Unihiker K10: MicroPython installieren

Bevor man den Unihiker K10 mit MicroPython programmieren kann, muss die MicroPython-Firmware auf den Unihiker K10 geschrieben werden. In der Regel wird man dazu zuerst Tool herunterladen und installieren müssen. Die Vorgehensweise kann je nach Betriebssystem unterschiedlich sein.

Windows: Flash Download Tool von Espressif
Linux und macOS: esptool.py

Windows: Flash Download Tool von Espressif

Für Windows wird das Flash Download Tool von Espressif empfohlen. Damit kann man die MicroPython-Firmware auf den Unihiker K10 laden.

Linux und macOS: esptool.py

Das Flash Download Tool gibt es für Linux und macOS nicht, weshalb nur das Python-Tool esptool.py auf der Kommandozeile in Frage kommt. Diesen Weg schlägt die offizielle Dokumentation des Unihiker K10 nicht vor. Aber es funktioniert trotzdem problemlos. Es ist der übliche Weg einen Mikrocontroller ESP32-S3 auf der Kommandozeile mit macOS und Linux zu flashen.

macOS: Python und pip

Das „esptool“ ist ein Python-Script. Das heißt, wir brauchen Python zum Ausführen und pip zum Herunterladen und Installieren von esptool.

Zuerst prüfen wir, ob Python und pip installiert sind.

python3 --version
pip3 --version

Wenn nicht, müssen die noch installiert werden.

brew install python3

macOS: esptool mit pip installieren

Die Installation von esptool geht schnell und ist in der Regel problemlos.

pip3 install esptool

Wenn Fehlermeldungen erscheinen, dann beziehen die sich häufig darauf, dass Python und pip nicht mehr aktuell sind. In der Regel wird gleich das Kommando zum Aktualisieren angeboten.

Wenn esptool erfolgreich installiert wurde, dann kann man gleich danach die MicroPython-Firmware auf den Unihiker K10 schreiben. Es kann notwendig sein, vorher das Binary zu prüfen. Das ist aber optional und man kann das auch hinterher tun, wenn die Installation der Firmware nicht funktioniert hat.

macOS: MicroPython-Firmware prüfen (optional)

In den folgenden Kommandos ist die Datei „unihiker.bin“ durch den richtigen Dateinamen der MicroPython-Firmware zu ersetzen. Alternativ kann man den Dateinamen der MicroPython-Firmware in „unihiker.bin“ umbenennen.

Grundlegende Struktur des Binarys prüfen (Header-Check):

hexdump -C unihiker.bin | head

Das erste Byte sollten mit „e9“ beginnen. Diese Information ist wichtig, weil es sich dann um ein vollständiges Binary mit einem Bootloader handelt.

Das folgende Kommando gibt Auskunft darüber, für welchen Mikrocontroller die Firmware gedacht ist und ob die Datei „valid“ ist. Wenn ja, dann steht der Installation nichts mehr im Weg.

python3 -m esptool image_info unihiker.bin

Wenn es ein Problem gibt, dann bekommt man eine Fehlermeldung angezeigt. Dann ist das flashen mit dieser Datei nicht sinnvoll.

macOS: MicroPython-Firmware mit dem esptool installieren (flashen)

In den folgenden Kommandos ist die Datei „unihiker.bin“ durch den richtigen Dateinamen der MicroPython-Firmware zu ersetzen.

Dann kann man den Unihiker K10 per USB verbinden und prüfen, ob er erkannt wird.

ls /dev/cu.*

Es werden alle Schnittstellen angezeigt, die mit „cu.“ beginnen. Wenn man den Unihiker K10 nicht eindeutig identifizieren kann, dann muss man ihn ausstecken und das Kommando erneut ausführen. Die Schnittstelle, die beim zweiten Versuch fehlt, das ist die richtige.
Dann sollte man den Unihiker K10 erneut einstecken und prüfen, ob die Schnittstelle vorhanden ist.

In den folgenden Kommandos wird angenommen, dass der Unihiker K10 mit der Schnittstelle „/dev/cu.usbmodem14201“ verbunden ist. Hier sollte die richtige Schnittstellenbezeichnung verwendet werden.

Mit dem folgenden Kommando kann man prüfen, ob man die richtige Schnittstelle erwischt hat. Das esptool wird versuchen sich mit dem Mikrocontroller auf dem Unihiker K10 zu verbinden.

python3 -m esptool --port /dev/cu.usbmodem14201 chip_id

Das Ergebnis wird nicht auf den Unihiker K10 hindeuten. Der hat aber den ESP32-S3 als Mikrocontroller, der in den Angaben aufgelistet sein sollte.

Wenn man sichergestellt hat, dass man die richtige Schnittstelle ermittelt hat und die Kommunikation zwischen dem esptool und dem ESP32-S3 funktioniert hat, dann können wir jetzt die MicroPython-Firmware mit dem folgenden Kommando installieren.

python3 -m esptool --port /dev/cu.usbmodem14201 write_flash 0x00 unihiker.bin

Wenn man möchte kann man noch prüfen, ob das Binary korrekt geschrieben wurde:

python3 -m esptool --port /dev/cu.usbmodem14201 verify_flash 0x00 unihiker.bin

Thonny Python IDE einstellen

War das Flashen erfolgreich, dann kann man die Thonny Python IDE aufrufen und unten rechts die Schnittstelle mit MicroPython (ESP32) auswählen. Ggf. muss man noch das rote STOP-Symbol in der Menü-Leiste oben klicken. Dann sollte sich der Unihiker K10 mit „Generic ESP32S3 module with Octal-SPIRAM with ESP32S3“ in der Kommandozeile der Thonny Python IDE melden.

Mit MicroPython programmieren

Die grundlegenden Befehle von MicroPython sind beim Unihiker K10 mit dem Mikrocontroller ESP32-S3 nicht anders als bspw. bei einem RP2040 oder einem anderen Mikrocontroller. Darüberhinaus sind im Unihiker K10 Bauteile und Sensoren integriert, die mit integrierten Funktionen individuell angesprochen werden müssen.

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