Ринат Кенжеевич Кусаинов – магистр физики, руководитель Инжинирингового Центра,
071404, г. Семей, ул. Глинки, 20а
Rinat Kenzheevich Kusainov – Master of Technical Sciences, Head of the Engineering Center,
071404, Semey, st. Glinki, 20a
Аян Нуртаевич Айтқазин – студент,
071401, г. Семей, ул. Абая, 76
Ayan Nurtaevich Aitkazin – student,
071401, Semey, Abay Street, 76
Даулет Багдатович Нұрахметов – доктор философии (PhD), ассоциированный профессор,
010000, г. Астана, проспект Кабанбай Батыра, 8
Daulet Bagdatovich Nurakhmetov – PhD, Associate Professor,
010000, Astana, Kabanbay Batyr Avenue, 8
Альмир Аскарович Анияров – кандидат физико-математических наук, ассоциированный профессор,
010000, г. Астана, проспект Кабанбай Батыра, 8
Almir Askarovich Aniyarov – candidate of physical and mathematical sciences, associate professor,
010000, Astana, Kabanbay Batyr Avenue, 8
Аружан Кенжекызы Кенже – студент группы ДЯ-2502,
071404, г. Семей, ул. Глинки, 20а
Aruzhan Kenzhekyzy Kenzhe – student of group DYa-2502,
071404, Semey, st. Glinki, 20a
В работе представлен процесс обучения программированию микроконтроллера ESP32 с использованием прошивки MicroPython и среды разработки Thonny на учебно-тренировочном стенде KEIT (Knowledge ESP32 Integration Trainer). Подробно описан разработанный и изготовленный стенд и принцип работы и приведены принципиальная электрическая схема и печатная плата. План обучения по программированию в MicroPython включает 12 лабораторных занятий, начиная с базового управления GPIO (светодиоды, кнопки, буззер) и заканчивая интеграцией в облачные сервисы по протоколу MQTT. Последовательное выполнение заданий позволяет студентам освоить основы работы с цифровыми и аналоговыми интерфейсами, научиться взаимодействовать с датчиками, дисплеями и исполнительными устройствами, а также познакомиться с сетевыми возможностями ESP32. Особое внимание уделено практическим аспектам: антидребезг кнопок, работа с прерываниями, генерация ШИМ-сигналов, измерение временных интервалов. Также представлена разработанная авторами специальное управляющее программное обеспечение «KEIT Master Control», которое является дополняющим звеном всего аппаратно-программного комплекса и закрепляющий теоретическое освоение основ программирования микроконтроллера в MicroPython. Завершающие занятия посвящены созданию простого веб-сервера на ESP32 и обмену данными через MQTT-брокер, что формирует у студентов базовое понимание принципов Интернета вещей. Предложенный курс завершается минипроектами («умная комната», «парковочный помощник», «Wi-Fi метеостанция»), которые интегрируют изученные технологии и демонстрируют возможности применения ESP32 для систем автоматизации и умного дома. Учебный план может использоваться в вузах и колледжах при обучении студентов направлений «Информационные технологии», «Автоматизация», «Мехатроника» и «Радиоэлектроника».
This paper presents a tutorial on programming the ESP32 microcontroller using MicroPython firmware and the Thonny development environment on the KEIT (Knowledge ESP32 Integration Trainer) training rig. The designed and manufactured rig, its operating principles, and a schematic diagram and printed circuit board (PCB) are provided. The MicroPython programming curriculum includes 12 lab sessions, ranging from basic GPIO control (LEDs, buttons, and buzzer) to integration with cloud services via the MQTT protocol. Sequentially completing the tasks allows students to master the fundamentals of working with digital and analog interfaces, learn to interact with sensors, displays, and actuators, and become familiar with the networking capabilities of the ESP32. Particular attention is paid to practical aspects, such as button debounce, working with interrupts, generating PWM signals, and measuring time intervals. The authors also present the specialized control software «KEIT Master Control», which complements the entire hardware and software system and reinforces the theoretical foundations of microcontroller programming in MicroPython. The final lessons focus on creating a simple web server on the ESP32 and exchanging data via an MQTT broker, providing students with a basic understanding of the principles of the Internet of Things. The course concludes with mini-projects («smart room», «parking assistant», and «Wi-Fi weather station») that integrate the technologies covered and demonstrate the potential of the ESP32 for automation and smart home systems. The curriculum can be used in universities and colleges for students majoring in Information Technology, Automation, Mechatronics and Radioelectronics.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.