MicroBlocks 编程案例: ESP32

使用 smalltalk 编程，不需要掉头发和眼泪 –Alan Kay

ESP32

手头有几块 ESP32 板子（恰好都是ESP-WROOM-32 表面贴装模块）

ESP32 是一系列低成本，低功耗的单片机微控制器，集成了 Wi-Fi(2.4G) 和双模蓝牙。 – 维基百科

ESP32 在 maker 群体中广受欢迎，有庞大的生态(在 Github 搜索 ESP 试试)。它也深受硬件公司的欢迎，近年推出的编程或智能设备，如果它们带有蓝牙或 WIFI 功能，那么很有可能采用了 ESP32。

Microblocks 支持 ESP32

Microblocks 支持 ESP32, 我尤其关注 Microblocks 对 ESP32 WIFI 能力的利用 (目前还不支持蓝牙)，至于 I2C、SPI 等硬件领域主流协议，Microblocks 当然也都是支持的。

一些有趣的用例是:

接管市面上的 WIFI 智能家居设备(esphome梳理了一些内置 esp32 控制器的智能家居设备，Sonoff 等，价格便宜)
使用 WebThings 库，构建兼容 wot 协议的 Things (wifi)，继而允许自下而上地自定义和扩展可编程空间。
使用 HTTP/WebSocket server 库，构建简易灵活的 WIFI 设备，诸如我们在谁先拔枪中的灯带装置(当时直接使用了淘宝上的 WIFI 驱动器)

一些例子

分享几个我这几天折腾的东西。

如果你对 microblocks 不熟悉，可通过官网资料学习。中文资料推荐阅读 kwyjibo 的翻译文章。

ESP32 的使用文档: microblocks wiki ESP32

BPI-Bit

BPI-Bit 是香蕉派推出的一款 STEAM 教育开发板, 采用 ESP32 作为主控模块。

由于使用「掌控板」和「m5stack」的体验 非常糟心 ，我这几天大多在使用 BPI-Bit 和淘宝上的廉价 ESP32 开发板做实验。

虽然 microblocks 内置 ESP32 固件，适用于大多数 ESP32 板子，但由于每个板子的引脚布局与预定义功能(直接连到板子的传感器上)不尽相同，所以刷入固件后的下一件事，是弄清楚板子的引脚布局情况，以 BPI-Bit 来说，可参考: bpi:bit 开源硬件 📓, 大多数开源硬件，都会给出类似的说明。弄懂了引脚，我们就可以在 microblocks 里对其编程了。

如果你按照 microblocks wiki ESP32 操作，在使用一些 ESP32 板子时，可能会遇到无法烧录或无法连接的情况(可能是出于保护目的做的限制)，我的经验是，连接或刷入时，按住板子上的某个按键，然后松开, 或者拔下板子，刷新页面再试试。

这是我在 microblocks 对 ESP32 编程的初体验:

以上视频对应 microblocks 项目: bpi-bit-demo.ubp

值得注意的是，在 microblocks 编程时感受到的灵活性，这灵活性在于，即使是接入新的 esp32 板子(看起来是硬件层的工作，每种板子使用引脚的方式不尽相同)，也与普通用户工作在同一层，完全可以在图形化环境里做到，这种工作在目前主流的任何图形化环境里都是无法做到的，John Maloney 确实做到了他所宣称的"物理计算新起点"。

虽然有煽情的嫌疑，我还是想象许多 smalltalker 那样感慨: 在 smalltalk 风格的环境里编程，真实太愉快了。

正如 Alan Kay 说的那样:

不需要掉头发和眼泪 –Alan Kay

webthings

使用 WebThings 库，可以构建兼容 wot 协议的 web things (wifi)

我们可以从官方内置的例子开始:

这是我修改了官方例子 HelloLED.ubp 后的项目:

以上视频对应 microblocks 项目: bpi-bit-demo.ubp

站在 webthings 的视角上，使用 microblocks WebThings 库构建出的东西充当 webthings server, 我们既可以通过 webthings gateway(诸如英荔龙眼盒)与之交互，也可通过 WebThings api 与之交互。

视频中，使用 http client(httpie, 如果你觉得不够快可使用 xh) 与 webThings api 交互:

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http PUT http://10.0.0.170/properties/on on:=true # 打开
http PUT http://10.0.0.170/properties/on on:=false # 关闭

10.0.0.170 是设备的 IP 地址，可在 microblocks 交互式地读出来，开发过程中，microblocks 相当于充当了硬件的“屏幕”！通过这个“屏幕”我们可以在代码运行的时候，实时交互式地看到变量内部状态, 极大提高可理解性. Bret Victor 在 Seeing Spaces 里提到 maker 们在构建复杂系统的真正挑战:

The challenge is not building it but understanding it

我们甚至可以交互式地打断 webthings server（http server 的一层包装）, 在请求/响应之间进行实时编程！一旦尝试过这个体验，你就不愿意回到以前的编程和调试方式了，这是 smalltalk 用户熟悉的体验，John Maloney 将这种流畅的体验带入到了硬件编程领域。别再闭着眼睛排列组合代码/积木啦！

on:=true 看起来有点怪，这是 httpie 描述数据的方式: Non-string JSON fields，其他 http client 不一定这样描述 json。

CodeLab 可编程空间里有许多 web things，使用这种方式编程，允许用户自下而上地自定义和扩展可编程空间。

@hidaris 正在熟悉 microblocks，不久之后，英荔龙眼盒将支持这些 wifi things，进而使可编程空间拥有极高的可塑性。

与 Scratch 交互

使用 CodeLab Adapter 接管 microblocks 构建出来的 web things，使其可以与 Adapter 生态的所有异构系统交互(Scratch/Python/AI 训练平台…)，用户可以以可理解的方式，同时工作在底层和应用层。甚至徒手构建完整且独一无二的可编程空间(从硬件设备到交互界面)，大多数想法来自 smalltalk 的设计原则

可编程书包

最近公司在设计一款可编程书包，既然老是提到 microblocks 可以让用户构建产品级的东西，于是我准备做个原型，完全可行！