Best apps for programming ESP32 educational robots

XDA cobriu esta semana uma nova leva de robôs educacionais ESP32, cinco anos em desenvolvimento, que permitem que um iniciante mude o comportamento enquanto o robô ainda está em funcionamento. O truque de programação ao vivo costumava exigir placas comerciais dedicadas. Agora, graças a um punhado de projetos de código aberto, qualquer robô baseado em ESP32 pode ser programado em blocos, MicroPython ou C de um laptop e atualizado no ar em um segundo. Testamos 7 aplicativos de desktop que tornam isso possível.

O que procurar em um ambiente de programação ESP32

A robótica educacional tem requisitos diferentes da engenharia de firmware. Os melhores aplicativos entendem isso.

Comparação rápida

Aplicativo Melhor para Plataformas Gratuito Custo Avaliação
MicroBlocks Blocos de codificação ao vivo em ESP32 Windows, macOS, Linux, ChromeOS, web Sim Gratuito 4.7 (community)
Arduino IDE A ferramenta padrão Windows, macOS, Linux Sim Gratuito 4.6
PlatformIO IDE de nível profissional com bibliotecas de dispositivos Windows, macOS, Linux, plugin do VS Code Sim Free tier 4.7
Thonny Python primeiro, amigável para iniciantes Windows, macOS, Linux Sim Gratuito 4.5
ESP-IDF SDK nativo oficial da Espressif Windows, macOS, Linux Sim Gratuito 4.4
MakeCode for micro:bit Blocos primeiro, funciona com bifurcações ESP32 Web, instalador offline Sim Gratuito 4.7
Wokwi Simular placas ESP32 no navegador Web Sim 7/mês para Pro 4.6

1. MicroBlocks, melhor para blocos de codificação ao vivo

MicroBlocks é exatamente sobre o que o XDA está falando. Solte um bloco, clique em executar, o bloco é executado no robô agora. Mude o bloco, clique novamente, sem reflash. Ele suporta ESP32, ESP8266, micro:bit, Calliope e dezenas de placas educacionais através de uma interface única. Cada bloco corresponde a uma máquina virtual inspirada em Smalltalk em execução no chip.

Onde fica aquém: a biblioteca de blocos é menor que a do MakeCode, e a comunidade também é menor.

Preços:

Plataformas: Windows, macOS, Linux, ChromeOS e uma versão web que se emparelha via Web Serial

Download: MicroBlocks | GitHub

Bottom line: escolha MicroBlocks se o objetivo é ensinar uma turma onde as crianças possam ver seu código afetar o robô no mesmo segundo.

2. Arduino IDE, melhor como a ferramenta padrão

Arduino IDE versão 2.x é o ambiente que a maioria dos tutoriais assume. Instale o pacote de placa ESP32 uma vez, e qualquer placa ESP32 aparece como alvo. Ele lida com provisionamento de Wi-Fi, atualizações over-the-air e gerenciamento de bibliotecas. O IDE é apenas C++, então não é a ferramenta para uma criança de seis anos, mas é a ferramenta que um adolescente usará a seguir.

Onde fica aquém: os tempos de construção no macOS ainda são lentos, e o gerenciador de bibliotecas às vezes baixa três cópias do mesmo driver.

Preços:

Plataformas: Windows, macOS, Linux

Download: Arduino IDE

Bottom line: o padrão. Cada projeto ESP32 na internet compila aqui.

3. PlatformIO, melhor para bibliotecas e placas de nível profissional

PlatformIO é executado como uma extensão do VS Code e transforma o editor em um IDE embarcado completo. Ele gerencia placas, frameworks e bibliotecas com um arquivo de bloqueio, para que um projeto construído hoje seja construído de forma idêntica daqui a dois anos. O registro de bibliotecas possui mais de 20.000 entradas, incluindo quase todos os sensores ESP32.

Onde fica aquém: voltado para intermediários e profissionais. Experiência empinada no primeiro dia para um absoluto iniciante.

Preços:

Plataformas: Windows, macOS, Linux, como extensão do VS Code

Download: PlatformIO | VS Code Marketplace

Bottom line: o ambiente para mudar uma vez que o Arduino IDE detém o projeto.

4. Thonny, melhor para MicroPython em ESP32

Thonny é um IDE Python para iniciantes com suporte MicroPython de primeira classe. Aponte para um ESP32 executando o firmware MicroPython, e ele atua como um REPL com navegador de arquivos, depurador e inspetor de variáveis. Ideal para escolas que já ensinam Python.

Onde fica aquém: sem editor de blocos, e o depurador pode ser lento através de Wi-Fi.

Preços:

Plataformas: Windows, macOS, Linux, Raspberry Pi

Download: Thonny

Bottom line: a ferramenta para a rota Python. Pisque MicroPython, abra Thonny, escreva duas linhas de código, veja o LED piscar.

5. ESP-IDF, melhor para desempenho nativo e cada recurso

ESP-IDF é a framework oficial da Espressif. Ele expõe cada capacidade do chip, desde BLE mesh até inicialização segura. Nada aqui é educacional. Mas se um projeto de classe envolve construir um dispositivo personalizado, o ESP-IDF é a camada em que tudo o mais se assenta.

Onde fica aquém: absolutamente não é uma ferramenta para iniciantes. O sistema de construção é CMake mais uma tela de configuração orientada por menu, e a documentação assume C.

Preços:

Plataformas: Windows, macOS, Linux

Download: ESP-IDF

Bottom line: a rampa de saída. Quando Arduino IDE e PlatformIO ficam sem, isto é o que vem a seguir.

6. MakeCode for micro:bit, melhor para os programadores mais jovens

MakeCode começou como editor de blocos do Microsoft para o micro:bit e agora suporta várias placas educacionais baseadas em ESP32 através de alvos comunitários. Os blocos compilam para JavaScript no navegador e piscam para a placa via WebUSB. O simulador no lado esquerdo da tela mostra o código sendo executado antes de conectarmos algo.

Onde fica aquém: o suporte ESP32 depende da bifurcação comunitária da placa específica, nem toda placa é coberta.

Preços:

Plataformas: Web (navegadores Chromium para WebUSB), instalador do Windows e macOS

Download: MakeCode

Bottom line: a ferramenta para crianças de oito anos. Blocos, simulador e um toque para piscar.

7. Wokwi, melhor para simular antes de tocar no hardware

Wokwi simula placas ESP32, sensores conectados, LEDs e telas no navegador. Conecte um circuito visualmente, solte código Arduino ou MicroPython e pressione executar. A simulação é executada em velocidade real e inclui Wi-Fi, para que possamos testar a publicação MQTT sem uma placa física.

Onde fica aquém: nem todos os sensores são modelados, e o plano gratuito limita o tempo de simulação por sessão.

Preços:

Plataformas: Web

Download: Wokwi

Bottom line: emparelhe com qualquer um dos acima. Faça protótipos em Wokwi, pisque em hardware real assim que a fiação estiver correta.

Como escolher o certo

Mind+ também vale a pena conferir se o público-alvo é salas de aula que falam chinês, pois é enviado bilíngue e suporta as populares placas MakeBlock e DFRobot prontas para uso.

FAQ

Qual é o aplicativo ESP32 mais fácil para iniciantes absolutos?

MicroBlocks se queremos codificação ao vivo, MakeCode se queremos um simulador junto do editor. Ambos usam blocos e nenhum requer uma etapa de compilação visível ao usuário.

Posso executar Python no ESP32?

Sim. Pisque o firmware MicroPython (cerca de 1,5 MB) e use Thonny ou o REPL integrado. O desempenho é bom para ensino, marginal para processamento de sinal em tempo real.

Preciso de Wi-Fi para programar o robô?

Não. USB serial é o padrão. Wi-Fi ativa atualizações over-the-air e codificação ao vivo em MicroBlocks, que é conveniente, mas não obrigatório.

Posso usar essas ferramentas em um Chromebook?

MicroBlocks e MakeCode têm versões web que funcionam em um Chromebook via WebUSB ou Web Serial. Arduino IDE requer modo Linux.

Qual aplicativo uma escola deve escolher?

As escolas com as quais conversamos padronizam em MicroBlocks ou MakeCode pelos primeiros dois anos e movem alunos que querem mais para Arduino IDE e PlatformIO nos anos três e quatro.