Programação da Raspberry Pi Pico em Python




Introdução

A família Raspberry Pi Pico é composta por placas microcontroladas que podem ser programadas em Python através do interpretador MicroPython. Neste tutorial, utilizaremos a Raspberry Pi Pico como referência para os passos de programação, porém o mesmo procedimento também pode ser utilizado com a Raspberry Pi Pico W, Raspberry Pi Pico 2 e Raspberry Pi Pico 2 W. Sempre que houver alguma diferença importante entre os modelos, ela será indicada ao longo do tutorial.

Neste tutorial veremos como instalar e configurar corretamente a Thonny IDE, gravar o firmware MicroPython correspondente ao modelo da placa e executar o primeiro código. Como exemplo inicial, iremos utilizar o código "Blink" para fazer o LED interno piscar de 1 em 1 segundo. Algumas imagens da Thonny IDE foram atualizadas utilizando uma Raspberry Pi Pico 2 como exemplo de seleção de modelo, mas o procedimento é o mesmo para os demais modelos compatíveis.

Lista de Materiais

Configurações Iniciais

Para programar uma placa da família Raspberry Pi Pico, precisamos realizar duas configurações iniciais: configurar a Thonny IDE e gravar o firmware MicroPython correspondente ao modelo da placa.

Configurações da IDE

O primeiro passo para a programação da placa é instalar a Thonny IDE, que será o ambiente utilizado para desenvolver e executar os códigos em MicroPython. Para isso, acesse a página de download da IDE pelo botão abaixo e escolha a versão correspondente ao seu sistema operacional. Em computadores Linux, siga as instruções apresentadas no site da Thonny para realizar a instalação pelo terminal.

Download da Thonny IDE
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Download da Thonny IDE

Com o arquivo baixado em computadores Windows ou macOS, instale a Thonny IDE seguindo os passos do instalador. Em computadores Linux, conclua a instalação conforme as instruções apresentadas no site. Assim que a instalação for finalizada, abra a IDE.

A configuração que precisa ser feita na Thonny IDE para a programação das placas da família Raspberry Pi Pico é alterar o interpretador que será usado para a execução do código. Para isso, acesse as configurações da IDE, seguindo o caminho a seguir (Tools > Options). A aparência e a posição de algumas opções podem variar conforme a versão da Thonny instalada.

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Caminho para as Configurações da IDE

Ao selecionar essa opção, será aberta uma janela com as configurações da IDE, como a da imagem a seguir. Não é necessária nenhuma configuração na seção "geral" ("General"), portanto apenas acesse a seção "Interpreter", como demarcado na imagem.

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Janela de Configurações

Ao acessar a seção "Interpreter", você verá que a opção selecionada é a padrão ("The same interpreter which runs Thonny (default)"), como na imagem abaixo.

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Interpretador Pré-Selecionado

Para alterar essa opção, expanda as opções clicando sobre o campo do interpretador e então selecione a opção "MicroPython (Raspberry Pi Pico)", como na próxima imagem. Essa opção é utilizada para trabalhar com as placas da família Raspberry Pi Pico; o firmware específico de cada modelo será definido na etapa seguinte.

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Seleção do Interpretador

Com essa opção selecionada, pressione o botão "OK" para que essa configuração seja salva.

Gravação do Firmware

Com essa configuração finalizada, está na hora de gravar o firmware do interpretador MicroPython na placa. Para isso, pressione o botão "BOOTSEL" da placa enquanto ela ainda está desconectada. Então conecte-a ao computador usando o cabo Micro USB, mantendo o botão pressionado. Depois que o cabo for completamente inserido no conector da placa, você já pode soltar o botão, como no GIF a seguir. Esse procedimento é o mesmo para Raspberry Pi Pico, Pico W, Pico 2 e Pico 2 W.

Inicialização da Placa em Modo de Gravação de Firmware
Fonte: Raspberry Pi

Esse procedimento faz com que a placa entre em modo de gravação de firmware e seja reconhecida como um disco removível. O nome da unidade pode variar de acordo com o modelo utilizado. O mais importante é confirmar que uma nova unidade correspondente à placa foi reconhecida pelo sistema antes de continuar.

Neste momento, abra novamente a seção "Interpreter" das configurações da Thonny IDE. Com a placa em modo BOOTSEL, a opção para instalar ou atualizar o MicroPython ficará disponível, como mostrado na imagem abaixo.

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Seção do Interpretador das Configurações da Thonny IDE

A porta serial da placa é por padrão selecionada automaticamente pela IDE (opção "Try to detect port automatically" no campo "Port"), porém é possível realizar essa configuração manualmente se você estiver trabalhando com mais de uma placa ao mesmo tempo. Para isso, basta clicar sobre o campo "Port" para expandir as portas seriais disponíveis, e então selecionar a porta correspondente da sua placa no seu computador (o "Gerenciador de Dispositivos" do seu computador pode ajudar nesta seleção).

Com esta janela aberta, clique sobre a opção de instalação ou atualização do MicroPython, como demarcado na imagem acima. Será aberta uma nova janela com as opções de dispositivo, família, variante e versão do firmware, como na imagem a seguir.

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Seleção do Modelo e da Versão do MicroPython

A seleção do disco que será gravado é feita automaticamente pela Thonny. Certifique-se de que o dispositivo exibido corresponde à placa conectada. Em "MicroPython family", selecione "RP2" e, em "variant", escolha o modelo exato da sua placa: Raspberry Pi Pico, Pico W, Pico 2 ou Pico 2 W. Na imagem acima, a Raspberry Pi Pico 2 foi selecionada apenas como exemplo.

Em "version", selecione a versão do MicroPython que deseja instalar. Para novos projetos, é recomendável utilizar uma versão estável recente, a menos que o seu projeto exija uma versão específica. Com tudo configurado, pressione o botão "Install" e aguarde a conclusão da gravação. Ao final, a Thonny indicará que o processo foi concluído, como na próxima imagem.

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Gravação Concluída

Assim que a gravação estiver finalizada, você pode fechar essa janela de gravação e fechar a janela de configuração da Thonny IDE. Para que a placa saia do modo de gravação de firmware, é necessário desconectar e reconectar a placa, porém, desta vez, sem pressionar o botão "BOOTSEL".

Agora a sua placa da família Raspberry Pi Pico já está pronta para receber códigos em MicroPython!

O Que Deve Acontecer

Após digitar o código na Thonny IDE, pressione o botão "Run" para executá-lo. A posição e o visual do botão podem variar conforme a versão da Thonny utilizada.

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Botão de Execução do Código

Ao pressionar esse botão, poderá ser aberta uma janela pedindo para que seja escolhido o local em que o arquivo será salvo, como na próxima imagem. Para gravar o código diretamente na placa, selecione a opção referente ao dispositivo MicroPython conectado. Na versão da Thonny utilizada neste tutorial, essa opção aparece como "Raspberry Pi Pico", como demarcado abaixo.

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Seleção do Local em que o Código será Salvo

Após selecionar essa opção, será aberta uma segunda janela requisitando o nome do arquivo, como na imagem a seguir.

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Janela de Requisição de Nome do Arquivo

Neste momento, digite um nome para o arquivo com a extensão ".py" (como feito na imagem acima), e então pressione o botão "OK". Assim que o arquivo for salvo na placa, ela já começará a executá-lo, piscando o LED de 1 em 1 segundo, como no GIF a seguir.

Resultado Final

Indo Além

Quando o código é salvo na placa com um nome comum, como "blink.py", ele não é executado automaticamente ao ligar ou reiniciar a placa. Para que o programa seja iniciado automaticamente sempre que a placa for alimentada, mesmo sem estar conectada ao computador, basta salvá-lo na placa com o nome "main.py". O MicroPython executa esse arquivo automaticamente durante a inicialização.

Outro ponto importante é que as placas da família Raspberry Pi Pico possuem interfaces de comunicação como SPI, I2C e UART, podendo ser utilizadas para ler sensores e se comunicar com diversos módulos. O MicroPython também possui diversas bibliotecas que facilitam a integração com esses dispositivos. Entretanto, vale lembrar que os GPIOs das placas Raspberry Pi Pico trabalham com níveis lógicos de 3,3 V, enquanto algumas plataformas e módulos podem utilizar 5 V. Dependendo do circuito utilizado, pode ser necessário o uso de um conversor de nível lógico para compatibilizar os sinais.

Conclusão

Neste tutorial vimos como programar placas da família Raspberry Pi Pico utilizando MicroPython, configurando corretamente a Thonny IDE, gravando o firmware correspondente ao modelo da placa e executando o primeiro código com o LED interno. Embora os passos e imagens tenham utilizado a Raspberry Pi Pico original como referência, o procedimento também é compatível com Raspberry Pi Pico W, Pico 2 e Pico 2 W, considerando as diferenças indicadas ao longo do tutorial.

Solução de Problemas

Disco Removível não é Apresentado na Janela de Gravação de Firmware

Se, ao tentar gravar o firmware, nenhum disco removível correspondente à placa for apresentado, é possível que ela não tenha entrado corretamente no modo de gravação. Desconecte-a e conecte-a novamente ao computador, lembrando-se de pressionar e manter pressionado o botão "BOOTSEL" antes e durante a conexão do cabo USB. Além disso, verifique se o cabo Micro USB utilizado permite transmissão de dados e não apenas alimentação.

Thonny IDE Retorna a Mensagem "Couldn't find the device automatically"

Quando essa mensagem é retornada, significa que a placa não foi encontrada automaticamente pela IDE. Certifique-se de que o firmware MicroPython correto para o modelo da sua placa foi gravado e de que ela está sendo reconhecida pelo computador (o "Gerenciador de Dispositivos" pode ajudar). Se for necessário, altere manualmente a seleção da porta serial na seção "Interpreter" das configurações da IDE, escolhendo a porta correspondente à placa.

Execução do Código não Apresentou a Janela para Seleção do Local do Arquivo

Caso a Thonny IDE não apresente a janela de seleção do local em que o arquivo será salvo, verifique a configuração do interpretador e se a placa está corretamente conectada. O interpretador deve estar selecionado como "MicroPython (Raspberry Pi Pico)". Dependendo da versão da Thonny, a forma de selecionar o dispositivo e a aparência dessa janela podem ser diferentes das imagens deste tutorial.

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