Programando a Franzininho WiFi com Zephyr RTOS

O Zephyr Project é uma iniciativa de código aberto da Linux Foundation que visa fornecer um RTOS (Real-Time Operating System) escalável, seguro e flexível para dispositivos IoT (Internet of Things) de todos os tamanhos. O projeto foi criado para atender à demanda crescente de sistemas operacionais de tempo real confiáveis para dispositivos conectados à Internet. Com o Zephyr Project, os desenvolvedores podem criar aplicativos IoT seguros e robustos em várias plataformas, desde dispositivos wearables e sensores de baixo consumo até sistemas de borda mais complexos. Além disso, o Zephyr Project é altamente personalizável e suporta uma ampla variedade de arquiteturas de processadores e dispositivos de hardware. Isso o torna uma opção atraente para desenvolvedores de IoT que buscam um RTOS de alto desempenho e fácil de usar.

Nesse texto apresentaremos os primeiros passos para configurar o ambiente para programar a Franzininho WiFi. 

Antes de começarmos o texto, deixamos aqui o agradecimento ao Felipe Neves por adicionar o suporte a Franzininho WiFi ao Zephyr project no final de 2022.

Sobre a Franzininho WiFi

Franzininho WiFi é uma placa de desenvolvimento educacional baseada no ESP32-S2, que SoC da Espressif com Wi-Fi e baixo consumo de energia, projetado para ser seguro e econômico, com alto desempenho e um rico conjunto de recursos de IOs.

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Recursos da Franzininho WiFi

A Franzininho WiFi possui os seguintes recursos:

• Módulo ESP32-S2
  • Microcontrolador Xtensa® single-core32-bit LX7 operando em até 240 MHz
  • Memórias: 128 KB de ROM, 320 KB de SRAM, 16 KB SRAM no RTC, 4MB de Flash
  • WiFi 802.11 b/g/n
  • Interfaces: GPIO, SPI, LCD, UART, I2C, I2S, Camera, IR,contador de pulsos, LED PWM, TWAI(CAN), USB 1.1 OTG, ADC, DAC, touch, sensor de temperatura interno.
  • Inicialização segura baseada em RSA-3072
  • Criptografia flash baseada em AES-XTS-256
  • Chave privada protegida e dispositivo seguro contra acesso de software
  • Aceleradores criptográficos para desempenho aprimorado
  • Proteção contra-ataques de injeção de falha física
• Pinout:
  • 40 pinos divididos em 2×20 headers de 2,54 mm
  • 35 GPIOs
  • Compatível com protoboard
• 2 LEDS de uso geral
• Botões: 1xReset, 1 x Boot
• USB: conector micro USB – OTG 1.1
• Alimentação:
  • 5V via conector USB
  • 5V e GND via pinos
  • 3V3 e GND via pinos
• Formas de programação:
  • ESP-IDF,
  • Arduino,
  • CircuitPyhton,
  • MicroPython,
  • Zephyr,
  • NuttX

Confira mais detalhes da placa em: Franzininho WiFi: A placa versátil para iniciantes e desenvolvedores experientes

Programando a Franzininho WiFi com Zephyr RTOS

Instalação do Zephyr RTOS:

Para instalação do Zephyr siga os passos apresentados e: https://docs.zephyrproject.org/latest/develop/getting_started/index.html

Se preferir um material em português, recomendo os seguintes artigos publicados aqui no Embarcados:

Zephyr RTOS no ESP32 – Primeiros Passos

Zephyr RTOS – Instalando o Ambiente de Desenvolvimento

Pré-requisitos

O Espressif HAL requer blobs binários de WiFi e Bluetooth para funcionar. Execute o comando abaixo para recuperar esses arquivos:

west blobs fetch hal_espressif

Observação:

Recomenda-se executar o comando acima após : west update

Building & Flashing

O Build & Flash é feito normalmente (consulte Construindo um aplicativo e Executando um aplicativo para obter mais detalhes):

# From the root of the zephyr repository
west build -b esp32s2_franzininho samples/hello_world

O target flash normalmente funcionará com a configuração da placa esp32s2_franzininho. Aqui está um exemplo para o Hello World:

# From the root of the zephyr repository
west build -b esp32s2_franzininho samples/hello_world
west flash

Abra o monitor serial usando o seguinte comando:

west espressif monitor

Depois que a placa for automaticamente inicializada, você deverá ver a seguinte mensagem no monitor:

***** Booting Zephyr OS vx.x.x-xxx-gxxxxxxxxxxxx *****
Hello World! esp32s2_franzininho

Observação:

Para o Flaash e Build é necessário um conversor USB/Serial ligados aos pinos TX(43) e RX(44). A USB ainda não está suportada.

Saiba Mais

Webinar Gravado: Zephyr RTOS – Por que você deveria utilizá-lo em seu próximo projeto?

Blink LED no ESP32 e Zephyr RTOS

Webinar gravado: Zephyr Project – Um RTOS para IOT

Criando uma aplicação Zephyr out-of-tree com WIFI do ESP32 habilitado

Zephyr RTOS – Primeiro Projeto BLE: Monitor Cardíaco

Referências

• [1] https://www.espressif.com/en/products/socs/esp32-s2
• [2] https://docs.zephyrproject.org/latest/boards/xtensa/esp32s2_franzininho/doc/index.html