http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

Mehrere URLs können mit einem Komma getrennt eingegeben werden.

ESP in Arduino IDE einbinden: Screenshot der Voreinstellungen

Übersichtlicher wird es mit einer Liste der zuätzlichen Boardverwalter-URLs. Sie öffnet sich über einen Klick auf das Icon rechts neben der Eingabezeile.

ESP in Arduino IDE einbinden: Screenshot der zusätzlichen Boardverwalter-URLs

Anschließend müssen die Boards eingebunden werden. Über Werkzeuge/Board/Boardverwalter... kommt man in den Boardverwalter. Am einfachsten findet man sie mit der Eingabe von "ESP" in das Suchfenster. Klickt man mit dem Mauszeiger auf einen neuen Eintrag, erscheint der Button "Installieren". Die gewünschten Pakete sind "esp32 by Espressif Systems" bzw. "esp8288 by ESP8266 Community".

ESP in Arduino IDE einbinden: Screenshot des Boardverwalters

Installierte Pakete sind mit dem türkisen Schriftzug "Installed" gekennzeichnet. Nun kann man das verwendete Board unter Werkzeuge/Board auswählen.

ESP in Arduino IDE einbinden: Screenshot der Board-Auswahl

Schließlich muss über Werkzeuge/Port der richtige COM-Port ausgewählt werden, an den das Board angeschlossen ist.

Troubleshooting

Bleibt die Suche nach dem ESP-Paket im Boardverwalter ergebnislos, liegt das Problem meist in einer alten Arduino-Version. Ansonsten hilft der Verwalter oft weiter: bei jedem Start überprüft er die installierten Pakete. Neue Versionen werden so erkannt und können aktualisiert werden. Sie sind über Typ/Aktualisierbar zu finden. Beim Anklicken erscheint der Button "Update". Analog ist es auch möglich, Pakete wieder zu deinstallieren, über den Button "Entfernen". Von einigen Paketen liegen außerdem verschiedene Versionen vor, die alternativ installiert werden können.

ESP in Arduino IDE einbinden: Screenshot der Versionsauswahl im Boardverwalter

Erscheint der richtige COM-Port nicht, obwohl das Board über USB angeschlossen ist, wird es nicht erkannt. Dann fehlt der passende Treiber für die serielle Schnittstelle oder er wurde nicht automatisch heruntergeladen. Der Treiber ist abhängig vom verbauten USB-to-Serial-Chip. Meist geben die Hersteller den benötigten Treiber an, ansonsten hilft ein Blick ins Datenblatt, welcher der richtige ist:

Profi-Installation über Git

Wer bei seiner Arduino-Version ab 1.6.8 bleiben oder an der Arduino-Softwareentwicklung mitarbeiten möchte, kann die Installation über Git wählen. Nutzerinnen und Nutzer von Linux oder macOS haben es leicht, denn bei diesen Betriebssystemen ist die Installation für den ESP32 vergleichsweise einfach: Konsole öffnen, in das Arduino Sketch-Verzeichnis navigieren und den jeweiligen Codeschnipsel von der Installations-Anleitung bei GitHub für ESP32 bzw. ESP8266 einfügen. Danach startet man die Arduino IDE (sofern sie neuer ist als Version 1.6.8) und sieht die ESP-Boards in der Auswahl.

Unter Windows führt der nachhaltige Weg über ein Werkzeug für die Versionsverwaltung Git, etwa git-scm. Nach Installation dieser Software startet man über die Windows-Suchleiste die grafische Anwendung Git-GUI und klickt auf dem Begrüßungsbildschirm "Clone Existing Repository" an. Dort gibt man den Link zum Git-Repository zum ESP32 sowie das Zielverzeichnis auf dem eigenen Rechner an, das bei einer Standardinstallation unter

C:\Users\<Benutzername>\Documents\Arduino\hardware\espressif\esp32 

liegt. Achtung: Vorab muss man noch den Unterordner expressif von Hand anlegen, nicht jedoch den letzten namens esp32, sonst bekommt man gleich eine Meldung, dass der Ordner bereits existiert. Bei der Pfadangabe für "Target Directory" muss man ihn hingegen dazuschreiben. Dann vergewissert man sich, dass in der Checkbox bei "Recursively clone submodules too" ein Haken sitzt und klickt auf "Clone".

Das Klonen kann eine Weile dauern. Am Ende öffnet sich ein größeres Fenster, das man schließen kann. Im Verzeichnis Arduino\hardware\expressif\esp32\tools auf der Festplatte findet man dann eine Datei get.exe, die man einmal ausführt. Das kann ebenfalls etwas dauern; aber anschließend befindet sich im tools-Unterverzeichnis ein neues Verzeichnis namens xtensa-esp32-elf. Wenn alles geklappt hat, findet man nach Start der Arduino-IDE im Menü unter Werkzeuge/Board auch ESP32 Dev Module, kann wie beim Arduino gewohnt den richtigen Port auswählen, Arduino-Beispielcode kompilieren und auf das Board hochladen.

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