Die IDE Zerynth Studio bietet zusammen mit Sonys Spresense-Board einen einfachen Einstieg in die Welt der Mikrocontrollerprogrammierung auf Python-Basis.
Beim Spresense handelt es sich um einen von Sony entwickelten Mikrocontroller mit besonders niedrigem Energiebedarf. Im Fachhandel kostet das Spresense etwa 60 Euro. Der Artikel “Viele Kerne” in der letzten Ausgabe [1] ging ausführlich auf dessen technische Eigenschaften ein. Die Tabelle “Technische Daten Sony Spresense” fasst die wichtigsten Informationen zu dem Mikrocontroller noch einmal zusammen. Abbildung 1 zeigt das Pinout des Spresense Mainboards. Außerdem finden Sie darauf auch die Namen der einzelnen GPIO-Ports, die wir später in den Python-Programmen verwenden.
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CPU und Speicher |
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Sony-CXD5602-Prozessor (ARM Cortex-M4F mit 6 Kernen und 156 MHz) |
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8 MByte Flash-Speicher (Programmspeicher) |
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1,5 MByte SRAM (Variablenspeicher) |
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Anschlüsse |
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diverse GPIOs (UART, SPI, I2C, I2S) |
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2 analoge Eingänge |
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Kameraanschluss |
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USB-Programmieranschluss |
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Sonstiges |
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GPS-Empfänger |
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4 LEDs direkt auf dem Board |
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Abmaße 50 x 20,6 Millimeter |
Abbildung 1: Das Pinout des Spresense-Mainboards mit den zugehörigen GPIO-Namen.
Sollten Sie genauere Informationen über das Spresense-Board benötigen, finden Sie diese ebenso auf der Entwickler-Homepage des Projekts [2] und auch eine Menge nützlicher Beispielprojekte sowie die neuesten Nachrichten rund um den Mikrocontroller.
Falls Sie neben dem Spresense-Mainboard auch das Extension-Board besitzen, das mit etwa 40 Euro zu Buche schlägt, montieren Sie es gleich richtig mit den beiliegenden Abstandshaltern. Steckt man das Mainboard einfach nur in den Verbinder, ist die Chance hoch, keinen richtigen Kontakt zu bekommen – der Autor spricht hier aus leidiger Erfahrung.
Zerynth Studio
Die Entwicklungsumgebung Zerynth Studio [3] unterstützt unterschiedliche Mikrocontroller, darunter auch das Spresense. Sie steht für alle gängigen Betriebssysteme wie Linux, Mac OS und Windows zum Download bereit. In Zerynth Studio erstellen Sie Programme in Python und laden sie dann in den Mikrocontroller.
Damit das Spresense mit der IDE kooperiert, installiert diese darauf einen spezieller Bootloader, der etwa 90 KByte Programmspeicher und 5 KByte Arbeitsspeicher belegt. Bevor Sie mit der Installation starten, sollten Sie schon einmal das Spresense-Board an den USB-Bus anschließen. Die Zerynth-Studio-IDE finden Sie auf der Homepage des Herstellers. Beispielhaft beschreiben wir hier die Installation unter Ubuntu 18.04.
Erstellen Sie zunächst in Ihrem Home-Verzeichnis einen Ordner für die IDE, in den Sie das heruntergeladene Installationspaket kopieren. Danach wechseln Sie in den Ordner und entpacken das Archiv. Anschließend starten Sie die Installation mit dem Aufruf ./zerynth.
Das eigentliche Setup übernimmt ein Abfragedialog. Im ersten Fenster müssen Sie die Lizenzbedingungen annehmen und danach Continue klicken. Nun fragt der Assistent nach der Art der Installation. Hier entscheiden Sie sich für Online. Im nächsten Abschnitt wählen Sie bei Bedarf die gewünschte Version – die aktuellste, derzeit r2.3.2, ist bereits vorausgewählt. Mit einer halbwegs flotten Internet-Verbindung dauert die Installation weniger als zwei Minuten.
Nach dem Start der IDE erscheint zunächst ein Login-Bildschirm, über den Sie sich bei Zerynth anmelden. Die Registrierung beschränkt sich aber auf das Notwendigste (Abbildung 2). Die E-Mail-Adresse verwendet das Unternehmen, um Sie über Neuigkeiten zu informieren. Sie schließen den Vorgang mit einem Klick auf den Aktivierungslink in der Bestätigungsmail ab, die Sie automatisch erhalten.
Abbildung 2: Der Registrierungsdialog von Zerynth Studio beschränkt sich auf das Wichtigste.
Nach dem Anmelden sehen Sie den Willkommensbildschirm der IDE. Auf den ersten Blick wirkt alles sehr aufgeräumt und nicht überfrachtet. Um es vorweg zu nehmen: Die IDE bietet genau die Funktionen, die man braucht, um zu arbeiten – nicht mehr und nicht weniger.
IDE-Einstellungen
Bevor Sie mit dem Programmieren beginnen, gilt es, einige Einstellungen vorzunehmen. Aktuell steht im Device-Ausklappmenü noch No device. Wählen Sie hier Choose virtual devices… aus. Im folgenden Dialog aktivieren Sie die Checkbox vor dem Eintrag Sony Spresense und klicken danach auf Set.
Momentan steht hinter Sony Spresense noch missing deps, sprich: Es fehlen noch einige benötigte Software-Pakete. Um sie zu installieren, klicken Sie auf den Z-Button direkt neben dem Ausklappmenü und danach auf Install. Sie sehen nun unten im Statusfenster, wie die Software die fehlenden Pakete nachlädt. Ein erneuter Klick auf den Z-Schalter erlaubt es nun, Ihr Spresense-Board zu registrieren. Dieser Schritt ist nötig, um später die Programme in das Spresense zu laden. Beim Registrieren des Boards schreibt die IDE auch gleich den bereits erwähnten Bootloader in das Board.
Im letzten Schritt müssen Sie eine virtuelle Maschine für das Board erstellen, über die die IDE sich mit dem Board verbindet. Dazu klicken Sie ein weiteres Mal auf den Z-Button und anschließend auf Create. Nun öffnet sich ein Menü, in dem sie die gewünschte NuttX-Version auswählen. Bleiben Sie hier bei der vorausgewählten Version und klicken auf Create. Im folgenden Dialog genügt es, wenn Sie den Virtualize-Button anklicken. Nach Abschluss des Prozesses erscheint im Statusfenster Device Virtualized.
