MicroPython 學習筆記 : 用於 ESP8266 開發板的 esptools

這幾天完成手上所有 ESP32 開發板的 esptools.py 測試, 結論是所有 ESP32 開發板用 esptools.py 傳送文字與網路圖片到 Telegram, 以及詢問 GPT 都沒問題, 但傳送本機圖片則必須要有 SPI RAM (PSRAM) 才行, 例如 ESP32 WROVER 或 ESP32 S3 開發板. 

剩下 ESP8266 開發板還沒測, 今天找了一塊 D1 Mini 板子測試, 結果如下 : 

MPY: soft reboot

MicroPython v1.25.0 on 2025-04-15; ESP module with ESP8266

Type "help()" for more information.

冷開機後上傳 config.py 與 esptools.py (從 ESP32 那邊複製過來), 先查初始記憶體 :

>>> import gc  

>>> print(gc.mem_free())    

33712

ESP8266 開發板配備 160KB SRAM, 其中一半給 MicroPython 用, 剩下一半約 80KB 給程式使用, 但實際上目前剩下 33KB 而已. 

>>> import config  

>>> print(gc.mem_free())      

32800

匯入 config 後剩下 32.8KB.

>>> import esptools   

>>> print(gc.mem_free())   

28544   

匯入 esptools 後剩下 28.5KB.

>>> ssid=config.SSID   

>>> password=config.PASSWORD   

>>> token=config.TELEGRAM_TOKEN    

>>> chat_id=config.TELEGRAM_CHAT_ID 

>>> ip=esptools.connect_wifi(ssid, password)   

network config: ('192.168.77.84', '255.255.255.0', '192.168.77.150', '192.168.77.150')

>>> print(gc.mem_free())   

26144

連線 WiFi 後只剩 26KB 左右. 試試看傳訊息到 Telegram : 

>>> text='Hello! 你好!'    

>>> esptools.telegram_text(token, chat_id, text)   

Exception occurred : -40

False

結果拋出 -40 例外, 查詢 ChatGPT 原因為記憶體不足所致. ESP8266 因為 SRAM 記憶體有限, 無法進行需要耗費較大記憶體的作業, 所以我將 esptools.py 模組刪減為如下的 ESP8266 版 :

# esptools.py for ESP8266, 2025-04-24 updated (adapted from xtools.py)

from machine import Pin, RTC, unique_id

import urandom, time, network, urequests, ubinascii

import ntptime, ujson

import uos

def get_id():

    return ubinascii.hexlify(unique_id()).decode('utf8')

def get_mac():

    sta=network.WLAN(network.STA_IF)

    mac=sta.config('mac')

    return ubinascii.hexlify(mac, ':').decode('utf8')

def get_num(x):

    return float(''.join(filter(lambda c: c.isdigit() or c == ".", x)))

def random_in_range(low=0, high=1000):

    return urandom.getrandbits(32) % (high - low) + low

def map_range(x, in_min, in_max, out_min, out_max):

    return int((x-in_min) * (out_max-out_min) / (in_max-in_min) + out_min)

   

def connect_wifi(ssid, password, led=2, timeout=20):

    wifi_led=Pin(led, Pin.OUT, value=1)

    sta=network.WLAN(network.STA_IF)

    if not sta.active():

        sta.active(True)   # 確保已啟動 WiFi

    start_time=time.time() # 記錄時間判斷是否超時

    if not sta.isconnected():

        print("Connecting to network...")

        sta.connect(ssid, password)

        while not sta.isconnected() and time.time() - start_time <= timeout:

            wifi_led.value(0)

            time.sleep_ms(300)

            wifi_led.value(1)

            time.sleep_ms(300)

        if not sta.isconnected():

            print("Wifi connecting timeout!")

            return None

    if sta.isconnected():

        for _ in range(25):  # 連線成功 : 快閃 5 秒

            wifi_led.value(0)

            time.sleep_ms(100)

            wifi_led.value(1)

            time.sleep_ms(100)

        print("network config:", sta.ifconfig())

        return sta.ifconfig()[0] 

def scan_ssid():

    sta=network.WLAN(network.STA_IF)

    sta.active(True)

    aps=sta.scan()

    for ap in aps:

        ssid=ap[0].decode()

        mac=ubinascii.hexlify(ap[1], ':').decode()

        rssi=str(ap[3]) + 'dBm'

        print(f'{ssid} {mac} {rssi}')

def show_error(led=2, final_state=0):

    led=Pin(led, Pin.OUT)   # D1 mini built-in D4=LED 2

    for i in range(3):

        led.value(1)

        time.sleep(0.5)

        led.value(0)

        time.sleep(0.5)

    led.value(final_state)    

def webhook_post(url, value, led=2):

    try:

        r=urequests.post(url, data=value)

        if r.status_code == 200:

            print("Webhook invoked")

        else:

            print("Webhook failed")

            show_error(led)

    finally:

        r.close()  # 釋放資源

    return r

def webhook_get(url, led=2):

    try:

        r=urequests.get(url)

        if r.status_code == 200:

            print("Webhook invoked")

        else:

            print("Webhook failed")

            show_error(led)

    finally:

        r.close()  # 釋放資源

    return r

def urlencode(params):

    # 將字典的鍵值對轉換為 URL 編碼的字串 (k=v) 並以 & 連接多個鍵值對

    kv=['{}={}'.format(k, v) for k, v in params.items()]

    return '&'.join(kv)

def tw_now():

    try: # 從 NTP 取得 UTC 時戳加 8 為台灣時間, 若成功設定 RTC

        print('Querying NTP server and set RTC time ... ', end='')

        utc=ntptime.time() # 取得 UTC 時戳

        print('OK.')

        t=time.localtime(utc + 28800) # 傳回台灣時間的元組

        RTC().datetime(t[0:3] + (0,) + t[3:6] + (0,))

    except Exception as e:  # 加入例外處理

        print(f'Failed. {e}')

    return strftime()  # 傳回目前之日期時間字串 YYYY-mm-dd HH:MM:SS 

def strptime(dt_str):

    t=time.mktime((

        int(dt_str[0:4]), int(dt_str[5:7]), int(dt_str[8:10]),

        int(dt_str[11:13]), int(dt_str[14:16]), int(dt_str[17:19]),

        0, 0))

    return time.localtime(t)

    

def strftime(dt=None, format_str="%Y-%m-%d %H:%M:%S"):

    if dt is None:

        dt=time.localtime()

    return format_str.replace("%Y", str(dt[0])) \

                     .replace("%m", "{:02d}".format(dt[1])) \

                     .replace("%d", "{:02d}".format(dt[2])) \

                     .replace("%H", "{:02d}".format(dt[3])) \

                     .replace("%M", "{:02d}".format(dt[4])) \

                     .replace("%S", "{:02d}".format(dt[5]))

# https://github.com/tony1966/tony1966.github.io/blob/master/test/MicroPython/ESP8266_lib/esptools.py 

將 Telegram 與 GPT 等函式刪除後, esptools.py 瘦身為 5KB 左右. 注意, 此處 strptime() 已改為較精簡省記憶體的寫法.  上傳精簡後的 esptools.py 重開機測試 : 

MPY: soft reboot

MicroPython v1.25.0 on 2025-04-15; ESP module with ESP8266

Type "help()" for more information.

>>> import gc   

>>> print(gc.mem_free())    

33712

>>> import config   

>>> print(gc.mem_free())    

32800

>>> import esptools   

>>> print(gc.mem_free())    

28912 

>>> ssid=config.SSID    

password=config.PASSWORD 

>>> ip=esptools.connect_wifi(ssid, password)   

network config: ('192.168.77.84', '255.255.255.0', '192.168.77.150', '192.168.77.150')

>>> print(gc.mem_free())    

27808

>>> esptools.tw_now()   

Querying NTP server and set RTC time ... OK.

'2025-04-24 11:01:44'

可見連線 WiFi 後記憶體多出了 1.7KB 左右. 總之, ESP8266 屬於低階物聯網控制器, 較高階之專案要用 ESP32.