Caipyra 2025 - MicroPython, Mega Possibilidades

Slides da palestra MicroPython, Mega Possibilidades, apresentada durante o Caipyra 2025 em Ribeirão Preto, por Juliana Karoline de Sousa.

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Transcript

1. MICROPYTHON, MEGA POSSIBILIDADES Utilizando o poder do Python em sistemas embarcados
2. JULIANA KAROLINE DE SOUSA - Cientista da Computação | UFSCar - Co-fundadora e organizadora | PyLadies São Carlos - Co-fundadora e organizadora | grupy-sanca - Hobbies: IoT, Robótica, Impressão 3D - Fora das telas: Patins, Muay Thai
3. O que são microcontroladores e como rodar Python neles Ferramentas para controlar componentes eletrônicos Inspirações de projetos feitos com MicroPython 01 03 04 MICROPYTHON RECURSOS DISPONÍVEIS PROJETOS AGENDA Como é o ecossistema do ambiente de desenvolvimento embarcado 02 PROGRAMANDO
4. MICROPYTHON 01 O que são microcontroladores e como rodar Python neles
5. MICROCONTROLADORES CIRCUITO INTEGRADO PROGRAMÁVEL I/O BAIXO CONSUMO Processador, memória e periféricos em um único chip Portas integradas para interagir com componentes Armazenar código customizado na memória Pode ser utilizado em projetos alimentados por baterias
6. MICROPYTHON O MicroPython é uma reimplementação enxuta e eficiente do Python 3. Escrita em C, possui um bom desempenho devido às otimizações realizadas para que possa ser utilizada em dispositivos com baixo poder computacional. A sintaxe é a mesma, incluindo um subconjunto da biblioteca padrão, além de comandos próprios.
7. CARACTERÍSTICAS DO MICROPYTHON Features: ➔ Prompt interativo (REPL) ➔ List comprehensions e generators ➔ Tratamento de exceções ➔ Acesso aos protocolos GPIO, PWM, ADC, SPI, I2C, UART ➔ Suporte à código async Requisitos mínimos: ➔ 256k de espaço de código ➔ 16k de memória RAM
8. POR QUE USAR MICROPYTHON? AL TO NÍVEL PYTHON ABSTRAÇÃO Permite escrever código orientado a objetos É possível abstrair a camada de hardware de acordo com a aplicação Sintaxe mais simples que C/C++, dá para escrever mais código em menos tempo Segue a filosofia do Zen do Python PRODUTIVIDADE
9. MICROCONTROLADORES QUE RODAM MICROPYTHON PyBoard £28.00 ESP8266/ESP32 R$50/R$60 BBC micro:bit R$330 Raspberry Pi Pico R$80 Arduino Nano RP2040 R$400
10. PROGRAMANDO 02 Como é o ecossistema do ambiente de desenvolvimento embarcado
11. FIRMWARE Como instalar o MicroPython em um dispositivo
12. INSTALAÇÃO DO FIRMWARE Baixe o firmware em micropython.org/download
13. INSTALAÇÃO DO FIRMWARE - ESP Use a ferramenta esptool.py para fazer a instalação
14. INSTALAÇÃO DO FIRMWARE - RP2 Coloque a placa no modo bootloader e copie o arquivo para o dispositivo de armazenamento
15. MPREMOTE Como conectar e gerenciar os arquivos no dispositivo
16. MPREMOTE mpremote é uma ferramenta para interagir com o dispositivo, gerenciar arquivos e acessar o REPL
17. Comandos disponíveis: ➔ Sistema de arquivos: cat, ls, cp, rm, mkdir, rmdir ➔ Montar uma pasta local no dispositivo: mount ➔ Executar um arquivo local (do computador): run ➔ Acessar o REPL: repl ➔ Instalar bibliotecas: mip MPREMOTE
18. MIP Como adicionar bibliotecas compatíveis com o MicroPython
19. mip é o instalador de pacotes do MicroPython, que permite instalar bibliotecas de um index ou de uma URL MIP •
20. awesome-micropython.com é um agregador de informações sobre MicroPython, contendo bibliotecas e ferramentas úteis para o desenvolvimento AWESOME MICROPYTHON •
21. AWESOME MICROPYTHON • Categorias: ➔ AI ➔ Audio ➔ Bluetooth ➔ MQTT ➔ Displays ➔ I/O ➔ Sensores ➔ Armazenamento
22. IDEs Melhores ambientes para desenvolvimento em MicroPython
23. MU EDITOR
24. ARDUINO LAB FOR MICROPYTHON
25. ViperIDE
26. THONNY
27. COMPARAÇÃO DAS IDEs Modo de Execução Sistema de Arquivos Usabilidade Mu Editor Desktop Dispositivo e Local Muito Simples Arduino Lab Desktop e Browser Dispositivo Simples ViperIDE Browser Dispositivo Simples Thonny Desktop Dispositivo e Local Moderado
28. SIMULADOR Programando em MicroPython sem ter acesso ao microcontrolador
29. SIMULADOR PARA MICROPYTHON
30. SIMULADOR PARA MICROPYTHON
31. SIMULADOR PARA MICROPYTHON
32. RECURSOS 03 Ferramentas para controlar componentes eletrônicos
33. ANALÓGICO VS DIGITAL
34. GPIO: GENERAL PURPOSE INPUT/OUTPUT GPIOs são portas programáveis que permitem a leitura e escrita de valores digitais (ligado ou desligado).
35. COMPONENTES QUE USAM GPIO Sensores Atuadores
36. EXEMPLO DE USO DO GPIO
37. PWM: PULSE WIDTH MODULATION PWM é uma técnica para simular valores analógicos através de sinais digitais utilizando uma onda quadrada.
38. COMPONENTES QUE USAM PWM Atuadores
39. EXEMPLO DE USO DO PWM
40. ADC é uma técnica para converter sinais analógicos (tensão) em sinais digitais (números inteiros) ADC: ANALOG TO DIGITAL CONVERTER
41. COMPONENTES QUE USAM ADC Sensores
42. EXEMPLO DE USO DO ADC
43. PROTOCOLOS Como se comunicar com diversos dispositivos
44. SPI: SERIAL PERIPHERAL INTERFACE SPI é um protocolo síncrono de comunicação que usa 4 fios para comunicação entre dispositivos Possui apenas um dispositivo controlador, que lidera a comunicação com um ou mais periféricos
45. COMPONENTES QUE USAM SPI Sensores Atuadores
46. EXEMPLO DE USO DO SPI
47. I2C: INTER-INTEGRATED CIRCUIT I2C é um protocolo síncrono que utiliza dois fios para comunicação entre diversos dispositivos no mesmo barramento Pode possuir diversos dispositivos controladores liderando um ou mais periféricos
48. COMPONENTES QUE USAM I2C Sensores Atuadores
49. EXEMPLO DE USO DO I2C
50. UART: UNIVERSAL ASYNCHRONOUS RECEIVER-TRANSMITTER A comunicação é feita entre um transmissor e um receptor UART é protocolo que permite transmitir e receber dados em ambas as direções usando dois fios
51. COMPONENTES QUE USAM UART
52. EXEMPLO DE USO DO UART
53. COMPARAÇÃO DOS PROTOCOLOS Velocidade Comunicação Fios Flexibilidade Complexidade SPI 10+ Mbps Full-Duplex 4 1 Controlador n Periféricos Simples (sem ACK) I2C 3.4 Mbps Half-Duplex 2 n Controladores 128 Periféricos Complexo (com ACK) UART 115200 bps Simplex Half-Duplex Full-Duplex 2 1 Transmissor 1 Receptor Simples (start/stop bit)
54. PROJETOS 04 Inspirações de projetos feitos com MicroPython
55. JOGOS
56. XADREZ NA TELA TOUCH Peter Hinch Display: github.com/peterhinch/micropython-touch Engine: github.com/jacklinquan/micropython-sunfish
57. PEDRA, PAPEL E TESOURA idig3d.com
58. DESVIAR DE OBSTÁCULOS Juliana Karoline github.com/julianaklulo/pycon2023-interactive-games
59. COISAS DECORATIVAS
60. ESCUL TURA INTERATIVA Robert Quattlebaum voria.com/lumanoi
61. COISAS ÚTEIS
62. HORTA HIDROPÔNICA Michael Surdouski github.com/surdouski
63. QUAL A MÚSICA TOCANDO NO RÁDIO? Simon Prickett github.com/simonprickett/pico-display-pack-2-radio-whats-on
64. VALIANT TURTLE 2 Simon Inns github.com/simoninns/valiant-turtle-2
65. COISAS EXCÊNTRICAS
66. ROBÔ LIMPADOR DE MESA Travis McKinney github.com/koopdi/sumo
67. Juliana Karoline github.com/julianaklulo/pybr-2023-robo-bb9 ROBÔ IoT
68. ESCOVA DE DENTES INTELIGENTE Jon Nordby github.com/jonnor/toothbrush github.com/emlearn/emlearn-micropython
69. E VOCÊ, QUAL O SEU PRÓXIMO PROJETO?
70. OBRIGADA! @julianaklulo