Memulai Penggunaan Thonny MicroPython (Python) IDE untuk ESP32 dan ESP8266

Jika Anda ingin memprogram ESP32 atau ESP8266 menggunakan firmware MicroPython, penggunaan sebuah IDE akan sangat membantu proses pengembangan. Pada artikel ini, Arduino Indonesia akan memperkenalkan Thonny IDE sebagai lingkungan pemrograman yang sederhana namun powerful. Setelah menyelesaikan panduan ini, Anda akan berhasil membuat proyek pertama berupa LED yang berkedip menggunakan MicroPython melalui Thonny IDE.

 

Thonny memungkinkan pemrograman pada ESP32, ESP8266, Raspberry Pi Pico, serta berbagai papan pengembangan lain yang mendukung MicroPython. IDE ini kompatibel dengan Windows, macOS, dan Linux, serta sudah terpasang secara default pada Raspberry Pi OS. Proses instalasinya juga sangat sederhana sehingga tidak menimbulkan kendala berarti bagi pengguna.

Sebagai alternatif, Anda dapat merujuk pada kompilasi berikut yang berisi daftar IDE yang kompatibel dengan MicroPython:

- Daftar IDE MicroPython untuk ESP32 dan ESP8266.

 

Apa itu MicroPython?

 

MicroPython adalah re-implementasi bahasa pemrograman Python 3 yang dirancang khusus untuk mikrokontroler dan sistem embedded. Secara sintaks dan konsep, MicroPython sangat mirip dengan Python standar. Hampir seluruh fitur inti Python dapat digunakan di MicroPython, dengan beberapa pengecualian yang disesuaikan untuk bekerja pada perangkat dengan sumber daya terbatas.

 

Karena ditujukan untuk lingkungan yang memiliki keterbatasan memori dan komputasi, MicroPython tidak menyertakan seluruh pustaka standar Python. MicroPython hanya menyediakan subset kecil dari pustaka tersebut, namun menambahkan modul-modul penting untuk mengontrol GPIO, menggunakan Wi-Fi, serta berkomunikasi melalui berbagai protokol antarmuka.

Instalasi Thonny IDE

Pada panduan ini, disediakan langkah-langkah instalasi Thonny IDE untuk berbagai sistem operasi. Silakan ikuti bagian yang sesuai dengan perangkat yang Anda gunakan:

A) Instalasi Thonny IDE – Windows

B) Instalasi Thonny IDE – macOS

C) Instalasi Thonny IDE – Linux

Tip: Thonny IDE sudah terpasang secara default pada Raspberry Pi OS yang digunakan pada papan Raspberry Pi.

a. Instalasi Thonny IDE – Windows

Untuk menginstal Thonny di komputer Windows, ikuti langkah-langkah berikut:

1. Kunjungi situs resmi Thonny di thonny.org.

2. Unduh installer untuk Windows, lalu tunggu hingga proses pengunduhan selesai.

3. Jalankan berkas instalasi (.exe).

4. Ikuti petunjuk pada installation wizard hingga proses instalasi selesai. Anda hanya perlu menekan tombol “Next” pada setiap tahap.

5. Setelah proses instalasi selesai, buka Thonny IDE. Sebuah jendela utama seperti ilustrasi berikut akan muncul.

b. Instalasi Thonny IDE – macOS

Karena Thonny IDE bersifat open-source dan diunduh langsung dari internet, aplikasi ini tidak terdaftar sebagai aplikasi terverifikasi di App Store. Oleh karena itu, macOS secara default akan memblokir aplikasi yang tidak dikenal demi alasan keamanan. Ikuti langkah-langkah berikut untuk mengizinkan aplikasi yang diunduh agar dapat dijalankan di perangkat Mac Anda.

1. Buka menu System Preferences….

2. Buka menu Security & Privacy.

3. Pada bagian kiri bawah, klik ikon gembok untuk mengubah pengaturan Security & Privacy.

4. Masukkan nama pengguna dan kata sandi Anda, kemudian klik tombol Unlock.

5. Setelah terbuka, pilih opsi Allow apps downloaded from: Anywhere untuk mengizinkan aplikasi yang diunduh dari internet dijalankan.

Setelah itu, Anda dapat menutup jendela tersebut.

Untuk menginstal Thonny pada macOS, ikuti langkah-langkah berikut:

1. Kunjungi situs resmi Thonny di thonny.org.

2. Unduh versi Thonny untuk macOS, lalu tunggu hingga proses pengunduhan selesai.

3. Buka berkas instalasi (.dmg).

4. Seret aplikasi Thonny ke Desktop Anda.

5. Thonny IDE kini telah terpasang dan dapat dijalankan dengan mengklik dua kali ikon aplikasi tersebut.

6. Setelah instalasi selesai, buka Thonny IDE. Jendela utama seperti ilustrasi berikut akan muncul.

c. Instalasi Thonny IDE – Linux

Proses instalasi Thonny pada Linux bergantung pada distribusi dan versi Linux yang Anda gunakan. Sebagai langkah awal, disarankan untuk menginstal dependensi berikut: python3, python3-pip, dan python3-tk. Jika Anda menggunakan Ubuntu, Anda dapat menginstal dependensi Python tersebut dengan perintah berikut:

 

sudo apt install python3 python3-pip python3-tk

 

Setelah Python3, pip3, dan Python3 Tkinter terpasang, Anda dapat melanjutkan dengan instalasi Thonny IDE.

- Untuk Ubuntu (setelah menjalankan perintah berikut, Anda perlu menekan Enter sekali lagi untuk mengonfirmasi instalasi):

 

bash <(wget -O - https://thonny.org/installer-for-linux)

 

- Atau Anda dapat menginstal Thonny IDE menggunakan pip3:

 

sudo pip3 install thonny

 

- Untuk Fedora versi 27 dan yang lebih baru:

 

sudo dnf install thonny

 

- Raspbian mulai versi Stretch (sudah terpasang secara default):

 

sudo apt install python3-thonny

 

Setelah Thonny IDE terpasang, cara membukanya bergantung pada metode instalasi yang digunakan:

• Anda dapat mencarinya melalui search bar dengan mengetik “Thonny”.

• Atau, jika Anda menginstalnya menggunakan pip3, jalankan perintah berikut pada terminal:

thonny

Setelah itu, Thonny IDE akan terbuka.

Flashing Firmware MicroPython

Secara default, papan ESP32 dan ESP8266 tidak dilengkapi dengan firmware MicroPython. Oleh karena itu, langkah pertama sebelum mulai melakukan pemrograman adalah melakukan flashing atau upload firmware MicroPython ke papan tersebut.

 

Terdapat beberapa metode untuk melakukan flashing firmware. Thonny IDE menyediakan utilitas bawaan yang memungkinkan Anda menginstal firmware MicroPython ke papan dengan cepat dan mudah. Pada panduan ini, kita akan menggunakan metode tersebut.

 

Catatan: proses flashing MicroPython bersifat reversible. Artinya, setelah Anda menginstal MicroPython pada ESP32 atau ESP8266, Anda tetap dapat kembali menggunakan Arduino IDE kapan saja. Cukup unggah sketch baru melalui Arduino IDE untuk menggantikan firmware sebelumnya.

 

Flashing Firmware MicroPython dengan Thonny IDE

 

Pada bagian ini, Anda akan mempelajari cara melakukan flashing firmware MicroPython ke papan ESP32 atau ESP8266 menggunakan Thonny IDE. Ikuti langkah-langkah berikut:

1. Hubungkan papan ESP32 atau ESP8266 ke komputer Anda.

2. Buka Thonny IDE, kemudian masuk ke Tools > Options > Interpreter.

3. Pilih interpreter yang sesuai dengan jenis papan yang Anda gunakan, lalu pilih port COM tempat papan terhubung. Setelah itu, klik tautan Install or update MicroPython untuk memulai proses flashing.

 

4) Selanjutnya, pilih kembali port yang digunakan, tentukan jenis papan serta variannya. Thonny akan secara otomatis menampilkan versi firmware MicroPython terbaru (seperti pada ilustrasi berikut). Setelah semuanya sesuai, klik Install untuk memulai proses instalasi.

Setelah beberapa detik, proses instalasi akan selesai. Jika Anda menggunakan ESP32, mungkin perlu menekan tombol BOOT selama beberapa detik setelah menekan tombol Install.

5. Setelah instalasi selesai, tutup jendela tersebut. Pada panel Shell, Anda akan melihat pesan yang menandakan bahwa firmware berhasil di-flash (seperti pada ilustrasi). Di pojok kanan bawah, Anda juga akan melihat informasi mengenai Interpreter yang digunakan beserta port COM yang aktif."**

Troubleshooting: Jika perangkat tidak terdeteksi dan muncul pesan “no backend” di pojok kanan bawah, kemungkinan Thonny tidak mengenali port COM secara otomatis. Untuk mengatasinya, buka Tools > Options > Interpreter, lalu pilih port COM secara manual. Setelah dipilih, perangkat MicroPython akan terdeteksi dan pesan sebelumnya akan muncul.

 

REPL

 

Anda juga harus melihat simbol >>> pada jendela Shell (jika tidak muncul, klik ikon Stop di bagian atas).

 

Simbol ini merupakan prompt REPL (Read-Eval-Print-Loop) milik MicroPython. Artinya, Anda sedang berinteraksi secara langsung dengan interpreter MicroPython pada papan yang telah terpasang firmware MicroPython. Melalui REPL, Anda dapat mengetik dan menjalankan perintah secara real time. Kita akan melakukan pengujian singkat pada bagian berikutnya.

 

Pengujian Instalasi

 

Penting: sebelum melakukan pengujian, pastikan papan ESP32/ESP8266 Anda sudah di-flash dengan firmware MicroPython (lihat langkah sebelumnya).

Ketik help() pada jendela Shell setelah prompt >>> dan periksa apakah perangkat memberikan respons.

Perintah tersebut akan menampilkan informasi dasar yang berguna terkait pemrograman papan menggunakan MicroPython. Anda juga dapat mencoba perintah lainnya. Sebagai contoh, ketik perintah berikut:

 

>> print('Hello')

 

Setelah perintah dijalankan, teks Hello akan ditampilkan pada jendela Shell.

Anda juga dapat menjalankan perintah-perintah berikut secara berurutan pada Shell setelah prompt (>>>) untuk menyalakan LED bawaan pada ESP32/ESP8266.

 

>>> from machine import Pin

>>> led = Pin(2, Pin.OUT)

 

Jika Anda menggunakan ESP32, Anda dapat menyalakan LED bawaan dengan perintah berikut:

 

>>> led.value(1)

 

Jika Anda menggunakan ESP8266, LED bawaan bekerja dengan logika terbalik. Untuk menyalakannya, gunakan perintah berikut:

 

>>> led.value(0)

 

LED bawaan pada papan seharusnya menyala.

 

Sekarang Anda dapat mematikan LED bawaan. Untuk ESP32, jalankan perintah berikut:

 

>>> led.value(0)

 

Dan untuk ESP8266, gunakan perintah berikut:

 

>>> led.value(1)

 

Jika seluruh langkah berjalan dengan baik, berarti Anda telah berhasil menginstal Thonny IDE serta melakukan flashing firmware MicroPython pada papan ESP32 atau ESP8266.

 

Gambaran Umum Thonny IDE

 

Pada tahap ini, Anda seharusnya sudah memiliki:

• Thonny IDE terpasang di komputer

• ESP32/ESP8266 telah di-flash dengan firmware MicroPython

Buka Thonny IDE. Antarmuka Thonny terdiri dari dua bagian utama, yaitu Editor dan MicroPython Shell/Terminal.

- Bagian Editor adalah tempat Anda menulis dan mengedit kode dalam berkas .py. Anda dapat membuka beberapa berkas sekaligus, dan setiap berkas akan muncul dalam tab terpisah.

- Pada MicroPython Shell, Anda dapat mengetikkan perintah yang akan dijalankan secara langsung oleh papan ESP tanpa perlu mengunggah berkas baru. Terminal ini juga menampilkan informasi terkait status program yang sedang berjalan, pesan error saat proses upload, kesalahan sintaks, output print, dan sebagainya.

Selain itu, Thonny IDE dapat dikustomisasi untuk menampilkan tab tambahan yang berguna. Buka menu View, kemudian pilih tab yang ingin ditampilkan untuk mendapatkan informasi lebih lengkap.

Salah satu fitur yang sangat berguna adalah tab Variables. Tab ini menampilkan seluruh variabel yang sedang aktif dalam program beserta nilai masing-masing.

 

Menjalankan Skrip Pertama – Membuat LED Berkedip

 

Untuk membiasakan Anda dengan proses penulisan berkas dan eksekusi kode pada papan ESP32/ESP8266, kita akan mengunggah skrip sederhana yang berfungsi untuk membuat LED bawaan berkedip.

 

Saat pertama kali membuka Thonny IDE, Editor akan menampilkan sebuah berkas baru yang belum diberi nama. Salin skrip berikut ke dalam berkas tersebut:

 

from machine import Pin

from time import sleep

led = Pin(2, Pin.OUT)

while True:

  led.value(not led.value())

  sleep(0.5)

 

Menjalankan Skrip

 

Untuk mengeksekusi skrip tersebut pada papan Anda, cukup klik ikon Run di Thonny IDE.

LED bawaan pada papan akan mulai berkedip.

Untuk menghentikan eksekusi program, Anda dapat menekan tombol STOP atau menggunakan pintasan CTRL+C.

 

Menjalankan Kode Secara Otomatis

 

Menjalankan file langsung melalui Thonny tidak menyimpan skrip tersebut secara permanen ke filesystem ESP32 atau ESP8266. Akibatnya, ketika papan dicabut dari komputer dan diberi catu daya eksternal, program tidak akan berjalan karena tidak ada berkas MicroPython yang tersimpan di dalam papan.

 

Fungsi Run pada Thonny berguna untuk pengujian, tetapi jika Anda ingin kode tersimpan permanen di papan, Anda perlu membuat dan menyimpan file langsung ke filesystem perangkat.

 

Mengunggah Kode ke Papan ESP32/ESP8266

Hentikan terlebih dahulu program sebelumnya dengan menekan tombol Stop jika belum dilakukan.

1. Dengan kode sudah berada di Editor, klik ikon Save atau buka menu File > Save as…

2. Kemudian, pilih opsi MicroPython device sebagai lokasi penyimpanan.

 

3) Beri nama berkas tersebut main.py, karena hanya berkas dengan nama ini yang akan dijalankan secara otomatis saat ESP32 atau ESP8266 dinyalakan.

Perhatikan bahwa jendela yang muncul menampilkan daftar berkas yang saat ini tersimpan pada filesystem papan. Anda akan melihat berkas bernama boot.py, yaitu berkas bawaan yang otomatis dibuat ketika firmware MicroPython di-flash.

4. Klik OK untuk melanjutkan.

Penting: apabila berkas dinamai main.py, ESP akan menjalankannya secara otomatis saat proses boot (ketika papan dinyalakan). Jika diberi nama lain, berkas tetap akan tersimpan di filesystem, tetapi tidak akan dieksekusi otomatis.

5. Tekan tombol RST/EN pada papan untuk melakukan restart sehingga kode dapat mulai dijalankan.

6. Setelah restart, papan akan menyalakan LED bawaan dan membuatnya berkedip setiap 500 milidetik.

Gambar berikut menunjukkan LED bawaan pada ESP32 yang menyala.

 

Setelah menyimpan file, Anda dapat mencabut dan menghubungkan kembali catu daya ke board, atau bahkan menyalakannya menggunakan sumber daya lain selain komputer.

 

Saat daya diberikan, board akan otomatis mulai melakukan proses blinking pada LED, menandakan bahwa file main.py telah berhasil di-upload dan dieksekusi secara otomatis saat boot.

 

Selamat! Anda telah berhasil menulis dan mengunggah skrip MicroPython pertama ke board ESP32/ESP8266 Anda.

 

Troubleshooting Thonny IDE

 

Beberapa masalah umum dapat muncul saat menggunakan Thonny IDE. Biasanya, menekan tombol EN/RST pada board atau tombol “Stop/Restart backend” di Thonny sudah cukup untuk mengatasi sebagian besar error. Jika masih bermasalah, berikut adalah beberapa pesan error yang umum ditemukan dan cara mengatasinya.

Error #1: Anda mendapatkan salah satu pesan berikut:

 

========================= RESTART =========================

Unable to connect to COM4

Error: could not open port 'COM4': FileNotFoundError(2, 'The system cannot find the file specified.', None, 2)

Check the configuration, select Run → Stop/Restart or press Ctrl+F2 to try again. (On some occasions it helps to wait before trying again.)

 

atau:

 

========================= RESTART =========================

Could not connect to REPL.

Make sure your device has suitable firmware and is not in bootloader mode!

Disconnecting.

 

atau:

 

========================= RESTART =========================

Lost connection to the device (EOF).

 

Cabut lalu sambungkan kembali board ESP Anda. Pastikan Anda sudah memilih port serial yang benar di menu Tools > Options > Interpreter > Port. Setelah itu, klik tombol “Stop/Restart backend” untuk memulai ulang komunikasi serial. Setelah langkah ini, Anda seharusnya dapat mengunggah skrip baru atau menjalankan ulang kode tanpa masalah.

 

Pesan error tersebut juga bisa muncul jika port serial sedang dipakai oleh program lain (misalnya serial monitor atau Arduino IDE). Pastikan semua aplikasi yang mungkin menggunakan port tersebut sudah ditutup. Kemudian, cabut dan sambungkan kembali board ESP Anda, lalu restart Thonny IDE.

 

Error #2: Thonny IDE tidak merespons atau menampilkan Internal Error:

 

Jika hal ini terjadi, biasanya Anda cukup menutup jendela error tersebut agar Thonny kembali berjalan normal. Namun jika error terus berulang, disarankan untuk me-restart aplikasi Thonny IDE.

 

Error #3: Thonny IDE macet saat menekan tombol “Stop/Restart backend”:

 

Setelah menekan tombol “Stop/Restart backend”, tunggu beberapa detik. ESP membutuhkan waktu untuk melakukan reboot dan membangun kembali koneksi serial dengan Thonny IDE. Jika Anda menekan tombol tersebut berulang kali atau terlalu cepat, proses restart tidak akan selesai dengan benar dan hal ini dapat menyebabkan Thonny IDE mengalami crash.

 

Error #4: Kendala saat me-restart board ESP, menjalankan skrip baru, atau membuka port serial:

 

Brownout detector was triggered

 

Atau jika ESP terus melakukan restart dan menampilkan informasi boot:

 

ets Jun 8 2016 00:22:57 

rst:0x1 (POWERON_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT) 

configsip: 0, SPIWP:0xee 

clk_drv:0x00,q_drv:0x00,d_drv:0x00,cs0_drv:0x00,hd_drv:0x00,wp_drv:0x00 

mode:DIO, clock div:2 

load:0x3fff0018,len:4 

load:0x3fff001c,len:4732 

load:0x40078000,len:7496 

load:0x40080400,len:5512

 

Pesan error “Brownout detector was triggered” atau ESP yang terus-menerus melakukan reboot menandakan adanya masalah hardware. Masalah ini biasanya terkait dengan hal-hal berikut:

- Kabel USB berkualitas rendah

- Kabel USB terlalu panjang

- Board mengalami cacat (misalnya solderan yang buruk)

- Port USB komputer bermasalah

- Daya yang diberikan oleh port USB komputer tidak mencukupi

Solusi: gunakan kabel USB lain yang lebih pendek dan memiliki jalur data, coba port USB komputer berbeda, atau gunakan USB hub dengan catu daya eksternal.

Penting: jika masalah terus berulang atau muncul pesan error aneh, disarankan untuk melakukan flashing ulang ESP dengan versi terbaru firmware MicroPython.

 

Error #5: Saat mencoba membangun komunikasi serial dengan ESP32/ESP8266 di Thonny IDE, perangkat tidak dapat terhubung.

 

Kemungkinan penyebab: saat menjalankan skrip, papan sedang sibuk mengeksekusi kode dan melakukan tugasnya.

 

Solusi: coba mulai koneksi dengan menekan tombol Stop/Restart backend beberapa kali atau restart ESP agar siap menerima komunikasi serial.

 

Peringatan: jangan menekan tombol Stop/Restart backend terlalu cepat berturut-turut. Setelah menekan, tunggu beberapa detik agar perintah dapat dijalankan.

 

Jika skrip yang dijalankan menggunakan Wi-Fi, mode deep sleep, atau melakukan banyak tugas sekaligus, disarankan mencoba 3-4 kali untuk membangun koneksi. Jika masih gagal, lakukan flashing ulang ESP dengan firmware MicroPython.

 

Error #6: Fitur debug terlihat tidak aktif:

 

Alat debug di Thonny IDE tidak tersedia untuk MicroPython. Fitur debug hanya dapat digunakan dengan Python Interpreter, sehingga tampilan yang grayed out adalah perilaku yang normal dan diharapkan.

 

 

 

 

 

 

 

 

Siap Untuk Membuat Proyek Impianmu Menjadi Kenyataan?

Klik di sini untuk chat langsung via WhatsApp dan dapatkan dukungan langsung dari tim ahli kami!